高精度便捷式全数字示波器设计

　　示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。电子技术的日新月异，使各类电信号越来越复杂，在工程应用中对信号实时采样率和波形捕获率也有较高的要求，数字示波器成了各个岗位的硬件开发和测试人员必不可少的工具。针对当前柔性工业测量系统的需要，本文给出DSP+CPLD的方案，实现了一种高精度、高集成的便捷式数字化存储示波器的设计，系统尽可能地采用数字集成电路，结构简单，测量结果可靠性高，具有友好的人机界面，同时具有高采样率、高分辨率及低误差等特点。

　　1 系统设计方案

　　该数字示波器主要由测量控制和显示输出两部分组成。输入信号在测量电路前端，经由信号变换电路处理成各次级单元能处理的等效信号，主要是由比较电路处理输出正方波和峰-峰值为2.5 V的等效运算放大输出信号。方波信号作为记数脉冲，触发可编程逻辑器件CPLD来实现频率值的测量。同时，经运算放大器输出的信号输入至采样保持器，由主控制器DSP向其相关引脚发出锁存信号来实现对待测信号的采样和锁存输出的功能切换。

　　当控制端置“1”时为锁存输出，这时，输出的信号可供A/D转换器件进行数据采集;置“0”时实现对信号的采集。A/D采集回来的数据送给DSP，再由DSP先把外部数据存储在外部存储器中，然后进行分析，最后，把经过处理的数据通过RS 422标准接口以数据包的形式发送给液晶显示器显示输出。系统原理框图如图1所示。