基于SPCE061A的通用示波器存儲功能擴展設計

　　3.2 數字信號的存儲和D/A轉換

　　經(jīng)A/D轉換的結果需要存儲到存儲器中，其存儲容量為獲取波形的取樣點(diǎn)數目，用直接存放A/D變換后數據的獲取存儲單元來(lái)表示。在SPCE061A中有2K×10bit的SRAM存儲單元，實(shí)際使用的SRAM的容量主要由A/D轉換的速率和掃描因子（t/div）共同決定，其關(guān)系如下式所示：

　　式中，fS為A/D轉換的取樣頻率，N為每格的取樣點(diǎn)數。由此可知，在A(yíng)/D變換速率相同的條件下，存儲容量的大小決定掃描時(shí)間因子的大小。在設計中，A/D變換的速率fS最大為96kHz，若用1K的SRAM作為A/D轉換的存儲器，則最大掃描時(shí)間為10ms/div。在存儲擴展模塊中，單片機啟動(dòng)A/D轉換器后，通過(guò)對P_ADC_MUX_Data（$702CH）單元中A/D轉換結果的比較，當有效的轉換結果出現時(shí)，才將結果保存到SRAM中，利用這種方法能夠有效地擴大掃描時(shí)間因子，對于單脈沖信號的捕捉非常有效。ADC的部分程序如下：

　　在A(yíng)/D轉換中，不僅A/D轉換的位數和存儲容量決定示波器的垂直和水平分辨率，而且，通過(guò)單片機對A/D轉換結果的數字信號多次取平均處理，消除隨機噪聲，可以使垂直分辨率得到提高。 SPCE061A提供了2路D/A轉換通道，通過(guò)對寄存器P_DAC_MUX_Ctrl（702AH）單元的編程控制D/A轉換，將存儲器中的數字信號按順序轉換為仿真信號，加到示波器的Y通道放大器中，在熒光屏上重現信號的波形。

　　4 示波器存儲模塊的實(shí)驗研究

　　對于示波器存儲模塊的研究主要采用對同一信號進(jìn)行實(shí)驗比較的方式。在實(shí)際中，利用HH4310A / HH4311A型通用示波器對信號進(jìn)行1次直接測量和1次存儲測量，然后對2次測量結果（包括波形的失真度、幅值及頻率）進(jìn)行比較。圖3（a）和（b）分別顯示對單脈沖信號的直接顯示波形和存儲顯示波形。

　　通過(guò)實(shí)驗結果的比較可以看出，在一定頻率（20kHz）以下，嵌入SPCE061A的示波器存儲模塊能夠實(shí)現對信號的不失真存儲。

　　5 結束語(yǔ)

　　通過(guò)實(shí)驗研究可以看出，利用SPCE061A可以實(shí)現對通用示波器存儲功能的擴展。通過(guò)單片機的編程可較好地實(shí)現對單次脈沖的存儲測量。雖然在SPCE061A中，A/D轉換、D/A轉換的速度和SRAM的容量限制了存儲信號的頻帶范圍，但是，其成本較低，性?xún)r(jià)比較高，具有一定的實(shí)用價(jià)值。若要擴大存儲信號帶寬的范圍，可采用高速A/D轉換器和D/A轉換器以及大容量的RAM來(lái)實(shí)現。