基于SPCE061A的通用示波器存儲功能擴展設計
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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。
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