1 导言
现在,通用二踪示波器如HH4310A/HH4311A、RS8等均无存储功用,在学生试验中能满意信号丈量的要求,但若用于丈量一些非周期单脉冲信号,因为信号的突发性,这些通用的示波器往往不能对信号的波形、幅值、脉宽进行细心的观测。其在通用示波器中嵌入存储功用,能极大地扩展使用规模,具有较高的实用价值。笔者介绍一种使用SPCE061A型16位单片机在HH4310A/HH4311A型通用示波器中嵌入存储功用的原理及试验成果。
2 通用示波器的根本作业原理
通用示波器的频率繁复,电路各不相同,但总的来说,可以概括为3个首要组成部分:笔直体系(首要完成Y输入信号的扩大);水平体系(首要完成水平扫描和水平扩大)和主机(首要包含低/高压电源和显现电路)。根本结构如图1所示,各组成部分的具体作业原理参看参考文献[1]。
3 嵌入存储功用的原理
在通用示波器中嵌入存储功用的根本原理是用A/D转化器把仿真信号转化为数字信号,然后存储到RAM中,需求显现时,将RAM中的存储的数字信号按次序读出,经过D/A转化器康复仿真信号,在示波器荧光屏上显现出来。在规划中,使用SPCE061A型16位单片机中的A/D转化器完成对示波器的Y输入被测信号的模/数转化,转化的成果存储在SPCE061A内部的SRAM中,显现时,经SPCE061A的D/A转化器康复输入的仿真信号,SPCE061A及相关电路构成的扩展电路接在通用示波器笔直体系的Y输入电路及前置扩大器之间,如图2所示。
3.1 A/D转化的原理及功能要求
要完成对输入被测信号的存储,A/ D转化(取样、量化、编码)是要害,依据奈奎斯特(Nyquist)取样定理,曲江后可以不失真地复原出原信号,有必要满意fs>2fm,即取样频率有必要大于信号最高频率的2倍。在SPCE061A中有7路10位逐次迫临型A/D转化器,通用对A/D转化器有关操控寄存器P_ADC_Ctrl($7015H)、P_ADC_MUX_Ctrl($702BH)的合理设置发动A/D转化,从P_ADC_MUX_Data($702CH)单元中读出A/D转化的值。SPCE061A中A/D转化的最高速率为(Fosc/32/16Hz),假如速率超越此值,从P_ADC_MUX_Data中读出数据时会发生过错。A/D转化的最大频率相应率(Fosc/32/16Hz)如表1所示。
在SPCE061A中,32768Hz的实时时钟经过PLL倍频电路发生体系时钟Fosc,Fosc再经过分频得到CPU时钟(CPUCLK),经过对寄存器P_System Clok($7013H)的编程来完成对体系时钟Fosc和CPU时钟频率的界说。默许时,Fosc、CPUCLK分别为24.576MHz和Fosc/8。
依据A/D转化的根本原理及SPCE061A的A/D转化的特性,在通用示波器中嵌入的存储功用模块的最大不失真频率为20kHz。