一、试验意图
1．把握数字示波丈量的基本原理。
2．了解数字存储示波器的硬件结构。
3．把握虚拟数字存储示波器的CVI软件规划。
规划虚拟数字存储示波器
（1）规划一个包含耦合方法挑选、伏/格调整、触发源挑选、时基挑选等基本功用的虚拟数字存储示波器界面，要求显现屏水平刻度为10div，笔直刻度为10div。
（2）在完结内容（1）的基础上完结幅值、时基可调的虚拟双踪数字存储示波器。
要求：①笔直灵敏度至少包含50mV/div、0.1V/div、0.5V/div、1V/div四档；②扫描速度至少包含0.1u/div、1u/div、10u/div、100u/div、500u/div、1m/div、10m/div、0.1s/div八档；③添加双踪示波功用，能一起显现两路被测信号波形。
（3）数据处理规划
要求：①显现被测信号幅值包含：有效值、峰峰值、平均值；②显现被测信号的频率值。
（4）在电子丈量试验箱中示波器硬件供给32K存储深度的基础上规划波形存储、回放功用。
三、试验器材
1．SJ-8002B电子丈量试验箱 1台
2．核算机 1台
3．信号源（也能够运用渠道的DDS信号源） 2台
4．Q9线 1 条
5．示波器 1台
4．1 数字示波器原理
数字存储示波器是用 A/D 变换器把模仿信号转化成数字信号，然后把数据存储在半导体存储器 RAM 中。当有需求时，将 RAM 中存储的内容调出，通过 LCD 用点阵或连线的方法再现波形，其原理框图能够参阅图1。在这种示波器中信号处理和信号显现功用是分隔的，它的功用首要取决于进行信号处理的AD、RAM 和微处理器的功用。因为选用 RAM 存储器，能够快写数慢读数，使得即便在调查缓慢信号时也不会有闪耀现象。
4．2 虚拟数字存储示波器组成
图1 虚拟数字存储示波器
虚拟示波器将核算机和丈量体系融合于一体，用核算机软件替代传统仪器的某些硬件的功用，用核算机的显现器替代传统仪器物理面板。通过相关的软件能够规划出的操作便利、形象传神的仪器面板，不只能够完结传统示波器的功用，并且具有存储、再现、剖析、处理波形等特色，还能够进行各种信号的处理、加工和剖析，完结各种规划的丈量使命。并且仪器的体积小、耗电少，便利带着，能够在不同的核算机上运用。
因而，在SJ-8002B中，也引用了虚拟数字存储示波器的原理来完结数据的收集。其间的信号调度、AD转化、存储数据的SRAM以及操控逻辑都在是试验渠道中，核算机首要起到了数据的处理和显现的效果。
4．3 SJ-8002B电子丈量试验箱示波器硬件结构
4.3.1测验规模及收集参数调整规模
测验电压起伏规模：－20V～＋20V（峰峰值）
丈量频率规模：1Hz～1MHz
采样时钟：
| timebase序号 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
采样时钟频率 |
20M |
20M |
20M |
20M |
20M |
20M |
20M |
20M |
20M |
20M |
|
timebase序号 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
|
采样时钟频率 |
10M |
5M |
2.5M |
1M |
500K |
250K |
100K |
50K |
25K |
12.5K |
可程控增益：
| Div序号 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
通道总增益A |
20 |
10 |
5 |
2 |
1 |
0.5 |
0.2 |
0.1 |
0.05 |
0.02 |
数据缓存深度：64KB
对收集的数据进行剖析，显现波形的峰值、平均值、有效值和频率、周期等参数。
4.3.2 硬件原理图
图2 SJ8002B示波器硬件原理图
图2为示波器模块的原理框图。由图可见，高速收集的双通道是彻底独立的，因而能够完结多种不同的测验使命，完结虚拟双踪数字存储示波器的各种功用。
4.3.3 操控逻辑
示波器的硬件操控首要分为数据写入（收集）和数据读出（显现）两个部分。其间操控逻辑悉数都在存储在CPLD内部，如图3所示：
图3 示波器的硬件操控逻辑
Ain1和Ain2通道接入相同的采样时钟，一起进行转化。转化后的数据通过缓冲器，送至SRAM锁存。当一次收集完结后，由主机读回数据，进行进一步的处理，如滤波、显现等。
数据写入：AD9288在采样时钟CLK的操控下，将两路输入模仿信号数字离散为8bit数字信号通过数据缓冲器送至SRAM。地址由同一个地址计数器供给，该地址计数器为加/减计数器（收集数据时递加，读取时递减）。这样，每次收集所得数据都会顺畅的存入SRAM中。
4.3.4收集部分
收集部分的要害器材是ADI公司的AD9288，它是8bit双通道含有采样坚持电路的单片集成的模/数转化器，具有低功耗、体积小、动态特性好、易于有用的特色。双8bits、40MSPS，低功耗（每个通道90mw），SNR=47DB（在41MHz时），每个通道的模仿输入规模1.024Vp-p，中心电平Vin0=1/3 Vdd，3.0V模仿供电（2.7V-3.6V），两种数据输出形式（补码或原码），电平兼容TTL/CMOS。
4.3.5 调度电路
因为AD9288选用了差分输入，所以需求将试验板的模仿输入的直流耦合单边信号，无失真的转化为差分信号，并将信号的起伏进行平移，以满意AD9288 0.5～1.5V的输入要求。选用了如下的通道电路完结信号的转化。
图4 差分信号转化电路
电路中，U1是一个跟从器，效果是阻抗匹配；差分信号的发生选用了2个运算放大器，其间U2是作为输入的同相放大器，U3是作为输入补给的反相放大器。两个二极管和U4组成了信号平移部分。
4.3.6 衰减和增益操控电路
因为示波器的测验规模（-20V~+20V）比AD9288的测验规模（0.5V~1.5V）宽，因而，在收集电路的前端参加信号衰减和信号增益两级起伏调整电路，确保丈量的正确性以及进步丈量的精确度。
