基于SPCE061A的通用示波器存储功能扩展设计

2015-04-24 11:42:16   来源:elecfans   

关键字: 通用示波器  SPCE061A  AD转换器

  1 引言

  目前,通用二踪示波器如HH4310A/HH4311A、RS8等均无存储功能,在学生实验中能满足信号测量的要求,但若用于测量一些非周期单脉冲信号,由于信号的突发性,这些通用的示波器往往不能对信号的波形、幅值、脉宽进行仔细的观测。其在通用示波器中嵌入存储功能,能极大地扩展应用范围,具有较高的实用价值。笔者介绍一种利用SPCE061A型16位单片机在HH4310A/HH4311A型通用示波器中嵌入存储功能的原理及实验结果。

  2 通用示波器的基本工作原理

  通用示波器的频率繁多,电路各不相同,但总的来说,可以归纳为3个主要组成部分:垂直系统(主要实现Y输入信号的放大);水平系统(主要实现水平扫描和水平放大)和主机(主要包括低/高压电源和显示电路)。基本结构如图1所示,各组成部分的详细工作原理参阅参考文献[1]。

  通用示波器电路的基本结构框图

  3 嵌入存储功能的原理

  在通用示波器中嵌入存储功能的基本原理是用A/D转换器把仿真信号转换为数字信号,然后存储到RAM中,需要显示时,将RAM中的存储的数字信号按顺序读出,通过D/A转换器恢复仿真信号,在示波器荧光屏上显示出来。在设计中,利用SPCE061A型16位单片机中的A/D转换器实现对示波器的Y输入被测信号的模/数转换,转换的结果存储在SPCE061A内部的SRAM中,显示时,经SPCE061A的D/A转换器恢复输入的仿真信号,SPCE061A及相关电路构成的扩展电路接在通用示波器垂直系统的Y输入电路及前置放大器之间,如图2所示。

  存储功能模块结构

  3.1 A/D转换的原理及性能要求

  要实现对输入被测信号的存储,A/ D转换(取样、量化、编码)是关键,根据奈奎斯特(Nyquist)取样定理,曲江后能够不失真地还原出原信号,必须满足fs>2fm,即取样频率必须大于信号最高频率的2倍。在SPCE061A中有7路10位逐次逼近型A/D转换器,通用对A/D转换器有关控制寄存器P_ADC_Ctrl($7015H)、P_ADC_MUX_Ctrl($702BH)的合理设置启动A/D转换,从P_ADC_MUX_Data($702CH)单元中读出A/D转换的值。SPCE061A中A/D转换的最高速率为(Fosc/32/16Hz),如果速率超过此值,从P_ADC_MUX_Data中读出数据时会发生错误。A/D转换的最大频率相应率(Fosc/32/16Hz)如表1所示。

  A D转换的最大频率相应率

  在SPCE061A中,32768Hz的实时时钟经过PLL倍频电路产生系统时钟Fosc,Fosc再经过分频得到CPU时钟(CPUCLK),通过对寄存器P_System Clok($7013H)的编程来完成对系统时钟Fosc和CPU时钟频率的定义。默认时,Fosc、CPUCLK分别为24.576MHz和Fosc/8。

  根据A/D转换的基本原理及SPCE061A的A/D转换的特性,在通用示波器中嵌入的存储功能模块的最大不失真频率为20kHz。

[1] [2]
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

推荐阅读

编辑:什么鱼
本文引用地址: http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0424/article_11529.html
[发表评论]
[加入收藏]
[打印本页]
[关闭窗口]
[返回顶部]
[RSS订阅]
小广播
每日新闻
最热点击
本周热门资源推荐
EEWORLD独家
论坛精华
精选博文