现代电子科学的研究离不开电子测量,数字示波器将被测信号图形化,是一种常见的通用测量分析仪器,被广泛地应用于各种工业测量和电子设备故障的排查等各个领域。显然,数字示波器能否准确地显示实际的信号极为重要,信号被采集、显示之前需要经过通道进行调理,因此,数字示波器通道部分的调理工作若使信号发生了预料之外的改变,则信号的真实信息不能被有效地反映出来。本课题进行示波器高带宽调理通道设计,并设计数字补偿滤波器对示波器通道部分进行校准工作。为了设计合适的补偿滤波器,本课题需要对示波器通道的特性进行“测量”,因此,首先需要对通道进行频响估计。然后,需要利用通道特性设计补偿滤波器,以达到补偿滤波的效果。另外,还需要校正信号幅度,保证直流成分下信号的准确性。最后调整数据与触发的同步关系,以保证数据与触发同步,这样才能利用滤波后的数据来稳定地显示出波形。以下为主要研究内容:(1)通道设计及频响估计示波器通道带宽平坦度与模拟通道设计有很大的关系,通道调理电路器件的选取、以及PCB的布线布局等都直接影响带宽平坦度。本课题采用了扫频测试调理通道以获取通道幅频特性曲线的方法,具体通过在示波器上加幅值恒定且已知、频率均匀变化的扫频信号,同时在FPGA中完成测幅与测频的工作并记录保存,从而获得了通道的幅频特性。(2)补偿滤波器设计在得到了通道的频响特性之后,需要设计数字补偿滤波器以校正通道幅频特性。利用已经得到的通道频谱特性便可再求得补偿滤波器理想的的频谱特性,再利用快速傅里叶反变换可以求出补偿滤波器的滤波系数,最后构建FIR滤波器实现补偿滤波。(3)通道幅度校正及触发同步通道在直流信号下幅度可能有误差,为此设计零偏误差补偿方案和增益误差补偿方案,实现通道幅度校正。由于数据采集完后经过了数字滤波等系列数字化处理,因此数据与触发信号间便存在不同步的现象,为了能实时稳定显示波形,需要对数据与触发信号间进行同步化处理。