虛擬示波器／頻譜分析儀F-24U結(jié)構(gòu)及原理簡(jiǎn)介

F-24U除常用的信號(hào)測(cè)量和頻譜分析功能以外，還可以借用現(xiàn)成的工具處理數(shù)據(jù)的高級(jí)應(yīng)用，如捕捉測(cè)量中感興趣的數(shù)據(jù)、啟動(dòng)EXCEL電子表格軟件、導(dǎo)入包含通道數(shù)據(jù)的文本文件、生成圖表等功能。 下面我們來(lái)探究一下F-24U的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和原理。

硬件設(shè)計(jì)

FlashDSO XP USB硬件原理框圖如圖1所示，主要包括信號(hào)調(diào)理器、信號(hào)采集器、數(shù)據(jù)傳輸模塊、時(shí)鐘發(fā)生器、中央處理器模塊、USB通訊控制器等模塊，本文重點(diǎn)介紹信號(hào)調(diào)理器、信號(hào)采集器和數(shù)據(jù)傳輸模塊。

信號(hào)調(diào)理器信號(hào)調(diào)理器模塊將外部信號(hào)轉(zhuǎn)換成信號(hào)采集器的輸入信號(hào)，原理圖如圖2所示，包含耦合方式、程控衰減、阻抗變換、信號(hào)單極性變換等功能，程控衰減部分采用微
型繼電器控制，具有耐高壓、無(wú)電阻及噪音干擾等優(yōu)點(diǎn)。

圖2中OP1高頻放大器作為射極跟隨器，提高輸入阻抗，對(duì)ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供信號(hào)緩沖作用，OP2、OP3組成加法器和反向器，輸入Vout1變換為Vout2輸出，Vout2=Vout1+Vref，當(dāng)Vref=2.5V，-2.5V

信號(hào)采集器 信號(hào)采集器將信號(hào)調(diào)理器輸出的模擬信號(hào)通過(guò)ADC高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，同時(shí)將信號(hào)存入高速靜態(tài)存儲(chǔ)器中，原理圖如圖3所示，U1模數(shù)轉(zhuǎn)換器將輸入的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過(guò)U2可編程邏輯器件(CPLD)將數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)寫入U(xiǎn)3靜態(tài)存儲(chǔ)器中，OP1過(guò)零比較器輸出信號(hào)作為U2的TRIGER觸發(fā)信號(hào)，U2的S0、S1、S2、S3四引腳作為系統(tǒng)時(shí)鐘分頻選擇開(kāi)關(guān)，提供11種分頻系數(shù)，如表1所示，同時(shí)U2的T0、T1引腳作為信號(hào)觸發(fā)模式選擇開(kāi)關(guān)，提供三種觸發(fā)模式，如表2所示。