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随着人们对测试要求的不断提高,测试技术随之正向自动化、智能化、数字化和网络化的方向发展。本论文以广东省东莞市科研项目“基于Linux与软IP核SOPC(System-on-a-Programmable-Chip)技术的电子测量集成仪器研制”为背景,详细论述了集成仪器中数字存储示波器的研究和设计。
数字示波器作为测试技术的重要工具而被广泛使用于各个领域,与传统的模拟示波器相比具有无可替代的优越性。目前,外国数字示波器的技术已经非常成熟,价格比较昂贵,占领了绝大部分的国内市场份额,特别是中高端市场。国产数字示波器的研制起步较晚,而且主要是低端产品。因此,自主研制高端数字示波器成为必要,只有研制出功能更加强大、可靠性更高,测量精度和测量范围都可以保证的数字示波器,就会有比较广阔的市场。
作者完成的样机设计工作有三个主要部分,分别是整体硬件平台设计、高速PCB仿真设计和数据采集系统设计。其中数据采集系统采用最新的EDA技术,包括FPGA硬件设计技术和SOPC软核技术,结合现在比较常用的Linux操作系统,来针对集成仪器中数字存储示波器进行设计,其中集成化是最大的创新点;其余的创新点是在系统构架中采用FPGA+ARM+CPLD结构,使之具有通用性强,易于集成和调试的特点;还有的就是在主控FPGA中采用双核处理器,以增加数据存储速度和TFT数据刷新速度。
通过进行FPGA的时间仿真、功能仿真以及在线仿真结果分析等实验,结果证明:该数字存储示波器达到了预期的设计指标。