Prensip k ap travay ak estrikti osiloskop dijital
Pati pyès ki nan konpitè nan sistèm osiloskop dijital la se yon tablo sikwi akizisyon done gwo vitès. Li ka reyalize done doub-chanèl D ', ak frekans nan echantiyon nan chak chanèl ka rive nan 60Mbit / s. Fonksyonèlman, sistèm pyès ki nan konpitè ka divize an: anplifikasyon devan siyal (anplifikatè antre FET) ak modil kondisyone (anplifikatè benefis varyab), modil konvèsyon analòg-a-dijital gwo vitès (chofè ADC, ADC), modil kontwòl lojik FPGA. , distribisyon revèy, processeur konparezon gwo vitès, modil kontwòl mikrokontroleur (DSP), modil kominikasyon done, ekspozisyon LCD, kontwòl ekran manyen, jesyon pouvwa ak batri ak kontwòl klavye.
Apre siyal la opinyon konvèti pa preamplifier la ak sikwi reglabl genyen, li vin tounen yon vòltaj opinyon ki satisfè kondisyon ki nan konvètisè A / D la. Se siyal dijital la apre konvèsyon A / D tanpon pa FIFO a nan FPGA oswa memwa akizisyon, ak Lè sa a, pase nan koòdone kominikasyon an. Li transmèt nan òdinatè a pou pwosesis done ki vin apre, oswa siyal yo kolekte yo dirèkteman kontwole pa mikrokontwolè a yo montre sou ekran an LCD.
Aparèy referans yo jan sa a:
Pami pati sa yo, sa yo ki pi enpòtan yo se sikwi anplifikasyon pwogramasyon (atenuasyon) ak kous konvèsyon A/D, paske de sikwi sa yo se gòj osiloskop dijital la, ak sikwi anplifikasyon pwogramasyon (atenuasyon) detèmine Pleasant D 'ak vètikal. rezolisyon osiloskop la. , sikwi konvèsyon A/D la detèmine rezolisyon orizontal osiloskop la, ak de rezolisyon sa yo dirèkteman detèmine pèfòmans yon osiloskop. De pati sa yo nan kous la konvèti siyal la mezire nan siyal la done ki nesesè nan kous la pwosesis ki vin apre. Pati sa a nan kous la ka konpoze de sikui entegre wo-pèfòmans ak yon ti kantite aparèy periferik. Konsepsyon kous la senp epi debogaj tou trè senp. Pati ki pi difisil nan osiloskop la tout antye ta dwe pwogram nan, se sa ki, aspè nan lojisyèl. Lojisyèl la responsab pou tout travay pwosesis done ak kontwòl nan osiloskop dijital la, ki gen ladan kontwòl echantiyon A / D, kontwòl vitès bale orizontal, kontwòl vètikal sansiblite, pwosesis ekspozisyon, mezi pik-a-pik, mezi frekans ak lòt travay. Ou ka sèvi ak yon mikwokontwolè trè komen sou mache a kòm yon mikwoprosesè epi sèvi ak pwogram C lang pou aplike li.
Anplifikasyon pwogramasyon (atenuasyon) kous ak sikwi ekipman pou pouvwa
Siyal la se opinyon pa yon pwofonde osiloskop komen X10X1 epi li antre nan kous la anplifikasyon (atenuasyon). Fonksyon anplifikasyon pwogram ki kontwole (atténuation) chan de kous se pou anplifye oubyen atténuer D' siyal pou vòltaj siyal pèsistans yap ogmante jiska se nan ranje D' egzijans vòltaj konvètisè A/D pou reyalize pi bon mezi ak efè obsèvasyon. Se poutèt sa, sikwi anplifikatè pwogram kontwole opere nan Pleasant espesifye a. Pwochen nan dwe plat. Depi kous la osiloskop gen de pati, dijital ak analòg, yo nan lòd pou fè pou evite entèferans mityèl, ekipman pou pouvwa a nan pati dijital la ak ekipman pou pouvwa a nan pati analòg yo separe. Yo bay yon seri ± 5V DC ekipman pou pouvwa respektivman, epi izole pa yon filtè ki fèt ak induktè ak kondansateur.
Flash memwa ak sikwi revèy
Paske kantite done siyal yo te kaptire pa konvètisè A/D a gwo, memwa flash andedan mikrokontwolè a pa ase, kidonk kous la ka itilize kèk memwa ekstèn.
An menm tan an, li se tou itilize kòm yon kachèt pou ekri LCD a. Yo nan lòd yo jwenn siyal la revèy referans, se mikrokontwolè a tou konekte ak yon osilator kristal pou kalkile frekans aktyèl la nan siyal la fòm ond ekstèn.
Inite kontwòl FPGA
Aparèy lojik pwogramab FPGA se yon ASIC semi-koutim ki pèmèt konsèpteur sikwi yo pwograme tèt yo pou aplike fonksyon espesifik aplikasyon yo. Konsepsyon sa a itilize de metòd diferan nan opinyon chema ak opinyon lang VHDL. Inite kontwòl la pote pi fò nan travay kontwòl yo epi li bay siyal kontwòl korespondan pou chak modil fonksyonèl asire kòrèkteman nan tout sistèm nan. Espesyalman, li aplike fonksyon sa yo: sikwi divize frekans ak jenere siyal kontwòl pou konvètisè A/D. Sistèm akizisyon done sa a gen yon seri mezi relativman lajè. Yon kous divize frekans fèt andedan FPGA pou reyalize diferan frekans. Chwazi diferan frekans echantiyon pou siyal la mezire pou asire koleksyon done ki pi egzak. Dyagram estrikti entèn inite divize frekans lan aplike lè l sèvi avèk metòd opinyon grafik jan yo montre nan Figi 4. Nan Figi 4, lè opinyon T flip-flop la se 1, pwodiksyon an pral sote lè chak kwen revèy rive pou reyalize frekans. divizyon. An menm tan an, nou ka wè ke opinyon T baskile a konpoze de kèk konbinezon lojik, ki konstitye revèy la gated. Pou revèy gated, ak anpil atansyon analize fonksyon revèy la pou evite efè pepen. Lè revèy gated la satisfè de kondisyon sa yo, li ka asire ke siyal revèy la pa gen pwoblèm danjere, epi revèy gated la ka travay kòm serye kòm revèy mondyal la.
Pou konvètisè A / D nan konsepsyon sa a, gen sèlman de siyal kontwòl: siyal la antre revèy CLK ak pèmèt pwodiksyon siyal OE. Siyal CLK a dirèkteman antre yon siyal 60M atravè osilator kristal aktif la, pandan y ap siyal OE a jwenn nan envèse siyal revèy la ak menm frekans ak faz ak CLK andedan FPGA a, ki ka jis satisfè relasyon distribisyon konvèsyon A/D la. konvètisè.
Konvèsyon A/D gwo vitès; kous
Sikwi ki pi enpòtan nan yon osiloskop dijital se sikwi konvèsyon A/D. Fonksyon li se echantiyon ak konvèti siyal la mezire nan yon siyal dijital epi estoke li nan memwa a. Se pa yon egzajerasyon pou di ke li se gòj osiloskop dijital la, paske li dirèkteman detèmine frekans ki pi wo ke yon osiloskop dijital ka mezire. Dapre teyorèm Nyquist la, frekans echantiyon an dwe omwen de fwa frekans ki pi wo nan siyal la mezire pou repwodui siyal la mezire. Nan yon osiloskop dijital, frekans echantiyon an ta dwe omwen 5 a 8 fwa frekans siyal la mezire, otreman ond siyal la pa ka obsève ditou.
