赵新颖 罗 坤

(郑州铁路职业技术学院，河南 郑州 450052)

数字示波器具有体积小、携带方便、操作简单、功能强大、准确率高等优点，越来越多的受到使用者的青睐，是目前示波器的一个发展方向。FPGA技术的出现和发展，为数字示波器的设计和实现提供了技术支持。通过自行设计和实现数字可存储示波器，不仅可以满足教学需求，而且还可以节约成本。因此设计了基于FPGA技术的数字可存储示波器。

1 设计要求及方案设计

对数字可存储示波器的设计要求有:以实时采样速率为1MHz的ADC实现最大200MHz的等效采样;10Hz～10MHz的信号带宽;10mV～8V的幅度动态范围。

根据上述设计要求，设计一个数字可存储示波器，系统总体设计框图如图1所示。本系统采用ARM单片机和FPGA作为数据处理和控制核心，将设计任务划分为前级通道信号调理、触发信号产生、保持与采样、数据处理与存储、波形显示、控制面板等功能模块。

图1 系统总体设计框图

其中FPGA模块完成频率计算、数据采集、数据存储和传送数据功能。

2 技术指标计算

2.1 数据采集

数据采集采用的是等效采样实行方式，它一般有顺序等效采样和随机等效采样两种。其中顺序采样要求能够精确地测出输入信号的频率，而在现今的数字示波器中，大多数采用的是随机等效采样技术。本系统采用顺序等效采样来实现设计要求。顺序等效时间采样的基本原理是，每一个周期只采样一个点或多个点，每次触发后等待△t个时间差，然后启动AD采集数据。……