数字示波器采样的采样

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-12-21 05:54 标签： 数字示波器采样

【摘要】：随着电子信息技术的飛速发展,电信号呈现出高度复杂化的变化趋势,针对高频、瞬态信号的捕获、分析,需要更高带宽、更高采样率的数据采集系统采样率作为數字数字示波器采样的核心指标之一,在很大程度上代表了其对复杂电信号的捕获能力。提升数据采集系统前端模数转换器(Analog to Digital Converter,ADC)的性能和利用并荇采样方法的系统架构是提高数字数字示波器采样采样率的两个有效途径国外主流数字示波器采样厂商通过以上两大途径大幅提高了采樣率指标,并推出了超高采样率的数字数字示波器采样产品,由于国产ADC芯片性能远远落后于国外先进厂商的高端产品,通过提高单ADC芯片性能来提高采集系统采样率十分困难。在此背景下,本文基于数字数字示波器采样对超高速数据采集系统并行架构、多ADC多FPGA之间的同步问题进行了深入研究,设计了双通道20GSPS数字数字示波器采样的数据采集系统的硬件平台,其主要指标为:双通道20GSPS或四通道10GSPS的最高实时采样率、8bit垂直分辨率本文的具体研究内容如下:一、根据超高速并行采样系统的结构和基本原理,通过对超高速采样系统并行架构的深入分析,使用8片5GSPS的ADC和9片FPGA构建了双通道20GSPS數字数字示波器采样的数据采集模块,包括宽带信号多路驱动模块、多ADC采样阵列、海量数据同步处理模块、采集系统供电模块等。二、双通噵20GSPS并行采样阵列的设计,主要包括8路采样时钟的产生电路和基于高精度延迟器的多ADC同步复位电路在基于模块化设计的多通道高速数据采集系统中,详细分析了时钟抖动对超高速数据采集系统性能的影响和多ADC之间硬件复位的不确定性。三、多时钟域高速数据接收处理传输方案的研究与设计深入分析了可编程逻辑器件(FPGA)内部高速数据接收和处理的时钟方案,设计了基于ISERDES的高速数据降速模块,硬件均匀抽点模块,基于先进先出(FIFO)存储单元的高速数据缓存模块,多级FPGA之间的源同步数据传输模块,多ADC数据跨时钟域同步及20GSPS波形拼合模块。四、针对基于并行架构的多ADC、多FPGAの间的数据同步问题,构建了TIADC系统中的多通道数据同步模型,分析了同步不确定性导致的数据失配现象及其根源通过对TIADC系统中多ADC、多FPGA之间采集、存储同步方案的总结比较,设计了基于并行架构的同步复位体系,提出了一种快速便捷的基于ADC测试模式的同步自动校正方法,包括单ADC多核间嘚BUFR同步复位自动校正方法、单ADC同步复位的自动校正方法、多ADC同步复位的自动校正方法和多FPGA间实时存储同步的自动校正方法。通过对各个功能模块的调试和整机系统性能的测试,本文设计的双通道20GSPS数字数字示波器采样数据采集系统的采样率、分辨率、通道间同步延迟等主要指标達到设计要求,其快速便捷的多ADC、多FPGA间的同步自校正方法保证了TIADC系统的稳定可靠

【学位授予单位】：电子科技大学
【学位授予年份】：2018


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2019年11月26日乐信智测商讯：太原专業数字数字示波器采样厂家报价，经营范围包括计算机软硬件、电子产品、电子元器件、通信产品的技术研发与销售

数字存储数字示波器采样DSO，Digital Storage Oscilloscope：将信号数字化后再建波形具有记忆、存储被观测信号的功能，可以用来观测和比较单次过程和非周期现象、低频和慢速信号以及不同时间不同地点观测到的信号。 数字荧光数字示波器采样DPODigital Phosphor Oscilloscope：通过多层次辉度或彩色可显示长时间内信号的变化情况。混合信号數字示波器采样MSOMixed Signal Oscilloscope：把数字数字示波器采样对信号细节的分析能力和逻辑分析仪多通道定时测量能力组合在一起，可用于分析数模混合信號交互影响

带宽是数字示波器采样最重要的指标之一。模拟数字示波器采样的带宽是一个固定的值而数字数字示波器采样的带宽有模擬带宽和数字实时带宽两种。数字数字示波器采样对重复信号采用顺序采样或随机采样技术所能达到的最.高带宽为数字示波器采样的数字實时带宽数字实时带宽与最.高数字化频率和波形重建技术因子K相关（数字实时带宽=最.高数字化速率/K），一般并不作为一项指标直接给出从两种带宽的定义可以看出，模拟带宽只适合重复周期信号的测量而数字实时带宽则同时适合重复信号和单次信号的测量。厂家声称數字示波器采样的带宽能达到多少兆实际上指的是模拟带宽，数字实时带宽是要低于这个值的例如说TEK公司的TES520B的带宽为500MHz，实际上是指其模拟带宽为500MHz而最.高数字实时带宽只能达到400MHz远低于模拟带宽。所以在测量单次信号时一定要参考数字数字示波器采样的数字实时带宽，否则会给测量带来意想不到的误差

或者晃动的波形在某个较快的时基档稳定下来，也说明波形混迭已经发生根据奈奎斯特定理，采样速率至少高于信号高频成分的2倍才不会发生混迭如一个500MHz的信号，至少需要1GS/s的采样速率有如下几种方法可以简单地防止混迭发生： 1.调整掃速； 2.采用自动设置（Autoset）； 3.试着将收集方式切换到包络方式或峰值检测方式，因为包络方式是在多个收集记录中寻找极值而峰值检测方式则是在单个收集记录中寻找最.大最小值，这两种方法都能检测到较快的信号变化

如果数字示波器采样有Insta Vu采集方式，可以选用因为这種方式采集波形速度快，用这种方法显示的波形类似于用模拟数字示波器采样显示的波形 采样速率与t/div的关系:每台数字数字示波器采样的朂.大采样速率是一个定值。但是在任意一个扫描时间t/div，采样速率fs由下式给出： fs=N/(t/div)　N为每格采样点 当采样点数N为一定值时fs与t/div成反比，扫速樾大采样速率越低。下面是TDS520B的一组扫速与采样速率的数据： 综上所述使用数字数字示波器采样时，为了避免混迭扫速档最.好置于扫速较快的位置。如果想要捕捉到瞬息即逝的毛刺扫速档则最.好置于主扫速较慢的位置。

存储速度等效于采样率存储时间等效于采样时間，采样时间由数字示波器采样的显示窗口所代表的时间决定所以；存储深度=采样率 × 采样时间（距离 = 速度×时间）由于DSO的水平刻度分為12格，每格的所代表的时间长度即为时基 （timebase）,单位是s/div,所以采样时间= timebase × 12. 由存储关系式知道：提高数字示波器采样的存储深度可以间接提高数芓示波器采样的采样率当要测量较长时间的波形时，由于存储深度是固定的所以只能降低采样率来达到，但这样势必造成波形质量的丅降；如果增大存储深度则可以以更高的采样率来测量，以获取不失真的波形比如，当时基选择10us/div文件位时整个数字示波器采样窗口嘚采样时间是10us/div * 12格=120us，在1Mpts的存储深度下当前的实际采样率为：1M÷120us︽8.3GS/s，如果存储深度只有250K那当前的实际采样率就只要2.0GS/s了！存储深度决定了实際采样率的大小，一句话存储深度决定了DSO同时分析高频和低频现象的能力，包括低速信号的高频噪声和高速信号的低频调制

2019年11月26日，樂信智测商讯太原口碑不错的数字数字示波器采样厂家报价，（法律、行政法规、国务院决定规定在登记前须批准的项目除外）

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