簡(jiǎn)易等效采樣數(shù)字示波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)【開題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述+畢業(yè)設(shè)計(jì)】

1、1畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告電子信息科學(xué)與技術(shù)電子信息科學(xué)與技術(shù)簡(jiǎn)易等效采樣數(shù)字示波器簡(jiǎn)易等效采樣數(shù)字示波器一、選題的背景與意義電子示波器興起于上個(gè)世紀(jì)四十年代，由于電子設(shè)備的開發(fā)需要性能良好的波形觀察工具，示波器成為電子產(chǎn)品開發(fā)者檢測(cè)電子線路最有效的工具之一。后隨著半導(dǎo)體和電子計(jì)算機(jī)的問世，尤其是電子系統(tǒng)的性能隨著半導(dǎo)體集成度及功能的穩(wěn)步提高對(duì)示波器性能的要求越來越高，促進(jìn)了示波器的發(fā)展。在國(guó)外，早期主要是模擬示波器的開發(fā)，其帶

2、寬等性能都比較低。隨著半導(dǎo)體和電子計(jì)算機(jī)的問世，促進(jìn)電子示波器的帶寬達(dá)到100MHz。六十年代美國(guó)開發(fā)出帶寬6GHz的取樣示波器、帶寬6GHz的多功能插件式示波器，標(biāo)志著當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)的高水平，為測(cè)試數(shù)字電路又增添邏輯示波器和數(shù)字波形記錄器。從此模擬示波器發(fā)展緩慢，而數(shù)字示波器發(fā)展迅猛。由于競(jìng)爭(zhēng)的激烈性，一些國(guó)家甚至退出示波器市場(chǎng)，目前美國(guó)在示波器方面的技術(shù)處于領(lǐng)先地位。在國(guó)內(nèi)，近幾年廠商在數(shù)字示波器市場(chǎng)開發(fā)上取得了很好的成績(jī)。但與國(guó)外大

3、公司相比，國(guó)內(nèi)企業(yè)仍有很大的差距，如產(chǎn)品主要針對(duì)中低端市場(chǎng)，無(wú)法滿足高速測(cè)試需要，測(cè)試解決方案擴(kuò)展低。在國(guó)內(nèi)很多廠家、研究機(jī)構(gòu)以及一些高校等都在加快示波器的更新?lián)Q代。目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的示波器不斷向中高端產(chǎn)品發(fā)展，市場(chǎng)不斷推出性能更加強(qiáng)大的多功能示波器以滿足更高更準(zhǔn)的測(cè)試要求。示波器是顯示被測(cè)量的電信號(hào)的瞬時(shí)值軌跡變化情況的儀器，分為模擬示波器和數(shù)字示波器。使用者通過使用示波器觀察和測(cè)量線路電壓電流波形來檢測(cè)電子設(shè)備中線路工作異常情況，驗(yàn)證

4、設(shè)備性能是否達(dá)標(biāo)等，給使用者設(shè)計(jì)電子設(shè)備帶來很大的幫助。示波器除觀測(cè)電流電壓的波形外，還可以測(cè)定頻率、延時(shí)等信號(hào)特性。目前，示波器在各種科學(xué)研究、工程研究、工業(yè)生產(chǎn)及學(xué)校教育等眾多領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的模擬示波器采用的是模擬電路（示波管，其基礎(chǔ)是電子槍），電子槍向屏幕發(fā)射電子，發(fā)射的電子經(jīng)聚焦形成電子束并打到屏幕上。屏幕的內(nèi)表面涂有熒光物質(zhì)這樣電子束打中的點(diǎn)就會(huì)發(fā)出光來。模擬示波器在早期的應(yīng)用中很好的滿足了當(dāng)時(shí)的應(yīng)用要求。模32

5、.系統(tǒng)硬件的整體設(shè)計(jì)3.芯片的選取4.觸發(fā)功能的實(shí)現(xiàn)方式5.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)三、研究的方法與技術(shù)路線：1.采樣技術(shù)性能采樣技術(shù)是數(shù)字示波器制作一個(gè)重要技術(shù)點(diǎn)，也是此次設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。采樣技術(shù)大體分為兩類：實(shí)時(shí)采樣和等效采樣兩種。實(shí)時(shí)采樣是示波器在一次觸發(fā)后即能完成整個(gè)采集過程，常常受到采樣速率和帶寬等的限制。為了突破實(shí)時(shí)采樣的固有限制，后來提出了等效采樣。等效采樣（EquivalentSampling）是指對(duì)多個(gè)信號(hào)周期連續(xù)樣來復(fù)現(xiàn)一個(gè)信號(hào)波形

6、，采樣系統(tǒng)能以擴(kuò)展的方式復(fù)現(xiàn)頻率大大超過奈奎斯特極限頻率的信號(hào)波形，在高速數(shù)據(jù)周期信號(hào)采集系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用[2][3]。與實(shí)時(shí)采樣不同，等效采樣只能用于重復(fù)信號(hào)，但信號(hào)頻率可以很高。在很多場(chǎng)合中，高頻信號(hào)都是周期或者準(zhǔn)周期的信號(hào)，所以我們?cè)诒ＷC設(shè)計(jì)成本的同時(shí)利用等效采樣就可以采集和復(fù)現(xiàn)高頻信號(hào)。本次設(shè)計(jì)兩種采樣原理都采用，低頻時(shí)使用實(shí)時(shí)采樣，高頻時(shí)使用等效采樣。2.等效采樣原理等效采樣分為順序和隨機(jī)等效采樣兩種方法。等效采樣又可分為順

7、序等效時(shí)間采樣和隨機(jī)等效時(shí)間采樣，兩者的區(qū)別在于，其采樣不僅僅局限于在觸發(fā)點(diǎn)后，還能在觸發(fā)點(diǎn)之前。順序采樣是按照一個(gè)固定的次序進(jìn)行采集，每到來一個(gè)新的觸發(fā)事件就采集一個(gè)點(diǎn)，經(jīng)過若干個(gè)信號(hào)周期后就可以將被測(cè)信號(hào)的各個(gè)部分采樣一遍，從而復(fù)現(xiàn)波形[7]。這種采樣方法沒有預(yù)觸發(fā)的信息。隨機(jī)等效采樣就可提供預(yù)觸發(fā)和觸發(fā)信息以及觸發(fā)后的信息。在隨機(jī)等效采樣示波器中，每一組采樣點(diǎn)是在隨機(jī)的時(shí)刻采集的，而與觸發(fā)事件無(wú)關(guān)。這些采樣點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為一已知