张 凡，黄 浩，朱铁柱

（1.淮阴工学院电子信息工程学院，江苏淮安 223001；2.淮阴工学院江苏省湖泊环境遥感技术工程实验室，江苏 淮安 223001）

基于FPGA 的数字示波器在功能控制和数据处理性能的优越性突出。从数字系统方面来说，系统性能取决于系统参数，通过改变参数很容易实现为不同的应用场景选择合适的数字系统[1-3]。数字示波器可以灵活地适应多路信号，通过时分复用一套示波器就可以通过片选信号，分时处理几路模拟信号，有效地减少了电路资源浪费；还可以根据面向对象的不同以及用户的不同需求选择不同的算法[4-6]。此外，数字示波器具有精度高、抗干扰能力强的优点，可以实现数字编程等模拟示波器无法实现的功能[7-8]。

文中设计了一款智能数字化数字示波器系统，设计指标如下：采样精度12 位、幅值范围-5～+5 V、测量频率范围100～10 MHz、水平灵敏度20 mV/div，垂直灵敏度0.1 μs/div。

1 系统硬件设计

1.1 硬件设计

以FPGA 作为核心的主控芯片，其外围电路比较简单，因为FPGA 内部集成了大量电路模块，不需要外接太多的电路就可以实现想要的功能，如产生分频的锁相环。FPGA 内部嵌入式软核处理器MicroBlaze、DSP 资源，所以FPGA 既可以使用DSP 资源实现相关算法，又可以实现控制功能。此外，FPGA 可实现并行处理，协调控制能力强，可在内部实现通信接口等功能[9-11]。所以，该方案相对于MCU和模拟示波器方案有着独特的优势。

信号首先经过信号调理电路即程控衰减放大电路和过压保护电路进行处理，AD 转换电路对外部信号进行采样，将模拟信号转换为数字信号。……