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100MHz 数字存储示波表样机的研讨与试制—-数据收集体系规划(二)

随着电子测试技术的不断发展,测试技术正向自动化、智能化、数字化和网络化的方向发展。其中,数字存储示波表作为现场测试技术的重要工具而被广泛使用于各个测试领域。目前,国外在数字存储示波表领域的技术已经比较

3.3.2触发形式挑选

触发形式的挑选实践上是当体系检测到或没检测到触发脉冲时,为了安稳的显现信号波形,对体系所作呼应的挑选。触发形式分为以下几种:

(1)主动形式:这是一种最常用的触发形式。当示波器在必守时刻内(依据SEC/DIV设定来确认)未检测到触发信号时强制示波器触发。

(2)正常形式:示波器作业在这种形式下时,只要检测到触发信号时才发生有用的触发。

(3)单次形式:假如期望示波器在捕获单次波形后中止,可运用单次触发。它是通过示波器面板上RUN/STOP键来完结的。当示波器检测到触发信号后,捕获这次触发的波形,然后中止。直到用户再次按下RUN/STOP键,再捕获一次触发的波形。各种触发形式流程如图3-7所示。

触发状况读数:示波器在显现屏顶端中心方位处显现各种图标,以指示触发状况:

◆Armed(预备)表明示波器正在捕获预触发数据。预备期间,示波器将疏忽触发。

◆Ready(安排妥当)表明示波器已捕获一切预触发数据,并且预备好检测触发。

◆Trig‘d(已触发)表明示波器已被触发,正在捕获后触发数据。

◆Stop(中止)表明示波器现已中止捕获数据。按下RUN/STOP按钮重新发动捕获。

◆Auto(主动)表明示波器处于主动触发形式,并且正在无触发的状况下捕获波形。

3.3.3预触发

在许多实践使用中,很多的状况是事情的发生不能猜测,往往调查事情发生前的状况比调查事情自身更重要,并且许多单次现象的丈量也要求显现触发点曾经的信号,以便寻觅该现象发生的原因。例如,当一个半导体器材导通时,其输出信号的起伏或许很大,咱们能够用它来触发示波器。可是,假如咱们要研讨该半导体器材开端导通时很小的输入信号时,咱们就会发现这个信号因太小而不能精确的触发示波器。这就要求示波器具有预触发功用,行将输入信号作为源信号接入通道1或许通道2,然后用器材输出信号作为外触发来触发示波器。通过示波器的预触发功用,咱们就能够了解到该器材的输入信号在导通前后的改变状况,然后看出器材呼应的因果关系。

模仿示波器虽然有推迟线,可是,它也只能具有很小的视在推迟时刻。数字存储示波器的预触发才干就很强。咱们能够通过设置预触发深度的巨细来便利的显现触发前后不一起间的波形。一般,预触发是由推迟触发来完结的。推迟触发分为“+”推迟触发和“—”推迟触发。所谓“+”推迟触发,就是指触发前FIFO的写时钟等于读时钟。触发来后,“+”推迟计数器INT1开端计数。推迟计数过程中,FIFO的写时钟相同等于读时钟。也就是说,触发前直到INT1计数完毕FIFO里没有波形数据。当到达计数值后,坚持FIFO写时钟,封闭FIFO的读时钟,比及采样数据写满FIFO后将数据拿去处理。它的功用完结在实践过程中就好像整个显现屏幕的波形向左移。如图3-8.所谓“—”推迟触发,就是指存在一个“—”推迟计数器INT2,在触发前FIFO里现已存储了INT2计数值数量(即预触发深度)的波形数据,并在触发到来之前坚持预触发深度不变。当触发来之后,写满整个FIFO再读出送去处理。它的功用完结在实践过程中就好像整个显现屏幕的波形向右移。如图3-9.


“—”推迟触发功用是依据FIFO能够存储触发前的信号,它的触发点仅仅FIFO内的一个参考点,而不是获取的榜首个数据点,触发点前后的数据都被存储。当示波表对被测信号接连采样时,触发信号不是用来发动FIFO,而是用来确认什么时候冻住FIFO.因而,恰当的规划逻辑电路就能够把触发信号之前恣意预先确认时刻长度内的波形显现出来。但一般因为遭到存储器巨细的约束,预触发深度仍是有一个极限值的。

3.4采样

采样分为实时采样和非实时采样。其间,非实时采样包含次第采样和随机采样两种。本项目中,咱们选用了实时采样和随机采样技能。以下咱们将对这三种采样方法做具体的介绍。

3.4.1实时采样

实时采样是一种最基本的采样方法。由奈奎斯特定理知,采样频率有必要大于信号最高频率的两倍,才干不失真的恢康复信号。但实践上以挨近奈奎斯特断定频率两倍的速率去采样的话是很难取得丈量精度的,所以一般是以信号频率的5倍乃至10倍的频率去采样。实时采样的原理图如图3-10.实时采样是

在触发后的一个周期内,接连高速的对信号进行采样,一次捕捉完这个周期内信号的悉数波形数据。它的特点是:1.采样频率高于信号频率;2.能够捕捉单次信号和缓慢信号。这时,示波器的带宽称为单次带宽或实时带宽,它首要取决于最大数字化采样速率(即A/D的最大转化速率)和所选用的显现康复技能。

1.实时采样的完结

实时采样电路的首要结构如图3-11.

首要,在每个写时钟(WCLK)查看DSP是否宣布FIFO写使能信号(FIFO_WE)。当检测到写使能信号,FIFO写使能(FIFO_WEN)有用,前置计数器PRE_CNT(相当于3.3.3节的INT2计数器)依据预先设置好的预触发深度,按照写时钟计数。此刻,FIFO只要写时钟有用。当预触发满后,答应触发信号(TR)。在等候触发的过程中,FIFO读时钟等于FIFO写时钟。当触发信号到来,则使能后置计数器POS_CNT(相当于3.3.3节的INT1计数器)依据预先设置好的推迟触发时

间,相同按照写时钟计数。当计数完毕后宣布TRI_S信号封闭FIFO读时钟,使FIFO只写不读直到FIFO写满,完结一次数据收集。留意,前置计数器PRE_CNT和后置计数器POS_CNT里的计数值别离代表触发点坐落屏幕表里时距屏幕最左端的间隔,所以,这两个计数器不会呈现一起置数的状况。

2.实时采样的显现

当FIFO里数据收集满今后,就要将数据读回显现。因为本体系规划的存储深度为2.5K,而显现屏时刻轴上的点数为250,所以显现时要将收集的数据抽点显现,行将每10个点傍边的两个点显现在同一个时刻轴上,其间一个为最大点,一个为最小点。波形显现有点显现和连线显现两种方法。点显现方法下,将2.5K FIFO的数据读回今后,每隔10个点中取出最大值和最小值,然后显现在同一时刻轴上。当在连线方法下时,则要将前一个时刻轴上的最大最小值和后一个时刻轴上的最大最小值相比较,依据比较成果将点连线显现。

因为AD收集的数据是8位,即取值范围在0~255之间,而LCD上的起伏轴上只要200个点。这样有必要要将收集的数据作相应的处理。即若数据小于28的,在显现屏上作0处理,大于228的作200处理,其他的数据都减去28后作显现的数据。这样确保了一切的收集的数据都在波形显现区了。

3.4.2次第采样

次第采样是一种等效时刻采样,它不是在一个信号周期内捕获悉数的采样点,而是每个信号周期只捕获一个采样点。当榜首个触发事情到来今后就当即收集榜首个采样点,存入存储器。第二个触发事情到来后,由一个守时器发生一个很小的时刻推迟△t,通过这个△t的推迟时刻今后再收集第二个采样点。第三个触发事情到来后,该守时体系则发生2△t的推迟时刻。此推迟时刻往后再收集第三个采样点,并这样进行下去。这就是说第n个新的采样点的收集是在相对于相同触发事情推迟了(n-1)△t的时刻今后进行的。其成果是示波器上显现的波形是由按固定次第呈现的采样点构成的。即榜首个采样点在屏幕的最左面,接着各采样点顺次向右构成显现波形(如图3-12)。在次第采样形式下,收集波形的周期数,即触发事情数等于所捕获采样点的个数。次第采样能够完结“+”推迟触发,但因为它的采样都发生在触发事情后,所以次第采样不能供给预触发信息。本项目中没有选用次第采样技能,所以在这里只对次第采样做概念性的介绍。

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