随着计算机技术的高速发展和成熟应用,测试测量仪器在功能和性能上也得到了极大地提升。充分结合了通用计算机资源和测试测量仪器功能的插卡式仪器也正在被广泛研究、设计和应用。而基于PXI的数字示波器正是插卡式示波器中最为重要的一员。基于PXI的数字示波器的设计分为软件和硬件设计两部分,硬件设计又分为调理通道与触发电路设计、高速数据采集系统设计、高速存储系统设计、PXI接口电路设计四个部分。本文基于ADC+FPGA的构架下,设计了PXI数字示波器硬件部分最核心的高速数据采集电路和调理通道电路,并设计了示波器的高速触发系统电路。调理通道是数字示波器模拟设计的关键。本文通过低噪声宽带高速场效应管放大器与高分辨率的数控DAC实现了垂直偏移量的可连续调节,结合数控衰减器和差分放大器,能够对调理通道内的衰减网络和放大网络灵活配置,并且实现调理通道与ADC的差分接口。触发系统的设计中,我们使用了高速比较器、精密的数字电位器等,实现了高质量的边沿触发同步信号输出,迟滞触发和窗口触发的自由配置。在高速数据采集电路的设计上,我们采用了并行交替采样技术,通过一对高速差分时钟驱动两片ADC交错工作,实现了设计目标要求的2Gsps最高采样率。在高速ADC与FPGA的接口上,设计了LVDS接收器,实现对ADC输出的LVDS逻辑信号的接收,同时进行了1:4的去串行化降速处理。为了接收数据的精确性,通过LVDS接收器内集成的锁相环对接收时钟和数据之间进行了相位的微调,得到了较为满意的数据波形。