【摘 要】
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数字存储示波器(DSO)作为一种功能强大的电子测量仪器,在电子信息技术蓬勃发展的今天扮演着不可或缺的角色。便携式数字示波器作为数字存储示波器的一个分支,体积小巧、可通过内置电池供电,在测量精度要求较低的场合得到了广泛应用。而时间交错并行采样(TIADC)技术可以通过多片较低性能的模数转换器(ADC)大幅提升便携式示波器的采样率。1、设计并搭建基于FPGA的双通道示波器平台,包括前端模拟信号调理电路
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数字存储示波器(DSO)作为一种功能强大的电子测量仪器,在电子信息技术蓬勃发展的今天扮演着不可或缺的角色。便携式数字示波器作为数字存储示波器的一个分支,体积小巧、可通过内置电池供电,在测量精度要求较低的场合得到了广泛应用。而时间交错并行采样(TIADC)技术可以通过多片较低性能的模数转换器(ADC)大幅提升便携式示波器的采样率。1、设计并搭建基于FPGA的双通道示波器平台,包括前端模拟信号调理电路、双通道TIADC采样电路、FPGA外围电路以及示波器外设电路等。同时,完成了示波器平台的软件设计和整体调试工作,实现了示波器的基本功能。最后通过内置的锂电池和电源管理系统实现了示波器的便携功能。2、设计了一种基于校准信号的TIADC失配误差线上估计与补偿算法。即通过内置校准信号与输入信号进行对比估算出TIADC系统中各通道间的失配误差参数(偏置失配误差、增益失配误差、采样时间失配误差),然后通过简化的拉格朗日插值多项式重构采样序列对失配误差进行补偿。本文还通过八通道TIADC采样模型和双通道示波器硬件平台对算法进行验证。其中在仿真环境下,TIADC系统的无杂散动态范围参数(SFDR)提升达到45d B。硬件环境下,采样序列的谐波分量下降约38d B,对TIADC系统性能提升明显。3、设计了一种基于FPGA控制的SDRAM深存储控制器方案,实现了示波器采样数据的存储功能。该方案存储深度达到256Mb,最高读写速率为100MHz,并且通过Modelsim仿真验证了深存储控制器的有效性。
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