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嵌入式系统在数字示波器中的应用.docx
资料介绍
嵌入式系统在数字示波器中的应用
一、引言
数字示波器是电子工程师最常用的测试仪器，嵌入式系统在示波器中负责信号采集、触发控制、波形处理和显示管理。数字示波器对嵌入式系统的要求集中在高速采样（1GS/s 到 100GS/s）、大容量存储（深度存储）、实时波形处理和低延迟显示上。本文将从采样前端、触发系统、处理系统和显示系统四个方面系统阐述。
二、采样前端
ADC 采样：数字示波器使用高速 ADC 采样输入信号，采样率 1GS/s 到 100GS/s，分辨率 8 位到 12 位。ADC 使用交替采样技术，多个 ADC 交替采样提高采样率。MCU 通过 SPI 或 JESD204B 接口配置 ADC 参数。
模拟前端：MCU 控制模拟前端的增益和偏移，通过 DAC 控制衰减器和放大器的设置。垂直灵敏度 1mV/div 到 10V/div，带宽 50MHz 到 20GHz。
时基控制：MCU 控制采样时钟的频率和相位，设置水平时基 1ns/div 到 100s/div。使用 DDS 或 PLL 生成精确的采样时钟。
三、触发系统
硬件触发：FPGA 实现硬件触发检测，包括边沿触发、脉宽触发、视频触发和逻辑触发。FPGA 在高速采样数据流中实时检测触发条件，触发精度 1 采样点。
MCU 触发控制：MCU 配置触发参数（触发源、触发类型、触发电平、触发耦合），通过 SPI 写入 FPGA 的触发寄存器。MCU 管理触发状态和预触发深度。
四、波形处理与显示
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