基于USB接口的数字存储示波器的研究-测试计量技术及仪器专业论文.docx

国防科学技术大学研究生院学位论文摘要 国防科学技术大学研究生院学位论文 摘要 本课题是研究基于USB接口的数字存储示波器，它既是一个虚拟的测试仪 器，也是一个计算机的外设，它和计算机一起组成一个功能强大的测试系统。 ／为了实现本系统的功能，在数据采集模块，采用了先进的采样技术——欠采 样技术，并且采用了延时精度能够达到10ps的延时芯片、高带宽的采样／保持放 大器、高速高精度的模拟／数字信号转换器；在控制模块，采用单片机和大容量 高速可编程逻辑器件配合的方法，结合单片机的强大功能和可编程器件的灵活 性、高速性，解决了高速数据采集的实时缓存，使得控制具有更高的效率和性能； 在计算机接口模块，采用了目前在计算机外设中普遍采用的、易于安装、扩展方 便的高性能接口技术——usB接口技术，使得研制的设备具有即插即用和较高 的数据传输速率等特点；在计算机中的波形显示和分析模块，采用NI公司专门 针对虚拟仪器的开发平台LabWindows CVI作为开发工具，使系统的用户界面兼 有功能强大、人性化和方便操作的特点。 基于USB接口的数字存储示波器，具有方便、易用、灵活等优点，而且成 本低廉、功能强大，可以对信号的频谱进行分析。能够对5MHz以下的信号进行 随机采样、波形显示、频谱分析，还能够对采集的波形数据进行存储、共享。上产厂 本课题的主要特点有：第一、提出了基于USB接口技术的虚拟仪器概念， 使得虚拟仪器和计算机的连接和使用更方便。第二、采用高性能、大规模可编程 逻辑器件(PLD)实现高速电路的总线切换以及控制，使得电路的效率更高、速 度更快，确保了仪器的性能。第三、研制了一种基于USB接口的数字存储示波 器，解决了有关的系列技术难题。 关键词：虚拟仪器i数字存储示波器；USB接口；频谱分析。 第i页 国防科学技术大学研究生院学位论文ABSTRACT 国防科学技术大学研究生院学位论文 ABSTRACT The aim of this graduate design is to design a Digital Save Oscillograph(DSO) based on the USB interface technology．It iS not only a virtual test instrument．but also a peripheral of computers．T09ether with computers，the instrument can construct a powerful test system． In order to realize the functions of this system，the advanced sampling technology--under sampling technology,is used in the digital sampling module．The delay chip，whose delay precision can be 10ps，wide band sample．hold amplifier (SHA)，and high speed and precise analog／digital conversion(ADC)are used in the system．In the control module．making good use of the powerful function of singlechip machine(SCM)and the flexibility and the high speed of programmable logic devices(PLD)to realize the capability and the e伍ciency of contr01．In the module of interface with computers．USB interface technology iS used to realize the plug and play(PnP)and high data transfer rate．USB interface is a capable interface technology,which iS widely used for the peripheral of computers．In the module of wave shape display and data analysis in computers，LabWindows CVI，which iS the product of NI corporation special for the virtuaJ instru