2007年C题_数字存储示波器

数字存储示波器

2007年C题 数字存储示波器
本题设计一个数字存储示波器，以Xilinx公司20万门FPGA芯片为核心，辅以必要的外
围电路（包括信号调理、采样保持、内部触发、A/D转换、D/A转换和I/O模块），利用V
HDL语言编程，实现了任意波形

数字存储示波器


海军航空工程学院（烟台） 史继炎 何高健 刘恒涛

摘要
本题设计一个数字存储示波器，以Xilinx公司20万门FPGA芯片为核心，辅以必要的外
围电路（包括信号调理、采样保持、内部触发、A/D转换、D/A转换和I/O模块），利用V
HDL语言编程，实现了任意波形的单次触发、连续触发和存储回放功能，并按要求进行了
垂直灵敏度和扫描速度的挡位设置。信号采集时，将外部输入信号经信号调理模块调节
到A/D电路输入范围，经A/D转换后送入FPGA内部的双口RAM进行高速缓存，并将结果通过
D/A转换送给通用示波器进行显示，完成了对中、低频信号的实时采样和高频信号的等效
采样和数据存储回放。经测试，系统整体指标良好，垂直灵敏度和扫描速度等各项指标
均达到设计要求。

关键词：FPGA 实时采样 等效采样

一、方案选择与论证
数字存储示波器系统由信号调理电路、采样保持电路、触发电路、A/D、D/A、X输出
电路、Y输出电路、控制处理器等组成。
方案一：采用80C51单片机为控制核心，其系统框图如图1。对输入信号进行放大或衰
减后，用外接触发电路产生触发信号，通过A/D转换将模拟信号转换成数字信号，再通过
单片机将数据锁存至外部RAM，