基于FPGA的VGA显示多功能数字示波器的制作方法

文档序号:12923571阅读:719来源:国知局

本实用新型属于电子技术应用的仪器与测量领域,特别涉及基于FPGA的VGA显示多功能数字示波器。



背景技术:

数字存储示波器是现代电子设计十分重要的仪器设备之一,是设计、制造和维修电子设备不可或缺的工具。示波器分为数字示波器和模拟示波器两种。随着数字技术的不断发展,数字存储式示波器性能越来越好,同时由于数字示波器具有许多模拟示波器无法实现的功能,如频谱分析,逻辑分析等,数字存储式示波器的应用越来越广泛。便携式数字示波器由于体积小巧,成本低廉,尽管在性能上比不上台式示波器,但是依然能满足很多场合的应用需求,尤其是移动性和低成本应用,如外出电子检修或者是家庭电子用。

在本实用新型发明之前,便携式示波器的使用比较受限制,如波形的测量输出方式单一,示波器可拓展性差,还存在着示波器得到的数据很难共享到其他平台等缺陷。



技术实现要素:

本实用新型目的在于克服上述缺陷,研制基于FPGA的VGA显示多功能数字示波器。

本实用新型的技术方案是:

基于FPGA的VGA显示多功能数字示波器,其主要技术特征在于待测信号源(8)连接前端模拟整形模块(2),前端模拟整形模块(2)分别连接高速ADC模块(3)、FPGA处理控制模块(1),高速ADC模块(3)连接FPGA处理控制模块(1),示波器档位控制模块(4)连接FPGA处理控制模块(1),FPGA处理控制模块(1)分别连接显示器模块(5)、Windows PC机(6)、安卓手机(7)。

本实用新型的优点和效果在于可以作为便携式示波器的设计方案,不仅有着出色的模拟带宽和数字精度,还可以通过现如今随处可见的VGA接口显示终端进行示波器界面和波形的精细显示,同时可以投影到大型幻灯机方便教学演示。除此之外安卓端和PC端的应用程序进一步提高了示波器的可用性。本方案中基于FPGA的VGA字符和图形显示驱动也在电子产品开发中具有一定的实用价值。

本实用新型对于简易示波器主要由前端模拟整形电路,基于Basys3的FPGA逻辑处理单元,VGA接口显示器组成,同时拓展了PC端波形显示功能和手机端显示功能。模拟整形电路对输入的模拟信号进行阻抗匹配以及放大衰减调整,调整到适合ADC采样的电压范围,同时模拟信号通过高速比较器整形,得到触发信号进行频率测量以及作为ADC采样触发点。示波器通过旋转编码开关实现水平和垂直档位调整。FPGA处理单元得到经过ADC采样后的数字信号,存储到FPGA内部RAM中,供VGA显示模块和串口发送模块调用,最终将波形信号和其他数据显示到各种显示终端。

本实用新型还有的其它具体优点和效果将在下面继续说明。

附图说明

图1——本实用新型系统结构框架示意图。

图中标号对应的部件名称如下:

FPGA处理控制模块(1)、前端模拟整形模块(2)、高速ADC模块(3)、示波器档位控制模块(4)、(VGA接口的液晶)显示器模块(5)、Windows PC机(6)、安卓手机(7)、待测信号源(8)。

具体实施方式

本实用新型的技术思路是:

在不变更本发明的实质精神的情况下,本领域的一般技术人员可以想象出实用新型所述基于FPGA的VGA显示多功能数字示波器的多种实施方式。因此,以下具体实施方式和附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明,而不应当视为本发明的全部或者视为对本实用新型技术方案的限制或限定。

本实用新型的结构:

待测信号源(8)连接前端模拟整形模块(2),前端模拟整形模块(2)分别连接高速ADC模块(3)、FPGA处理控制模块(1),高速ADC模块(3)连接FPGA处理控制模块(1),示波器档位控制模块(4)连接FPGA处理控制模块(1),FPGA处理控制模块(1)分别连接显示器模块(5)、Windows PC机(6)、安卓手机(7)。

其中前端模拟整形模块对输入的模拟信号进行阻抗匹配以及放大衰减调整,调整到适合ADC采样的电压范围。

模拟信号通过高速比较器整形,得到触发信号进行频率测量以及作为ADC采样触发点。

示波器通过旋转编码开关实现水平和垂直档位调整。

FPGA处理单元得到经过ADC采样后的数字信号,存储到FPGA内部RAM中,供VGA显示模块和串口发送模块调用,最终将波形信号和其他数据显示到各种显示终端。

较佳的,本实用新型通过程控增益放大器实现示波器垂直挡位调整,可以提高示波器的垂直分辨力,提高示波器测量精度。

较佳的,本实用新型同时拓展了PC端波形显示功能和手机端显示功能。

较佳的,本实用新型开发的具有VGA接口的数字示波器可以兼容标准VGA接口显示器,投影仪等设备,方便教学演示。

较佳的,本实用新型的设计成本低廉,体积较小,有着较好的便携性。

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