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简易数字示波器设计

无线电 2024年第5期 6-12页

作者：莫志宏不详

示波器是电子工程师必不可少的工具,按照信号的不同分为模拟示波器和数字示波器两种,模拟示波器采用模拟电路和电子枪,通过电子束打在显示屏上显示波形(见图1左侧),而数字示波器采用数字电路和数字存储技术,将波形数字化并显示出来(见图... 详细信息

示波器是电子工程师必不可少的工具,按照信号的不同分为模拟示波器和数字示波器两种,模拟示波器采用模拟电路和电子枪,通过电子束打在显示屏上显示波形(见图1左侧),而数字示波器采用数字电路和数字存储技术,将波形数字化并显示出来(见图1右侧)。在示波器升级送代过程中,传统的模拟示波器难以满足现代电子测量的需求。相比于模拟示波器,数字示波器的测量精度更高、显示更稳定。

关键词：模拟示波器数字示波器电子测量数字电路波形数字化模拟电路电子工程师数字存储技术

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基于数字示波器的行波可视化研究

中文科技期刊数据库（引文版）教育科学 2024年第2期 123-126页

作者：李庆容武昌首义学院基础科学部湖北武汉430064

本文基于对示波器上不稳定波形的观察,深入分析并建立了相应的波形移动函数。在此基础上,我们发展了一种行波可视化演示的方法,通过示波器生动地展示了波的传输、驻波及拍频效应。这一方法不仅使我们能够直观地观察波的传输特性和叠加现... 详细信息

本文基于对示波器上不稳定波形的观察,深入分析并建立了相应的波形移动函数。在此基础上,我们发展了一种行波可视化演示的方法,通过示波器生动地展示了波的传输、驻波及拍频效应。这一方法不仅使我们能够直观地观察波的传输特性和叠加现象,而且通过调节信号源以改变行波的特征参量,满足了我们对各种行波效应的观测需求。我们的研究成果可应用于教学,为演示行波的传输特性提供了直观的工具。同时,该方法也可作为大学物理实验的拓展性教学内容,丰富了实验教学手段。

关键词：数字示波器行波的可视化拍频效应驻波

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数字示波器中协议分析及解码功能设计

数字示波器中协议分析及解码功能设计

作者：刘恒宇电子科技大学

学位级别：硕士

在现代的电子设备中,电信号的种类越来越丰富,设备间使用的通信协议也更加纷繁复杂,作为主流的电信号调试工具,普通数字示波器已经无法满足用户对复杂协议信号进行分析的要求,而国内具有协议分析功能的高端示波器主要支持简单且常见的IC... 详细信息

在现代的电子设备中,电信号的种类越来越丰富,设备间使用的通信协议也更加纷繁复杂,作为主流的电信号调试工具,普通数字示波器已经无法满足用户对复杂协议信号进行分析的要求,而国内具有协议分析功能的高端示波器主要支持简单且常见的IC、SPI、USB等协议,并且支持的协议种类较少。因此本文针对复杂协议MDIO、CAN FD和PCIe1.0设计出一种协议分析及解码功能,并就此功能中的信号分析、触发以及解码数据传输三个方面展开以下研究:一、在协议信号的分析方面,为了获取和分析协议信号中携带的信息,针对三种协议信号的传输特点,采用不同的处理方法:对MDIO协议借助随路时钟信号线恢复其携带的数据信息;CAN FD协议数据线内嵌时钟信号,具有位填充编码方式,通过产生时钟脉冲过滤处理位填充编码中的填充位,还原其真实信息;PCIe1.0协议具有扰码和8b/10b编码,以及信号传输速度快,携带数据量大的特点。故设计并行数据处理方式,进行移位抽点匹配PCIe1.0传输的数据量,然后再通过8b/10b解码、并行数据解扰的方法实现数据信息的还原。二、在协议信号的触发方面,为了方便用户更快捷地捕获到感兴趣的信号,为MDIO、CAN FD、PCIe1.0协议分别提供8、15、18种触发方式,包括起停状态、信号标志和数据ID信息等常规的触发,以及编码错误、CRC错误、数据包格式错误等检错触发,设计难点在于触发种类繁杂,并且为了满足高速信号计算的需求,提高数据处理速度,对PCIe1.0协议CRC错误校验设计并行CRC计算方式。三、在协议解码数据的传输方面,为了使将协议信号携带的信息可视化,设计了解码数据包对协议信号中携带的有效字符和数据信息进行封装,再将其在硬件中缓存并上传至工控机。软件系统对数据包进行解析后,以解码标签的形式显示出来,从而实现解码功能。本文设计了在数字示波器中对三种串行协议信号的分析和解码功能,经过实验验证表明:能够分析最高2.5 Mbps的MDIO协议、最快8 Mbps的CAN FD协议和PCIe1.0协议,各个协议信号的触发定位准确,解码标签显示的字符信息和数据信息与信号波形相符,满足设计指标的要求,验证了功能的有效性。信号调试人员可以利用该功能有效地对串行协议信号进行测试与分析,实现了仪器功能的多样性,提升仪器的实用价值。

关键词：数字示波器串行协议信号协议分析协议解码

基于PXIe总线的数字示波器现场高效校准系统

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导弹与航天运载技术（中英文） 2023年第2期 131-136页

作者：宋佳玲李建高岩晶郭伟民中国工程物理研究院计量测试中心绵阳621000

为提高数字示波器现场校准效率,提出一种可并行校准5台1GHz及以下带宽的数字示波器的软硬件实现方法。按照GJB7691-2012对计量标准装置的要求,每个数字示波器校准通道均需具备直流电压、时标、稳幅正弦波和快沿脉冲4种基本信号输出功能... 详细信息

为提高数字示波器现场校准效率,提出一种可并行校准5台1GHz及以下带宽的数字示波器的软硬件实现方法。按照GJB7691-2012对计量标准装置的要求,每个数字示波器校准通道均需具备直流电压、时标、稳幅正弦波和快沿脉冲4种基本信号输出功能和电阻测量功能。4种信号输出功能及电阻测量功能的模块设计、与被校数字示波器之间的通路设计以及并行校准软件设计是实现现场高效校准的重点。对校准装置的软硬件总体方案进行设计,对装置的主要功能模块实现方法以及并行校准软件设计方法进行了详细描述,设计并行按需校准、并行校准和串行校准试验,试验结果表明此方法可快速、高效地实现数字示波器的并行校准。

关键词：数字示波器并行校准开关拓扑现场高效

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数字示波器计量校准中的若干问题讨论

仪器仪表学报 2004年第5期25卷 628-632页

作者：梁志国孙璟宇郁月华长城计量测试技术研究所北京100095 中国计量科学研究院北京100013

针对数字示波器计量校准存在的问题 ,如计量目的与技术目标问题、基本技术性能的计量问题、数据分析处理功能的计量校准问题、目前尚存在的校准技术难题、测量不确定度问题等进行了讨论 ;同时 ,介绍和比较了 IEEE10 5 7- 1994“数字化... 详细信息

针对数字示波器计量校准存在的问题 ,如计量目的与技术目标问题、基本技术性能的计量问题、数据分析处理功能的计量校准问题、目前尚存在的校准技术难题、测量不确定度问题等进行了讨论 ;同时 ,介绍和比较了 IEEE10 5 7- 1994“数字化波形记录仪器标准”[1 ] 和 JJF10 5 7- 1998“数字存储示波器校准规范”[2 ]

关键词：数字示波器数字存储示波器计量校准测量不确定度 IEEE 基本技术测试项目难题对数数字化

基于FPGA和单片机的数字示波器设计仿真及实现

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电子器件 2023年第3期46卷 598-603页

作者：林娟陈国芳兰州工业学院电气工程学院甘肃兰州730050

使用EDA技术设计了一种采用FPGA加单片机为核心来实现数字示波器的顶层设计方案。输入信号通过AC/DC耦合电路、衰减电路和程控放大等电路进行调整,经过A/D转换器将模拟信号转换为数字信号后送到FPGA内进行频率计算、数据存储并控制模块... 详细信息

使用EDA技术设计了一种采用FPGA加单片机为核心来实现数字示波器的顶层设计方案。输入信号通过AC/DC耦合电路、衰减电路和程控放大等电路进行调整,经过A/D转换器将模拟信号转换为数字信号后送到FPGA内进行频率计算、数据存储并控制模块不停采集数据,单片机将筛选后的数据通过串口发送给上位机实现波形检测。系统采用自上而下的设计方法分析各个电路模块,使用Verilog HDL语言设计各电路模块并在QuartusⅡ软件环境仿真实现。通过硬件测试,显示系统各功能正常,整个系统集成度高、成本低廉且使用方便。

关键词：数字示波器 FPGA 单片机 QuartusⅡ

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数字示波器静态校准的混沌方法研究

四川大学学报（工程科学版） 2009年第5期41卷 238-242页

作者：李小玲袁继敏田书林攀枝花学院电信学院四川攀枝花617000 电子科技大学自动化学院四川成都610054

为了提高示波器静态测量精度,实现自动校准,2维Henon映射混沌测量模型测量信号幅度。通过选择模型参数和初始值,调整混沌阀值,实现高精度校准。同时,构建了变参数的混沌检测模型和测量算法。该算法不需要判断混沌系统从混沌状态变为稳... 详细信息

为了提高示波器静态测量精度,实现自动校准,2维Henon映射混沌测量模型测量信号幅度。通过选择模型参数和初始值,调整混沌阀值,实现高精度校准。同时,构建了变参数的混沌检测模型和测量算法。该算法不需要判断混沌系统从混沌状态变为稳定状态,减少了计算负担,将其作为数字示波器校准算法嵌入到示波器函数库中,改变了传统的校准方法,提高了校准性能。实验结果表明,该方法比采用传统算法测量结果好,分辨精度高,具有很好的应用性。

关键词：数字示波器混沌校准静态参数测量

基于Linux的PXIe数字示波器软件设计

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基于Linux的PXIe数字示波器软件设计

作者：罗吉瑛电子科技大学

学位级别：硕士

数字示波器是电子测量仪器领域应用最为广泛的仪器之一，如今正朝着集成化、多功能的方向发展。近年来，国内电子工业等领域对于数字示波器的需求与日俱增，并强调数据安全和自主可控，在提高软硬件国产化率的需求下，对基于国产操作系... 详细信息

数字示波器是电子测量仪器领域应用最为广泛的仪器之一，如今正朝着集成化、多功能的方向发展。近年来，国内电子工业等领域对于数字示波器的需求与日俱增，并强调数据安全和自主可控，在提高软硬件国产化率的需求下，对基于国产操作系统的数字示波器软件的研制提出了迫切需求。因此，本文基于自研的数字示波器模块，采用国产银河麒麟Linux操作系统和Qt软件，克服国产操作系统的软件生态不足的困难，完成数字示波器的软件设计。本论文主要阐述以下内容。　　1. 符合可互换虚拟仪器驱动(Interchangeable Virtual Instruments, IVI)规范的示波器驱动：分为PXI Express内核驱动和示波器IVI驱动。PXIe内核驱动实现银河麒麟操作系统下数字示波器硬件模块与软件之间的设备连接和寄存器访问;示波器IVI驱动的实现是将原有的基于Windows系统、使用CVI设计的数字示波器软件驱动向 Linux 系统移植，使用自定义虚拟仪器软件结构(Virtual Instrument Software Architecture, VISA)库接口来实现银河麒麟操作系统下数字示波器的功能，并提供二次开发库接口供上层图形用户界面调用，函数接口主要包括数据采集、水平控制、通道控制、触发控制、自动设置、波形运算、参数测量等。　　2. 示波器上位机软件：示波器上位机软件实现对仪器的控制，使用Qt设计的界面交互性良好、功能丰富、面板雅观、标准化，可降低用户使用数字示波器各项功能时的学习成本。　　3. 自校准软件：实现触发校正算法，以完成触发抖动和触发精度的高精度测量;实现基线及移位非线性、增益、触发电平的校准，以修正硬件芯片所引起的波形偏差。　　本文完成了基于银河麒麟 Linux 操作系统的数字示波器驱动开发，通过用户界面验证了数字示波器功能的完整性及相应功能指标的完备性，其中通过设计算法实现了触发抖动50ps的精度，该软件使用流畅，能够满足用户需求。经过对数字示波器软件功能的测试，本文所设计的基于Linux的PXIe数字示波器软件满足设计需求。

关键词：数字示波器软件设计驱动系统上位机系统自校准系统

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数字示波器在高中物理教学中的创新应用

物理之友 2022年第9期38卷 4-5,9页

作者：丁洪良江苏省丹阳市教师发展中心江苏镇江212300

平板式数字示波器的出现和其日渐亲民的价格,为其在高中物理教学中的普及使用提供了可能性。本文主要介绍平板式数字示波器的基本功能和使用方法及结合高中物理教学要求进行的实践探索。

关键词：数字示波器高中物理实验教学创新应用