基于FPGA数字示波器设计.doc

摘 要 高速数字化采样技术和FPGA技术的发展，已经开始对传统测试仪器，包括现有的数字化仪器发展产生着深刻的影响，对传统仪器体系结构，传统测量方法，传统仪器的定义和分类等都将产生深刻的变革。 近几年来，数字仪器通常采用DSP或FPGA结构，从信息处理技术的发展上看，以FPGA为基础的软件硬件化是其重要的发展方向，本文设计的基于FPGA的数字示波器，是由单片机和FPGA相结合的方式组成，即用单片机完成人机界面，系统调控，用FPGA完成数据采集，数据处理等功能。由通道输入调整，数据采集，数据处理，波形显示和操作界面等功能模块组成，系统中的数据采集及数据处理模块，采用了FPGA内制的RAM IP核，使系统的工作频率基本不受外围器件影响。设计中采用了自顶向下的方法，将系统按逻辑功能划分模块，各模块使用VHDL语言进行设计，在ISE中完成软件的设计和仿真 关键词：FPGA 数字示波器 数字采样 Abstract High-speed digital sampling and FPGA technology has begun to influnence the development of traditional test equipment, including existing digital instruments , the architecture of traditional instruments, traditional measurement methods, definition and classification of traditional instruments and so will produce profound changes. In recent years, independent instrument is made up of DSP or FPGA structure, from the point of information processing technology development, to FPGA based hardware of software is an important direction of development, the paper design FPGA-based digital oscilloscope, which combines a single chip and FPGA , namely, with a microcontroller for interface and system control, with the FPGA for data acquisition, data processing and other functions. It is made up of adjustable channel input, data acquisition, data processing, waveform display and user interface features such as modules, the system of data collection and data processing module, using the FPGA within the system RAM IP core, which make a great significance on the data processing speed and real-time entry requirements. Using top-down approach, the system is logical and functional modules, each module is designed using the VHDL language, completed in the ISE software . Keywords: FPGA，Digital Oscilloscope，Digital Sampling摘 要 1 第一章 绪 论 4 1.1研究概况与意义 5 1.2 主要工作 6 第二章数字示波器的工作原理 7 2.1 工作原理框图 7 2.1.1 数字示波器系统框图 7 2.2 采样定理 8 2.2 频率测量 8 2.3.1高频双计数器测量方法 9 2.3.2大范围双计数器测量法 9 2.3.3 等精度测量法 10 2.4扫描速度 10 第三章 硬件电路 11 3.1 系统组成结构 11 3.2放大电路 12 3.2.1程控衰减放大器电路 13 3.2.1 ADS830的应用 14 3.2.2 放大器AD603介绍