【摘要】：示波記錄儀可以捕獲十幾種不同類(lèi)型的信號(hào),能夠?qū)崿F(xiàn)多通道采集、存儲(chǔ)以及顯示的功能,并且能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行高速采集和實(shí)時(shí)處理,具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理、信號(hào)分析與波形存儲(chǔ)能力,是當(dāng)代社會(huì)最熱門(mén)的測(cè)試儀器之一。研制示波記錄儀對(duì)掌握測(cè)試技術(shù)、豐富測(cè)試儀器功能、推動(dòng)測(cè)試儀器工業(yè)發(fā)展具有十分重要的意義。在示波記錄儀的設(shè)計(jì)過(guò)程中,數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是其中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。通用的測(cè)試儀器數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的設(shè)計(jì)比較單一,一般應(yīng)用的通道數(shù)較少,并且應(yīng)用不夠靈活。本文基于示波記錄儀的研發(fā)項(xiàng)目,并從FPGA技術(shù)角度出發(fā),主要對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行研究:1、本文首先從系統(tǒng)上對(duì)示波記錄儀的功能指標(biāo)和可行性進(jìn)行分析,然后介紹了示波記錄儀的整體框架,并根據(jù)示波記錄儀的框架從FPGA技術(shù)角度對(duì)示波記錄儀的數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行切入,逐步引出本文的研究重點(diǎn)。2、在示波記錄儀數(shù)據(jù)處理的研究中,本文對(duì)示波記錄儀濾波處理和實(shí)時(shí)運(yùn)算兩個(gè)功能模塊進(jìn)行深入研究。設(shè)計(jì)出了在100MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘下,能夠?qū)崿F(xiàn)可實(shí)時(shí)調(diào)配的濾波器裝置以及能夠在FPGA中實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法的實(shí)時(shí)運(yùn)算模塊。3、在示波記錄儀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的研究中,本文對(duì)示波記錄儀普通采集模式和深存儲(chǔ)采集模式兩種采集模式進(jìn)行深入研究。設(shè)計(jì)了一種適合示波記錄儀的普通采集存儲(chǔ)方案,能夠?qū)崿F(xiàn)128通道內(nèi)任意存儲(chǔ)不同類(lèi)型板卡的設(shè)計(jì)。同時(shí)還設(shè)計(jì)了一種深存儲(chǔ)方案,能夠?qū)崿F(xiàn)16通道內(nèi)任意通道存儲(chǔ)、單通道最大存儲(chǔ)深度為2Gpts、存儲(chǔ)深度可變的設(shè)計(jì)。通過(guò)測(cè)試和驗(yàn)證,本文設(shè)計(jì)的濾波器可以根據(jù)用戶的需求進(jìn)行調(diào)節(jié);實(shí)時(shí)運(yùn)算可以達(dá)到運(yùn)算實(shí)時(shí)的效果;普通采集模式可以支持128通道的采集和顯示;深存儲(chǔ)的存儲(chǔ)可支持16通道存儲(chǔ),存儲(chǔ)通道和存儲(chǔ)深度可根據(jù)需求而改變。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TM935;TP274.2
【圖文】：

圖 3-8 FDAtool 工具參數(shù)設(shè)置圖方法獲取濾波器的系數(shù)后，要將其存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。為了保器的規(guī)格，在本模塊中設(shè)計(jì)了一個(gè)濾波器系數(shù)存儲(chǔ)器，當(dāng)系格時(shí)，本裝置從濾波器系數(shù)存儲(chǔ)器中提取出相對(duì)應(yīng)的濾波 FIR 運(yùn)算。系數(shù)存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)中，本設(shè)計(jì)采用 ROM 存儲(chǔ)器，其數(shù)據(jù)存據(jù)不丟失，并且結(jié)果比較簡(jiǎn)單、讀取數(shù)據(jù)方便。在常用的口，時(shí)鐘端口 CLK、地址端口 ADDR、數(shù)據(jù)輸出端口 DO的階數(shù)為 99 階，這樣每組濾波器系數(shù)的個(gè)數(shù)為 100 個(gè)，由，所以本設(shè)計(jì)只需存儲(chǔ) 50 個(gè)數(shù)據(jù)。該 ROM 讀數(shù)據(jù)寬度為16bit，濾波器的深度為 ROM 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)為 450、地址全局時(shí)鐘 100MHz。數(shù)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)圖如圖 3-9 所示：濾波控reload_data

（b）圖 3-17 濾波器幅頻特性與相頻特性圖。（a）幅頻特性圖；（b）相頻特性圖次仿真步驟為：首先濾波器模塊設(shè)計(jì)完成后建立仿真文件，然后在 M 1 個(gè)頻率為 400kHz 和 6MHz 的正弦波的疊加信號(hào)，將此信號(hào)導(dǎo)入到系統(tǒng)中作為濾波裝置的輸入信號(hào)，然后選擇截止頻率為 640kHz 的 G對(duì)濾波器進(jìn)行仿真，其仿真結(jié)果如圖 3-18 所示：

第三章 示波記錄儀數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（b）圖 3-17 濾波器幅頻特性與相頻特性圖。（a）幅頻特性圖；（b）相頻特性圖本次仿真步驟為：首先濾波器模塊設(shè)計(jì)完成后建立仿真文件，然后在 MATLAB中產(chǎn)生 1 個(gè)頻率為 400kHz 和 6MHz 的正弦波的疊加信號(hào)，將此信號(hào)導(dǎo)入到 FPGA的仿真系統(tǒng)中作為濾波裝置的輸入信號(hào)，然后選擇截止頻率為 640kHz 的 Gauss 濾波器，對(duì)濾波器進(jìn)行仿真，其仿真結(jié)果如圖 3-18 所示：

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 李宛州,沈義民;數(shù)字示波器發(fā)展動(dòng)態(tài)[J];信號(hào)處理;1996年04期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 羅時(shí)燦;數(shù)字熒光示波器大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟件設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2770623