無(wú)線智能虛擬示波器的硬件設(shè)計(jì).pdf

1、電子行業(yè)日新月異并且保持蓬勃發(fā)展，其帶動(dòng)測(cè)試儀器設(shè)備不斷改進(jìn)，同時(shí)對(duì)測(cè)試儀器設(shè)備的需求也在不斷提高。其中，提升性能指標(biāo)是測(cè)試儀器的總體發(fā)展趨勢(shì)，但日趨復(fù)雜的測(cè)試環(huán)境與特殊的測(cè)試對(duì)象對(duì)測(cè)試儀器的功能多樣性也提出了新的要求。本文詣在研究數(shù)字存儲(chǔ)示波器功能多樣性拓展，以數(shù)字存儲(chǔ)示波器采集架構(gòu)為基礎(chǔ)加入Wi-Fi無(wú)線數(shù)據(jù)交互通道以及基于虛擬儀器概念的模塊化設(shè)計(jì)，同時(shí)充分利用當(dāng)今智能移動(dòng)設(shè)備的高性能表現(xiàn)，通過(guò)移動(dòng)智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的顯示、人機(jī)交互

2、、數(shù)據(jù)計(jì)算等功能。從而改善示波器的人機(jī)交互體驗(yàn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集與人機(jī)交互的分離，提高系統(tǒng)便攜性，進(jìn)而達(dá)到在相對(duì)危險(xiǎn)和復(fù)雜環(huán)境下信號(hào)測(cè)量的目的。本文結(jié)合“無(wú)線智能虛擬示波器”項(xiàng)目展開(kāi)研究，主要內(nèi)容包括：
　　1、硬件系統(tǒng)小型化與低成本設(shè)計(jì)。從器件選型、應(yīng)用電路搭建到印制電路板的布局與布線均圍繞小型化和低成本需求。同時(shí)平衡設(shè)計(jì)需求與實(shí)現(xiàn)成本之間的沖突，合理地對(duì)系統(tǒng)成本進(jìn)行控制。
　　2、硬件系統(tǒng)低功耗設(shè)計(jì)。從系統(tǒng)工作狀態(tài)劃分入

3、手，對(duì)系統(tǒng)功能模塊進(jìn)行供電控制，對(duì)處在非工作狀態(tài)下的模塊進(jìn)行靜默。同時(shí)，針對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器與FPGA（field progarmable gate array）制定低功耗工作策略，從而最大限度地降低無(wú)用功耗并提升器件的工作效率。
　　3、硬件系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)。其基于虛擬儀器概念，并通過(guò)對(duì)系統(tǒng)硬件進(jìn)行功能模塊劃分同時(shí)定義模塊接口形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。模塊化設(shè)計(jì)使整個(gè)系統(tǒng)更加靈活，即可通過(guò)模塊更替實(shí)現(xiàn)功能特性以及性能參數(shù)的改變，也減小系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本并提

4、高硬件的可復(fù)用性。
　　4、數(shù)據(jù)交互方式設(shè)計(jì)。本文對(duì)采集模塊與通信模塊之間數(shù)據(jù)交互設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。針對(duì)傳輸速率低和偶發(fā)傳輸錯(cuò)誤的問(wèn)題，提出一種定制通信總線時(shí)序，同時(shí)以有限狀態(tài)機(jī)的模式實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)狀態(tài)的切換，從而改善上述問(wèn)題。
　　通過(guò)對(duì)無(wú)線智能虛擬示波器測(cè)試驗(yàn)證可知，其具有雙通道250MSPS實(shí)時(shí)采樣率，模擬帶寬為100MHz，無(wú)線數(shù)據(jù)交互速率可達(dá)3.4MB/s。同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)邊沿觸發(fā)、脈寬觸發(fā)以及數(shù)字觸發(fā)，在鋰電池供電下可實(shí)