基于FPGA的数字示波器
2．2 采样分析及A／D数据采集电路
对于信号的采样分为两种方法，实时采样和等效采样。实时取样对波形进行等时间间隔取样，按照取样先后的次序进行A／D转换，并存入存储器中。等效时间取样方式是先采用“取样技术”，将周期性的高频信号变换成波形与其相似的周期性低频信号，然后再做进一步的处理，因而可以比较容易地获得很宽的频带宽度。但等效时间取样仅限于处理重复性的周期信号。图3是实时采样和等效采样的对比。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/191331.htm
由于系统的最高时钟为50MHz，综合以上考虑和现实要求，该系统采用了等效采样和实时采样两种采样方式。当输入信号频率低于10M-Hz，选用实时采样；反之，选用等效采样。数据采集电路中AD芯片选用TI公司的ADS830E，它是一个单通道并行8位的模／数转换器，采样速率最高可达60 MHz。为了减少硬件电路的设计和消除其他信号的干扰，A／D数据采集中的采样时钟由FPGA提供。
2．3 单片机控制模块设计
单片机控制模块采用TI公司的MSP430F149单片机。MSP430F149控制信号调理模块以及按键的输入等。
2．4 系统中FPGA设计
2．4．1 时钟分频电路设计
该数据采集系统具有比较宽的测量范围，在FPGA内部设计了一个分频电路，用来实现针对不同频率的被测信号选择不同的采样频率，确保采集数据更加精确。图4是使用Verilog实现的分频电路，该电路可以实现对50 MHz频率的时钟源进行分频。分频比可由程序控制，从而使时钟满足A／D采集的需求。
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