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高精度数字示波器主要组成部分和两种采集模式介绍

发布时间: 2021-06-25  点击次数: 1295次
   高精度数字示波器设计了以单片机和FPGA为控制核心,由阻抗变换、峰值检波、程控放大、采样、频率测量以及校准信号产生等模块构成的数字示波器。
 
  高精度数字示波器主要由测量控制和显示输出两部分组成。输入信号在测量电路前端,经由信号变换电路处理成各次级单元能处理的等效信号,主要是由比较电路处理输出正方波和峰-峰值为2.5V的等效运算放大输出信号。方波信号作为记数脉冲,触发可编程逻辑器件CPLD来实现频率值的测量。同时,经运算放大器输出的信号输入至采样保持器,由主控制器DSP向其相关引脚发出锁存信号来实现对待测信号的采样和锁存输出的功能切换。
 
  高精度数字示波器的两种采集模式:
  ①平均模式。平均模式是示波器采集系统中基本降噪的信号处理技术之一。通过使用两次或两次以上采集的数据,对采集的数据点采用逐点平均的方法,形成输出波形。平均模式改善了信噪比,降低了与触发无关的噪声,提高了垂直分辨率,可以更简便地观察重复信号。
  计算平均波形的传统方法是先简单地加总所有采集中的对应样点,然后除以采集次数。但是,这种方法要一直等到采集了所需的全部N个波形之后,才能显示平均值。耽误的时间对大部分用户是不可接受的,采集数据量会迅速超出示波器的内存容量。
 
  ②高分辨率模式。
  HiRes模式计算并显示每个采样间隔中所有顺序样点值的平均值。这种模式提供了一种方法,用过采样获得与波形有关的进一步信息。在HiRes模式下,通过获得进一步水平采样信息,可以提供更高的垂直分辨率,降低带宽和噪声。HiRes处理在定制硬件中完成,以更大限度地提高速度。HiRes模式较平均模式的一个关键优势,是即使单次采集也可以使用HiRes模式。
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