1.导言
数字存储示波器有别于一般的模仿示波器，它是将收集到的模仿电压信号转化为数字信号，由内部的微处理器进行剖析、处理、存储、显现或打印等操作。这类示波器一般具有程控和遥控才能，经过GPIO接口还可将数据传输到计算机等外部设备进行剖析处理。跟着大规模集成电路的不断发展，功用强壮的DSP数字信号处理器的实时性越来越强。DSP凭仗其强壮的数字信号处理才能，为数字示波器的数据收集体系的完结供给了一个牢靠而又有用的渠道，而且进步了数字存储示波器的采样速率、存储深度、波形捕获才能等目标。
本文描绘的数字存储示波卡是一种根据DSP的双通道数字存储示波器。该示波器选用的是TI公司的TMS320F2812芯片，它具有高速的数字信号处理才能和滤波功用以及实时、大容量波形存储、快速的信号处理等特性。而且本数字存储示波器具有便携、操作简略、精确度高、采样速率大等长处。
2.整体规划
数字示波器首要由前端稳压处理电路、AD转化电路、集成于FPGA芯片的NIOS体系及各种操控电路和SDRAM、各种键盘和LCD接口等组成。其间DSP芯片作为后端处理的中心运用的是TI公司的TMS320F2812.它是32位定点DSP芯片，内含128K*64位的片内Flash存储器18K*16位的数据/程序存储器以及4K*16位的Boot Rom,FPGA芯片作为前端收集操控处理器，运用的是Altera公司的EP2C5Q208,它是Cyclone系列的一款低成本FPGA芯片具有多达119808bit的内部RAM,4608个逻辑单元，支撑Altera公司的NIOSII及SOPC,可满意规划要求。
如图1所示，被测信号首先从通道1或通道2,因为两个通道接纳到的模仿信号的幅值处于不安稳状况，有必要经过调度电路处理成A/D转化电路能够接纳的电压规模，不然会引起十分严峻的结果。A/D转化电路能够把调度后的模仿信号经过采样、坚持、量化、编码等进程后转化成数字信号，在S D R A M操控器的效果下送入F P G A芯片。在FPGA内置的NIOS的整体操控下，运用内部的FIFO进行缓冲和相应的数据处理。
在本规划中，DSP是整个示波卡数据处理和显现的中心，进行首要的数据处理，而且输出处理结果和相应的操控信号。FPGA在DSP宣布的操控信号的效果下进行作业。DSP是一种高速的数字信号处理器，经过FPGA处理并保存于缓冲存储器中的数据，在DSP操控信号效果下，将数据送入SDRAM中的原始缓冲区中。再经过DSP各种差值和滤波等算法的处理后，送入示波卡的显现缓冲区，用于在LCD屏上的波形显现。
2.1 前端调度电路和A/D采样的规划
一般A/D芯片答应输入的电压起伏都是固定的(-0.5v~+0.5v)，由各种信号的衰减和扩大以及电压偏置网络组成的预处理电路，担任把前端接纳到的不安稳的模仿信号经过办法和衰减之后，安稳在答应输入的电压规模内。整体来说，前端预处理电路由两部分组成，一是由继电器和RC一起组成的衰减网络，既能够防止信号的失真又能够便利数字存储示波卡的基准调理;二是由两片运放AD8008组成的阻容匹配网络和驱动扩大电路。AD8008是具有双通道、高功用、电流反应型扩大器，其具有超低失真和噪声特性，带宽为650MHz,而且具有宽电源电压规模(5V~12V)。
数据收集的中心是A/D转化功用。尽管DSP芯片自身具有A/D转化的功用，可是为了进步其作业速度，本规划选用两片AD9288完结模数转化的作业。在采样时钟的操控下，构成180度相位差，满意200MS/s采样速率。
AD9288是一款双核8位单芯片采样模数转化器，内置片内采样坚持电路，具有低成本、低功耗、小尺度和易于运用等特性。AD9288选用100MSPS转化速率作业，在整个作业规模内都具有超卓的动态功用。AD9288的输出为二进制码，送入FPGA存储模块后，可直接存储。每个通道均能够独立作业，最高可达475MHz模仿带宽，能够使双通道并行作业。
2.2 触发电路
触发电路是信号收集体系的重要功用电路，其基本功用是供给一个安稳的触发相位点，用作水平扫描时基的时刻参阅零点，使波形在显现屏上安稳显现。本收集电路规划完结了一个周期和被测信号相关的触发脉冲信号，操控ADC数据收集。
触发电路的中心部件是高速电平比较器，本收集电路中选用的是AD96685芯片和LT1713芯片。触发电路如图3所示。TrigLevel信号是迭加了源信号低频重量的比较电平，Ref是参阅电位，Trig Source信号是被触发的源信号。经过改动Trig Level信号的电平值，完结触发电平的调理。经过LT1713比较整形后输出一对ECL差分时钟TrigP和TrigNP,再经过电平转化后送入FPGA内触发器。
