數(shù)字存儲(chǔ)示波器的設(shè)計(jì)

圖5 衰減電路

輸入通道的第一級(jí)是髙阻衰減電路如圖5所示，這樣可以保證數(shù)字示波器有較高的輸入阻抗，同時(shí)把較大的輸入信號(hào)經(jīng)過衰減，以滿足后續(xù)電路。這里通過繼電器來實(shí)現(xiàn)電路的切換。通過設(shè)置衰減器的通斷設(shè)置初級(jí)放大系數(shù)A1=0.5、1.25、2.5、5;幅度的粗調(diào)和直流偏移部分是由12位DAC7512來控制。通過電子開關(guān)改變運(yùn)放的增益，從而實(shí)現(xiàn)幅度的調(diào)節(jié)。次級(jí)放大系數(shù)為A2=×5，所以通道總增益A=K1*A1*K2*A2

4.3.7 數(shù)據(jù)處理
計(jì)算出被測(cè)信號(hào)的有效值、均值、峰值、頻率。
離散信號(hào)的電壓平均值及峰值的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下所示：
電壓有效值： 　　
電壓平均值：　 　　
電壓峰－峰值：
信號(hào)頻率計(jì)算：根據(jù)頻率的定義，每秒變化的次數(shù)。
被測(cè)信號(hào)的上述參數(shù)可調(diào)用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件提供的函數(shù)processing_data（）獲取，該函數(shù)的詳細(xì)說明見5.2節(jié)中實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供的函數(shù)列表。

5.1 虛擬數(shù)字存儲(chǔ)示波器界面設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)一個(gè)包含耦合方式選擇、伏/格調(diào)整、觸發(fā)源選擇、時(shí)基選擇等基本功能的虛擬數(shù)字存儲(chǔ)示波器界面，要求顯示屏水平刻度為10div，垂直刻度為10div，如圖6所示。

圖6 虛擬數(shù)字存儲(chǔ)示波器面板

其中用到的控件有列表控件(Ring)、命令按鈕（Command）、圖形控件(Picture)、文本控件(Text)、數(shù)值控件(Numeric)。

5．2 在完成界面設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)幅值、時(shí)基可調(diào)的虛擬雙蹤數(shù)字存儲(chǔ)示波器
要求：①設(shè)置垂直靈敏度至少有50mV/div、0.1V/div、0.5V/div、1V/div四檔；②設(shè)置掃描速度至少有0.1u/div、1u/div、10u/div、100u/div、500u/div、1m/div、10m/div、0.1s/div八檔；③增加雙蹤示波功能，能同時(shí)顯示兩路被測(cè)信號(hào)波形；④數(shù)據(jù)處理設(shè)計(jì)：顯示被測(cè)信號(hào)幅值包括：有效值、峰峰值、平均值；顯示被測(cè)信號(hào)的頻率值。
在設(shè)計(jì)時(shí)，可以參考的程序流程和函數(shù)調(diào)用如圖7所示，首先進(jìn)行EPP接口的初始化以及取回用戶界面設(shè)置的采集參數(shù)，如耦合方式、觸發(fā)方式、垂直靈敏度、時(shí)基等，然后啟動(dòng)采集；當(dāng)預(yù)設(shè)的采集點(diǎn)數(shù)采集完以后計(jì)算機(jī)把數(shù)據(jù)讀回；最后對(duì)讀回的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，例如計(jì)算幅度、頻率，進(jìn)行濾波并且顯示波形等操作。
設(shè)計(jì)前，請(qǐng)完成各檔位對(duì)應(yīng)的增益和時(shí)基的計(jì)算選擇并把結(jié)果填入下面的表1和表2中。計(jì)算方法舉例：
⑴ 給定垂直靈敏度20mv/div ,則量程 = 20mV × 10 = 200mV = 0.2V ; 由于AD9288的輸入范圍是 0.5V----1.5V,為提高分辨率，可采用5倍的通道總增益，即0.2V×5=1 V，對(duì)應(yīng)于4.3.1節(jié)的SJ8002B電子測(cè)量實(shí)驗(yàn)箱測(cè)試范圍及采集參數(shù)調(diào)整范圍即可得到Div序號(hào)為2。