一种基于现场可编程门阵列的示波器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电子设备，更具体地说涉及一种基于现场可编程门阵列的示波器。
【背景技术】
[0002]基于单片机处理方式的数字示波器是以单片机为控制中心，通过对采样电路的控制进行波形实时采样、数据处理和存储显示。该方案系统规模较小，有一定的灵活性，成本低，但是受限于单片机的速度，难以实现信号的实时处理和显示。而现场可编程门阵列在逻辑设计上具备优势，利用现场可编程门阵列对信号进行采集、处理和存储，利用单片机对信号进行控制及完成人机交互，现场可编程门阵列与单片机相结合而实现波形的采集及显示控制，可以极大提尚不波器性能。
【发明内容】
[0003]本实用新型主要解决的技术问题是:提供一种基于现场可编程门阵列的示波器，数据的采集速度快、精度高，且实现数据的等效顺序采样，数据处理速度快，波形输出快速稳定。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型涉及一种电子设备，更具体地说涉及一种基于现场可编程门阵列的示波器，包括放大器1、放大器Π、模数转换器、现场可编程门阵列、触发器、单片机1、显示屏、存储器、单片机Π和按键，数据的采集速度快、精度高，且实现数据的等效顺序采样，数据处理速度快，波形输出快速稳定。
[0005]放大器Π—端与放大器I相连，另一端与模数转换器相连，模数转换器与现场可编程门阵列相连，放大器I接收外部输入信号并将信号进行增益放大处理后传输至放大器Π，放大器Π对接收到的信号进行电位抬升以使输入信号电平与模数转换器电平相匹配，模数转换器实现输入信号的取样并将取样信号转化为数字信号传输至现场可编程门阵列，模数转换器实现取样信号的保持。模数转换器与触发器相连，触发器与现场可编程门阵列相连，触发器用于控制模数转器的信号采样周期。单片机I与现场可编程门阵列相连，单片机I完成波形的显示和存储控制。显示屏与单片机I相连，显示屏用于波形的显示。存储器与单片机I相连，存储器用于波形数据的存储。单片机Π上连接有现场可编程门阵列和单片机I相连，单片机Π完成波形处理的运算控制并将运算结果输出至单片机I。按键与单片机Π相连，按键用于输入控制信号。
[0006]作为本方案的进一步优化，本实用新型一种基于现场可编程门阵列的示波器所述的模数转换器选用亚德诺半导体有限公司生产的模数转换器，其型号为AD783。
[0007]作为本方案的进一步优化，本实用新型一种基于现场可编程门阵列的示波器所述的现场可编程门阵列选用阿尔特拉有限公司生产的现场可编程门阵列生产的单片机，其型号为 EP1C3T144。
[0008]作为本方案的进一步优化，本实用新型一种基于现场可编程门阵列的示波器所述的单片机I和单片机Π都选用爱特梅尔半导体科技有限公司生产的单片机，其型号为STM32F103。
[0009]本实用新型一种基于现场可编程门阵列的示波器的有益效果为:
[0010]a.数据采集速度快；
[0011]b.运算控制速度快；
[0012]C波形输出稳定迅速。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型一种基于现场可编程门阵列的示波器的系统框图。
【具体实施方式】
[0014]在图1中，本实用新型涉及一种电子设备，更具体地说涉及一种基于现场可编程门阵列的示波器，包括放大器1、放大器Π、模数转换器、现场可编程门阵列、触发器、单片机1、显示屏、存储器、单片机Π和按键，数据的采集速度快、精度高，且实现数据的等效顺序采样，数据处理速度快，波形输出快速稳定。
[0015]放大器Π—端与放大器I相连，另一端与模数转换器相连，模数转换器与现场可编程门阵列相连，放大器I接收外部输入信号并将信号进行增益放大处理后传输至放大器Π，放大器Π对接收到的信号进行电位抬升以使输入信号电平与模数转换器电平相匹配，模数转换器实现输入信号的取样并将取样信号转化为数字信号传输至现场可编程门阵列，模数转换器实现取样信号的保持。模数转换器与触发器相连，触发器与现场可编程门阵列相连，触发器用于控制模数转器的信号采样周期。输入信号经放大器I处理后实现第一级可变增益放大;信号经放大器Π第二级放大，并抬高电位，送入模数转换器进行取样。模数转换器将取样信号送入现场可编程门阵列进行处理。现场可编程门阵列又通过控制触发器来控制模数转换器的取样触发电平，以完成对信号的等效采样。每发出一个触发信号，现场可编程门阵列采集一组波形数据，然后停止数据采集，直至下一个触发信号发出。
[0016]模数转换器选用亚德诺半导体有限公司生产的模数转换器，其型号为AD783。该型模数转换器采样时间为250ns，保持值下降速率为0.02mV/ms，具备高速的数据采集能力且具备数据保持能力。
[0017]现场可编程门阵列选用阿尔特拉有限公司生产的现场可编程门阵列生产的单片机，其型号为EP1C3T144。该型现场可编程门阵列内嵌有分频器模块，实现了不同频率信号的输出，进而控制模数转换器以不同速率采集各频率信号。该型现场可编程门阵列内嵌有触发电路控制器，现场可编程门阵列比较前后两次模数转换器采集的信号电平，当前一次数据小于等于触发电平，下一次数据大于等于触发电平时，将产生一个触发信号。
[0018]单片机Π上连接有现场可编程门阵列和单片机I相连，单片机Π完成波形处理的运算控制并将运算结果输出至单片机I。按键与单片机Π相连，按键用于输入控制信号。现场可编程门阵列接收到的取样信号传输至单片机I供单片机I进行数据运算得出波形数据。
[0019]单片机I与现场可编程门阵列相连，单片机I完成波形的显示和存储控制。显示屏与单片机I相连，显示屏用于波形的显示。存储器与单片机I相连，存储器用于波形数据的存储。单片机I将运算结果输出至单片机Π，单片机Π控制波形显示在显示屏上，并将波形数据传输至存储器存储。
[0020]单片机I和单片机Π都选用爱特梅尔半导体科技有限公司生产的单片机，其型号为STM32F103。利用单片机I完成按键指令控制，利用单片机Π实现波形显示和存储控制，分担了各个单片机的工作压力，提高了信号的处理速度和信号处理的平稳性，提高了波形复现的精确性。
[0021]当然上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于现场可编程门阵列的示波器，包括放大器1、放大器Π、模数转换器、现场可编程门阵列、触发器、单片机1、显示屏、存储器、单片机Π和按键，其特征在于:放大器Π —端与放大器I相连，另一端与模数转换器相连，模数转换器与现场可编程门阵列相连，放大器I接收外部输入信号并将信号进行增益放大处理后传输至放大器Π，放大器Π对接收到的信号进行电位抬升以使输入信号电平与模数转换器电平相匹配，模数转换器实现输入信号的取样并将取样信号转化为数字信号传输至现场可编程门阵列，模数转换器实现取样信号的保持;模数转换器与触发器相连，触发器与现场可编程门阵列相连，触发器用于控制模数转器的信号采样周期;单片机I与现场可编程门阵列相连，单片机I完成波形的显示和存储控制；显示屏与单片机I相连，显示屏用于波形的显示;存储器与单片机I相连，存储器用于波形数据的存储;单片机Π上连接有现场可编程门阵列和单片机I相连，单片机Π完成波形处理的运算控制并将运算结果输出至单片机I;按键与单片机π相连，按键用于输入控制信号。2.根据权利要求1所述的一种基于现场可编程门阵列的示波器，其特征在于:所述模数转换器选用亚德诺半导体有限公司生产的模数转换器，其型号为AD783。3.根据权利要求1所述的一种基于现场可编程门阵列的示波器，其特征在于:所述现场可编程门阵列选用阿尔特拉有限公司生产的现场可编程门阵列生产的单片机，其型号为EP1C3T144。4.根据权利要求1所述的一种基于现场可编程门阵列的示波器，其特征在于:所述单片机I和单片机Π都选用爱特梅尔半导体科技有限公司生产的单片机，其型号为STM32F103。
【专利摘要】本实用新型涉及一种电子设备，更具体地说涉及一种基于现场可编程门阵列的示波器，数据的采集速度快、精度高，且实现数据的等效顺序采样，数据处理速度快，波形输出快速稳定。放大器Ⅰ接收外部输入信号并将信号进行增益放大处理后传输至放大器Ⅱ，放大器Ⅱ对接收到的信号进行电位抬升以使输入信号电平与模数转换器电平相匹配，模数转换器实现输入信号的取样并将取样信号转化为数字信号传输至现场可编程门阵列，模数转换器实现取样信号的保持。触发器用于控制模数转器的信号采样周期。单片机Ⅰ完成波形的显示和存储控制。显示屏用于波形的显示。单片机Ⅱ完成波形处理的运算控制并将运算结果输出至单片机Ⅰ。按键用于输入控制信号。
【IPC分类】G01R13/02
【公开号】CN205229257
【申请号】CN201520927400
【发明人】赵石磊, 刘润田, 陈星光
【申请人】哈尔滨理工大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年11月20日