设计一个简易数字存储示波器的论文免费下载

　　本设计基于数字示波器原理，以高速转换器件、CPLD和单片机为核心，结合直接存储器存取（DMA）技术，设计制作完成了简易数字存储示波器。此数字示波器具有实时单、双踪显示和存储、连续回放显示功能。整个设计实现了数字存储示波器的所有功能指标。

　　一、 方案设计和论证

　　数字存储示波器可以方便地对模拟信号进行采集和存储，并能利用微处理器对存储的

　　数据作进一步处理，具有单踪、双踪实时显示和存储显示两种模式。高速数据采集、存储、

　　回放及触发电平调节是本设计的难点和重点。下面就对这几个重要环节做论证和比较：

　　1. 数据采集

　　方案一：采用中高速A/D 转换器，由单片机控制对模拟信号进行采集。限于单片机的工作频率，仅可采集低于5KHz 的信号；对于更高频率的信号，虽然经处理后也能采集，但过程比较复杂。本设计不采用此方案。

　　方案二：用CPLD 控制高速A/D 转换器采集模拟信号。CPLD 的工作时钟频率可达几十兆赫兹，完全可以控制高速A/D 转换器对的高频信号进行实时采样。只要A/D 转换器的速度跟得上，可以实现对上兆的信号的采样。本设计采用此方案。

　　2. 数据存储

　　方案一：采用双口RAM存储采样量化后的波形数据。虽然控制和存储都很方便，但是本地根本买不到，所以本设计不采用此方案。

　　方案二：采用普通RAM 存储采样量化后的波形数据。虽然软硬件都比采用双口RAM复杂，但是双口RAM不是哪里都能买到的，这也不失为一种替代的好方法。本设计就采用此方案。

　　3. 双踪显示

　　方案一：用两片A/D 转换器、两片存储器和两片D/A 转换器，分别对两路模拟信号进行采样、存储和回放。双踪显示时，只需要轮流切换两路输出信号，就可以实现双踪显示。但是此方案①成本很高；②要做两路控制，软硬件相对更加复杂，本设计不采用此方案。

　　方案二：用一片A/D 转换器、一片存储器和一片D/A 转换器，以高速率切换模拟开关实现对两路模拟信号的采集。存储时两路波形数据分别存放在存储器的奇、偶地址。回放时把存储器内的波形数据按顺序读出，输出时同样以高速率切换模拟开关实现双踪显示。此方案成本低，而且控制方便，本设计采用此方案。

　　4. 幅度控制

　　方案一：采用DAC0832 实现程控电压衰减。信号从参考电压端输入，单片机通过改变送入 DAC0832的数据值控制输出信号的幅度，即Vo=（D×Vin）/255。它对低频信号的幅度控制很准，但对高频信号（≥24KHz），输出波形严重失真。本设计不采用此方案。

　　方案二：采用模拟开关和宽带运放，配合精密电位器实现从0.01V/div到1V/div的多档垂直分辨率。单片机控制模拟开关接通不同的电阻，从而实现不同的放大倍数，达到程控放大的目的。此方案对0～500KHz 信号的幅度控制较为准确，所以本设计采用此方案。