示波器测量视频信号触发

示波器测量视频信号触发
示波器测量视频信号触发

示波器测量视频信号触发

Tektronix TDS2024B数字示波器视频信号触发

现在测试一台医疗设备中的视频电路,需要显示视频输出信号。视频输出为NTSC 标准信号。使用视频触发来获得稳定的显示。说明:多数视频系统使用75 欧姆电缆线路。示波器输入端不能直接端接到低阻抗电缆上。要避免由于负载不当和因反射而引起的幅度误差,可在信号源的75 欧姆同轴电缆与示波器BNC 输入之间放置一个75 欧姆的馈通终接器(Tektronix 部件号011-0055-02 或同类产品)。

Tektronix TDS2024B数字示波器视频场触发

自动: 要在视频场上触发,请按照以下步骤操作:

1. 按下“自动设置”(AUTOSET)按钮。“自动设置”完成后,示波器显示与“所有场”同步的视频信号。示波器在您使用“自动设置”功能时设置“标准”选项。

1. 按下“自动设置”菜单中的“奇数场”或“偶数场”选项按钮,以便只与奇场或偶数场同步。

手册: 此方法所需步骤更多,但对于视频信号可能是必需的。要使用手动方法,请执行以下步骤:

1. 按下“CH1菜单”(CH 1 MENU)按钮。

2. 按下“耦合” ?“交流”。

3. 按下触发菜单(TRIG MENU)按钮可看到“触发菜单”。

4. 按下顶部的选项按钮,选择“视频”。

5. 按下“信源” ? CH1。

6. 按下“同步”选项按钮,然后选择“所有场”、“奇数场”或“偶数场”。

7. 按下“标准” ? NTSC。

8. 旋转水平的“秒/格”(SEC/DIV)旋钮以查看整个屏幕上的完整场。

9. 旋转垂直的“伏/格”(VOLTS/DIV)旋钮,确保整个视频信号都出现在屏幕上。

Tektronix TDS2024B数字示波器视频行触发

自动: 也可观看场中的视频行。要在视频行上触发,请执行以下步骤:

1. 按下“自动设置”(AUTOSET)按钮。

2. 按下顶部的选项按钮,选择“行”以便与扫描线同步。(“自动设置”菜单包括“扫描线”和“线数”选项。)手动: 有一种替代方法需要更多步骤,但对于视频信号可能是必需的。要使用此方法,请执行以下步骤:

1. 按下“触发菜单”(TRIG MENU)按钮可看到“触发菜单”。

2. 按下顶部的选项按钮,选择“视频”。

3. 按下“同步”选项按钮并选择“扫描线”或“线数”,旋转多用途旋钮设置指定的线数。

4. 按下“标准” ? NTSC。

5. 旋转秒/格(SEC/DIV)旋钮以查看整个屏幕上的完整视频行。

6. 旋转伏/格(VOLTS/DIV)旋钮确保整个视频信号都出现在屏幕上。

Tektronix TDS2024B数字示波器使用视窗功能查看波形详细信息

使用视窗(缩放)功能可查看波形的指定部分,而不必改变主显示区。

如果要更详细地查看上述波形的色同步信号,且不改变主显示区,可执行以下步骤:

1. 按下“水平菜单”(HORIZ MENU)按钮查看“水平菜单”,选择“主时基”选项。

2. 按下“视窗设定”选项按钮。

3. 旋转“秒/格”(SEC/DIV)旋钮并选择500 ns。这将是此扩展视图的秒/格设置。

4. 旋转“水平位置”(HORIZONTAL POSITION)旋钮,将窗口定位在要扩展的波形部分。

1. 按下“窗口”选项按钮,查看波形的扩展部分。

2. 旋转“秒/格”(SEC/DIV)旋钮以便更清楚地查看扩展的波形。要在“主时基”视图和“窗口”视图间切换,请按下“水平菜单”中的“主时基”或“窗口”选项按钮。

用示波器测量时间(预习)

实验报告(预习) 05级数学系PB05001054骆阳 2006.04.07 实验题目:3.2.2 用示波器测量时间 实验目的:通过实验了解示波器的基本原理和结果,学习使用示波器观察波形和测量信号周期及其时间参数,并观测李萨如图形。 实验原理:(1)用x 轴时基测时间参数 对于示波器,为了得到清晰稳定的波形,上述扫描电压的周期T x (或频率 f x )与被测信号的周期T y (或f y )需要满足如下算式:n T T x y = ,x x nf f =,n=1,2,…,设待测信号接y 轴输入端,则T y 是待测信号的周期,T x 是x 轴扫描信号的周期,N 是一个扫描周期内所显示的待测信号的波形周期个数。如荧光屏上显示2个信号波形,扫描信号的周期为10ms ,则待测信号的周期为5ms 。x 轴扫描信号的周期,实际上是以时基单位(时间/cm 或时间/度)来标示的,一般的示波管荧光屏直径以10cm 的居多,则上式的T x ,由时基(时间/cm )乘上10cm ,如时基为0.1ms/cm ,则扫描信号的周期为1ms 。为此,在实际测量中,将上式改成下面的形式:波形厘米数时基单位?=x T 。式中的波形厘米数, 可以是信号一个周期的读数(可测待测信号的周期)、正脉冲(或负脉冲)的信号宽度的读数或待测信号波形的其他参数。 (2)用李萨如图形测信号的频率 如果将不同的信号分别输入到y 轴和x 轴的输入端,当两个信号的频率满足一定的关系时,在荧光屏上将显示出李萨如图形,可用测量李萨如图形的相位参数或波形的切点数来测量时间参数。 二个互相垂直的振动(有相同的自变量)的合成李萨如图形。 频率相同而振幅和相位不同时,两正交正弦电压的合成图形。设此两正弦电 压分别为:t A x ωcos =,)cos(?ω+=t B y ,消去自变量t ,得到轨迹方程: ??2 2 222sin cos 2=-+AB xy B y A x (是一个椭圆方程)。当两个正交电压的相位差φ取0~2π的不同值时,合成的图形如下:

准确测量脉冲信号的S参数(二)

准确测量脉冲信号的S参数(二) 频谱归零方法通常在脉冲宽度小于需要数字化和获取一个离散时间数据点的最小时间的时候使用。因此,必须对一个数据点获取捕获多个脉冲。在单独的输入脉冲和分析仪的时域抽样之间没有严格的同步。脉冲调制信号的频域描述具有离散PRF单音,这可以通过滤波滤出,剩下的是基调,它载有测量信息。在分析仪的下变频过程中,通过滤波去除不希望的噪声和信号分量。一旦信号被数字化,分析仪应用一个由用户指定中频带宽的数字滤波器。通常,这个数字滤波器用来减小测量噪声并增加动态范围。对非脉冲调制信号来说数字滤波算法工作得很好,但是当接收机接收到一个脉冲调制信号的时候会发生什么呢? ?利用窄带检测,利用一个数字矩形滤波器消弱接收信号中除了调制基调成分以外的所有成分是很有必要的。这需要一个最小阻带频率小于脉冲调制信号PRF的滤波器从而具有最优的阻碍。滤波器过渡斜度需要远离第一个PRF单音(图4,左),这样对不需要的单音具有最大的阻碍。这个滤波器会很难设计因为PRF单音会和基频很近。严格的矩形滤波器在频域有一些折衷,例如在时域具有额外的抖动。对此,滤波器设计者在频域和时域采用不同的技术获得最佳的性能,同时提供有效的滤波性能。 ?图4的左面给出用于分析仪中的一个可能的中频数字滤波器的响应。它在形状上不是矩形,因此如果不加改变地使用,会在频域引入不需要的成分,从而导致测量误差。另外,这个数字滤波器在频域具有周期排列的零点。这些零点的周期与接收机的采样速率和数字滤波器的结构成正比。使用一个微波PNA,通过调整数字滤波器的零点对准不需要的脉冲调制谱成分有可能滤除不需要的信号分量,只留下基频(图5)。这种滤波技术的一个优点是滤波器的零点

信号波形测量习题

第七章信号波形测量 一、填空题 1: 示波管由____、偏转系统和荧光荧三部分组成。电子枪 2: 示波器荧光屏上,光点在锯齿波电压作用下扫动的过程称为____。扫描 3: 调节示波器“水平位移”旋钮,是调节____的直流电位。X偏转板 4: 欲在x=10cm长度对的信号显示两个完整周期的波形,示波器应具有扫描速度为 _____。 20ms/cm 5: 取样示波器采用_____取样技术扩展带宽,但它只能观测_____信号。非实时,重复6: 当示波器两个偏转板上都加_____时,显示的图形叫李沙育图形,这种图形在_____和频率测量中常会用到。正弦信号相位 7、示波器为保证输入信号波形不失真,在Y轴输入衰减器中采用_______ 电路。RC分压(或阻容分压) 8、示波器的“聚焦”旋钮具有调节示波器中________极与________极之间电压的作用。第一阳(或A1) 第二阳(或A2,或G2) 9、在没有信号输入时,仍有水平扫描线,这时示波器工作在________状态,若工作在 _____状态,则无信号输入时就没有扫描线。连续扫描触发扫描 10、双扫描示波系统,采用A扫描输出________波,对B扫描触发,调节________来实现延迟扫描的延时调节。锯齿延迟触发电平 二、判断题: 1、双踪示波器中电子开关的转换频率远大于被测信号的频率时,双踪显示工作在“交替”方式。( )错 2、示波器的电阻分压探头一般为100∶1分压,输入阻抗很高,一般用来测量高频高电压。( )错 3、用示波器测量电压时,只要测出Y轴方向距离并读出灵敏度即可()错 4、电子示波器是时域分析的最典型仪器。()对 5、用示波法测量信号的时间、时间差、相位和频率都是以测量扫描距离D为基础的。()对 三、选择题: 1: 通用示波器可观测( C)。 A:周期信号的频谱; B:瞬变信号的上升沿 C:周期信号的频率; D:周期信号的功率 2: 在示波器垂直通道中设置电子开关的目的是_ A ___。 A:实现双踪显示; B:实现双时基扫描 C:实现触发扫描; D:实现同步

示波器测高频脉冲信号失真解决的方法

示波器测高频脉冲信号失真解决的方法 有位深圳福田华强北的工程师是专门研发生产屏幕的,需要用示波器测量出苹果平板电脑 ipad 给屏幕上电时的一串脉冲信号,示波器捕捉下来后,他就可以对照着模拟出这段信号。但是这位朋友测了好几次都不成功,或者对捕捉到的信号不满意,因此他特意带着他的麦科信平板示波器和其他相关设备来上门咨询了 首先他演示了一遍他的测量方法,他一共需要测量三路信号,分别连接了示波器的三个通道。当通道三上电产生一个直流电时,通道一和通道二就会分别产生一段脉冲正负间隔并且脉宽有差异的信号,而他需要观察的就是通道一的脉冲变化规律,以此作为依据做出模拟。 通道三产生的直流电在二点几伏,通道一和通道二的脉冲在±500mV 以内。因此他把通道一和通道二的垂直档位设置为了 200mV/div,通道三的垂直档位设置为了 1V/div。接着他把示波器的时基打到了 500ms,也就是一屏幕记录 500*14ms 的波形,既时长 7 秒的信号。 接着他将信号分别接入三个通道,然后进行上电,示波器在 500ms 时基下进入了滚屏模式,因此他可以实时看到信号的变化,当捕捉完一屏幕信号后,他按下暂停键,然后调节时基展开信号,观察通道一脉冲密集处的信号。可是展开以后看到的波形却令他大失所望,因为预期的方波都变成了锯齿波。甚至还丢失了部分脉冲信号。

其实他的操作并没有问题,问题出在他的操作必须要求示波器有很大的存储深度,这样在时基打大的时候,采样率就不会降低太多。他这个脉冲信号一个周期实际上是在 1us 左右,也就是 1M 的频率,此时示波器的带宽还是满足测量条件的,但是采样率收到存储深度所限,已经下降太多。理想的测量采样率应该是在 5M/s-20M/s 左右。 这里和分享一个基本的知识点,就是示波器的实时采样率是 = 示波器存储深度 ÷ 波形记录时长,由这个公式可见,由于示波器的存储深度是固定的,因此波形记录时长越长,示波器的实时采样率就越低。我们购买示波器的时候总是会看到示波器标注采样率 1G/s 或者 2G/s,往往忽略了存储深度这个指标,实际上在测量的过程中,如果示波器的存储深度太低,示波器是无法保持这个标注的采样率的。 找到了问题所在,解决起来也就容易了。首先,我们把示波器的存储深度调到 28Mpts,默认是自动的。由于示波器打开了三个通道,因此每个通道分到 7Mpts。 然后通过对之前捕捉信号的整体观察,我们将时基打到 1ms,将触发方式设为边沿上升触发,触发电平上移到 292mV,然后点击 Single SEQ,打算采用单次触发的方式来捕捉信号。设置好以后,进行上电,然后示波器就捕捉到了如下图所示的信号。 然后,我们停止信号,调节时基再将信号展开,就可以清晰的看到通道一的每个脉冲,以及那个脉宽比较大的脉冲。用户比较好奇,为什么脉冲信号上

如何利用示波器测试低占空比脉冲信号

高速信号在提升电子设备性能的的同时,也为检定和调试的设计工程师带来了很多问题。在这些问题中,一类典型的例子是偶发性或间歇性的事件以及一些低占空比的信号,如激光脉冲或亚稳定性,低占空比雷达脉冲等等。这些事件很难识别和检定,要求测试设备同时提供高采样率和超强的数据捕获能力。这对示波器性能提出了极高的要求。在过去,要对这些信号的测试不得不在分辨率和捕获长度之间进行取舍:所有示波器的存储长度都是有限的;在示波器中,采样率×采集时间=采集内存,以使用示波器的所有采集内存为例,采样率越高,则数据采集的时间窗口越小;另一方面,若需要加长采集时间窗口,则需要以降低水平分辨率(降低采样率)为代价。 当前的高性能示波器提供了高采样率和高带宽,因此现在的关键问题是优化示波器捕获的信号质量,其中包括:怎样以足够高的水平分辨率捕获多个事件,以有效地进行分析;怎样只存储和显示必要的数据,优化存储器的使用。 对于这两个关键问题,泰克的高性能示波器采用FastFrame分段存储技术,改善了存储使用效率和数据采集质量,消除了采集时间窗口和水平分辨率不可兼得的矛盾。 本文将分别介绍传统方法和FastFrame分段存储技术测试偶发性或间歇性的事件以及一些低占空比的信号,从而分析FastFrame分段存储技术在实际测试带来好处。 1. 传统测试方法 传统测试低占空比脉冲等间歇性的信号,通常利用数字示波器。为了提高测试精度,通常使用示波器的最高采样率来采集波形数据。通常在高采样率的支持下,可以看到大部分波形细节,见图1。 但是,如果想查看多个连续脉冲,那么必须提高采集的时间窗口。要让多个脉冲落在示波器提供的有限存储器内,很多时候必须通过降低采样率来达到。显而易见地,降低采样率本身会降低水平分辨率,使得时间测试精度大大下降。当然,用户也可以扩展示波器的存储器的长度,在不降低采样率的情况下提高采集时间窗口。但是,这种方法有其局限性。尽管存储技术不断进步,高速采集存储器仍是一种昂贵的资源,而且很难判断多少存储容量才足够。即使拥有被认为很长的存储器长度,但可能仍不能捕获最后的、可能是最关键的事件。 图2是在长记录长度时以高分辨率捕获的多个脉冲。从图2中可以看出,时间窗口扩展了10倍,可以捕获更多的间歇性脉冲。其实现方式:通常是提高采集数据的时间长度,并提高记录长度,同时保持采样率不变。这种采集方法带来了以下这些缺点: 1.更大的采集数据提高了存储器和硬盘的存储要求。 2.更大的采集数据影响着I/O传送速率。 3.更高的记录长度提高了用户承担的成本。 4.由于示波器要处理更多的信息,因此前后两次采集之间的不活动时间或“死区时间”提高了,导致更新速率下降。 考虑到这些矛盾,必须不断地在高采样率与每条通道提供的存储长度中间做出平衡,并且还是很难达到测试更多个脉冲的需求。

用示波器测量相位差实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除用示波器测量相位差实验报告 篇一:示波器的使用及测量相位差 示波器的使用及测量相位差 摘要:示波器一般由示波管、扫描信号发生器、信号输入和放大系统、同步系 统以及电源五部分组成。用示波器可以观察电信号波形以及测量电压、频率和相位差等。本文就是主要介绍如何利用示波器测量两个正弦电压的相位差,主要采用李萨如图形法和双踪法。 关键词:示波器测量相位差李萨如图法双踪法实验目的: 1.了解示波器的结构和原理。 2.掌握示波器各旋钮、按钮、按键的作用和使用方法。 3.学会用示波器采用李萨如图法和示踪法测量相位差。 4.能对实验结果进行分析,比较各种测量方法的优缺点,对实验数据进行不确定度处理,写出合格的实验报告。 实验原理:示波器的工作原理:示波器一般由示波管、扫描信号发生器、信号

输入和放大系统、同步系统以及电源五部分组成。示波器内有电子枪,电子枪发射电子束经Y轴偏转板或x轴偏转板会发生偏转,从而打在荧屏上。人们可以根据显示在荧屏上波的形状、幅度来判断信号源的电压、频率等的大小。用示波器测量相位差的原理:(1)用李萨如图法测量。使示波器工作在x-Y方式,分别把两个信号输入到x偏转板和Y偏转板,然后移相,则得到如图所示的李萨如图(1).从示波器屏幕上读出A和b的值(格数),则信号的相位差为 (2)双踪法。使示波器工作在扫描工作方式,选择交替显示,调节两条扫描线重合。把两待测信号通过示波器的两个输入通道输入,得到如上图(2)图所示,读出一个信号周期T所占的格数n(T)及?t的对应格数n(?t),则相位差?? 2?n(?t) n(T) 实验内容与步骤:(一)测量正弦电压的电压和频率、周期 (1)首先将示波器的各个旋钮的功能和用法弄清楚。(2)第二,将示波器的各个旋钮调到实验所需的正常状态,然后使之处于工作 状态。(3)第三,用信号发生器作为信号源,调节输出电压峰峰值为2V,频率为10khZ,

用示波器测试高频信号时,如何消除高频点火信号对低频信号的干扰

高频点火信号对低频信号的干扰 现象描述 现有一台电机点火设备,用一个低频信号源给该电机供电,供电电压幅度为5V左右,频率为50Hz。用一台PicoScope 5444B示波器同时测试低频信号源输出的电压波形和高压点火电压。 测试时,发现了一个奇怪的现象:单独测试低频信号源电压时,能够正确测试到低频电压波形,如图1所示(低频信号源输出是正弦电压信号,但是由于高频点火设备强电磁干扰的影响,导致波形上叠加了很多点火毛刺)。单独测试高压点火信号时,也是可以测试出正确波形的,如图2所示。但是同时测试低频电压信号和高频点火信号时,发现信号发生器上显示输出电压为0V,无法给电机提供供电电压,同时示波器也无法测试出任何电压波形,如图3所示。 图1 单独测试低频信号源电压时的波形

图2 单独测试高频点火电压信号波形 图3 同时测试高压电弧和低频信号输出的波形

原因分析 PicScope5444B示波器各个通道间是共地的。高频点火信号和低频信号接入示波器后,低频信号发生器无电压输出的主要原因是由于接地问题引起的。高压点火设备和低频信号发生器的设备的接地电阻不同,产生接地回路,从而致使低频信号的输出电压受到影响。 主要解决办法是采用浮地测量。有几种具体的解决方法: 1、采用通道隔离示波器 2、2采用差分探头 3、A-B伪差分,以牺牲通道为代价。 4、隔离器 5、浮地“传统示波器”。 现场测试时,我们想到一个类似于“浮地”测量的解决方法。将信号发生器信号线和信号地反接,这样点火地和信号地不连接在一起,起到“浮地的作用”。此时可以同时测试高频点火信号和低频信号发生器的信号,如图4所示。 图4 同时测试高频点火信号和低频信号发生器的信号 此文档由广州虹科Eva完成于2014年6月26日。

用示波器测量时间

实验报告 PB06013212 王主光实验题目:用示波器测量时间 实验目的:了解示波器的基本原理和结构,学习使用示波器观察波形和测量信号周期及其时间参数. 实验原理: 1.示波器的基本结构 示波器的结构如图3.2.2-1所示,由示波管(又称阴极射线管)、放大系统、衰减系统、扫描和同步系统及电源等部分组成. 为了适用于多种量程,对于不同大小的信号,经衰减器分压后,得到大小相同的信号,经放大器放大后产生最大约20V左右的电压送至示波管的偏转板. 示波管是示波器的基本构件,它由电子枪、偏转板和荧光屏三部分组成,被封装在高真空的玻璃管内,其结构如图 3.2.2-2所示.电子枪是示波管的核心部分,它由阴极、栅极和阳极构成. (1)阴极——阴极的射线源:由灯丝(F)和阴极(K)构成,阴极表

面涂有脱出功较低的钡、锶氧化物,灯丝通电后,阴极被加热,大量的电子从阴极表面逸出,在真空中自由运动从而实现电子发射. (2)栅极——辉度控制:由第一栅极G1(又称控制级)和第二栅极G2(又称前加速级)构成,栅极是一个顶部有小孔的金属圆筒,它的电位低于阴极,具有反推电子的作用,只有少量电子能通过栅极,调节栅极电压可控制通过栅极的电子束的强弱,从而实现辉度调节.在G1的控制下,只有少量电子通过栅极,G2与A2相连,所加电位比A1高,G2的正电位对阴极发射的电子奔向荧光屏起加速作用. (3)第一阳极——聚焦:第一阳极(A1)呈圆柱形(或圆形),有好几个间壁,第一阳极上加有几百伏的电压,形成一个聚焦的电场,当电子束通过此聚焦电场时,在电场力的作用下,电子汇合于一点,结果在荧光屏上得到一个又小又亮的光点,调节加在A1上的电压可以达到聚焦的目的. 第二阳极——电子的加速:第二阳极(A2)上加有1000V以上

脉冲调制信号分析与测量方法

脉冲调制信号分析与测量方法 【摘要】本文主要介绍用频谱分析仪对脉冲调制信号脉冲频谱载波功率进行直接测量后转换成峰值功率的方法,并系统地分析了窄带和宽带状态下脉冲调制信号频谱及功率测量的差别。这对雷达信号应用时的脉冲功率测量具有实用性。 【关键词】线状谱;脉冲谱;脉冲退敏因子 1.概述 脉冲波形是雷达和数字通信系统中的一类重要信号。脉冲调制信号的测量较之连续波形可能会遇到更多的困难。当频谱仪采用窄的分辨率带宽(RBW)时,显示频谱呈现出离散的谱线,当采用宽的分辨率带宽(RBW)时,这些谱线便融合到一起,频谱呈现出连续状。在这样的测量条件下,频谱分析仪的调节对被测结果会产生严重影响。 2.脉冲波形的频谱 脉冲重复频率为PRF=fmod调制频率,脉冲周期为T,脉冲宽度为τ,脉冲幅度为1单位。依据单脉冲的傅氏变换理论得脉冲的频域表示为: 频谱的零点发生在当f=±1/τ的整数倍处,脉冲波形的频谱形状与图2相同,横轴为频率f,中心为频率零点,纵轴为幅度。频谱的幅度与脉宽τ成正比,这意味着脉冲越宽,脉冲的能量越大。绝大部分脉冲能量都处在频率低于f=|±1/τ|的主瓣内。在频域中,随着时域脉宽τ的减小,第一个零点移向较高的频率。因此,脉冲越窄,它在频域中的带宽就越宽。因为较窄的脉冲要求瞬时电压变化得更快,电压的变化较快意味着有更多的高频成分,即时域中的电压变化越快,频域中的带宽越宽。 脉冲串是由周期性地复制所形成的。由于其波形是周期波形,依据脉冲周期波形的傅氏级数的时域表示为: 该波形具有τ/T的直流分量,这恰好是脉冲波形的平均值。信号的谐波将处在该波形的基频即f=1/T的整数倍处。谐波的总体形状或包络呈现(sinx)/x特性,频谱形状的大部分能量集中在主瓣和邻近旁瓣,这是与单脉冲的傅氏变换相同的形状。在1/τ的整数倍处出现频谱包络的零点。 脉冲串频谱的幅度取决于波形的占空比。占空比是脉冲宽度与周期之比,即占空比=τ/T。脉冲串频谱的总体形状由脉冲宽度决定,脉冲频谱包络零点间隔=1/τ,而脉冲重复频率PRF=谱线间隔如图1所示。 3.线状谱

示波器使用简易说明

实验常用电子仪器的使用 一、实验目的 1、学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、函数信号发生器等的主要性能及正确使用方法。 2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法 二、实验仪器 1、函数信号发生器EE1641C 2、DS1062E-EDU数字示波器 3、高级电路实验箱 三、实验原理 初步了解示波器面板和用户界面 1. 前面板:DS1000E-EDU系列数字示波器向用户提供简单而功能明晰的前面板, 以进行基本的操作。面板上包括旋钮和功能按键。旋钮的功能与其它示波器类似。显示屏右侧的一列 5 个灰色按键为菜单操作键(自上而下定义为 1 号至 5 号)。通过它们,您可以设置当前菜单的不同选项;其它按键为功能键,通过它们,您可以进入不同的功能菜单或直接获得特定的功能应用。

电压参数的自动测量 DS1000E-EDU, DS1000D-EDU 系列数字示波器可自动测量的电压参数包括峰峰值、最大值、最小值、平均值、均方根值、顶端值、低端值。下图表述了各个电压参数的物理意义。 电压参数示意图 峰峰值(Vpp):波形最高点至最低点的电压值。 最大值(Vmax):波形最高点至 GND(地)的电压值。 最小值(Vmin):波形最低点至 GND(地)的电压值。 幅值(Vamp):波形顶端至底端的电压值。 顶端值(Vtop):波形平顶至 GND(地)的电压值。

底端值(Vbase):波形平底至 GND(地)的电压值。 过冲(Overshoot):波形最大值与顶端值之差与幅值的比值。 预冲(Preshoot):波形最小值与底端值之差与幅值的比值。 平均值(Average):单位时间内信号的平均幅值。 均方根值(Vrms):即有效值。依据交流信号在单位时间内所换算产生的能量,对应于产生等值能量的直流电压,即均方根值。 2、函数信号发生器 函数信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出电压最大可达20VP -P。通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮,可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连续调节。函数信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。 函数信号发生器作为信号源,它的输出端不允许短路。 例一:测量简单信号 观测电路中的一个未知信号,迅速显示和测量信号的频率和峰峰值。 1. 欲迅速显示该信号,请按如下步骤操作: (1) 将探头菜单衰减系数设定为1X,并将探头上的开关设定为1X。 (2) 将通道1的探头连接到电路被测点。

单片机脉冲信号测量

郑州工业应用技术学院 课程设计说明书 题单片机脉冲信号测量 姓名: 院(系):信息工程学院专业班级:计算 机科学与技术学号: 指导教师: 成绩: 时间:年月日至年月日

摘要 脉冲信号测量仪是一种常用的设备,它可以测量脉冲信号的脉冲宽度,频率等参数,并用十进制数字显示出来。利用定时器的门控信号GATE进行控制可以 实现脉冲宽度的测量。在单片机应用系统中,为了便于对LED显示器进行管理,需要建立一个显示缓冲区。本文介绍了基于单片机AT89C51的脉冲信号参数测量仪的设计。该设计可以对脉冲信号的宽度,频率等参数进行测量。 关键词:脉冲信号;频率;宽度;单片机AT89C51

目录 摘要............................................................... I 目录............................................................... II 第一章技术背景及意义 (1) 第二章设计方案及原理 (2) 第三章硬件设计任务 (3) 第四章软件结论 (12) 第五章参考文献 (13) 第六章附录 (14)

第一章技术背景及意义 单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支,也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机,特别适用于控制领域,故又称为微控制器。通常,单片机由单块集成电路芯片构成,内部包含有计算机的基本功能部件:中央处理器、存储器和I/O 接口电路等。因此,单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合,便可成为一个单片机控制系统。由于单片机稳定可靠、物美价廉、功耗低,所以单片机的应用日益广泛深入,涉及到各行各业,如工业自动化、智能仪表与集成智能传感器、家用电器等领域。单片机应用的意义绝不仅限于它的广阔范围以及带来的经济效益,更重要的意义在于,单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统的设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能,现在使用单片机通过软件就能实现了。随着单片机应用的推广普及,单片机控制技术将不断发展,日益完善。因此,本课程设计旨在巩固所学的关于单片机的软件及硬件方面的知识,激发广大学生对单片机的兴趣,提高学生的创造能力,动手能力和将所学知识运用于实践的能力。 中断功能是一种应用比较广泛的功能,它指的是当CPU正在处理某件事情的时候,外部发生了某一件事(如一个电平的变化,一个脉冲沿的发生或定时器计数溢出等)请求CPU迅速去处理,于是,CPU暂时终止当前的工作,转去处理所发生的事件。中断服务处理完该事件以后,再回到原来被中止的地方继续原来的工作,这样的过程称为中断。本文中用到了定时器T0溢出中断,以实现软件延时。脉冲信号测量仪是一种常用的设备,它可以测量脉冲信号的脉冲宽度,脉冲频率等参数。

相位差检测

课程设计报告 课程电子测量与虚拟仪器课程设计 题目相位差检测电路 系别物理与电子工程学院 年级2008 专业电子科学与技术班级 2 学号 学生姓名 指导教师职称讲师 设计时间2011-3-28~2011-4-1

第一章绪论 (2) 1.1 相位差检测电路的介绍 (2) 1.2 相位差测量的简单介绍 (2) 第二章相位差检测电路 (3) 2.1 移相电路的设计 (3) 2.2 利用MULTISIM设计检测移相电路 (5) 2.2.1 仿真电路虚拟仪器参数调整 (6) 2.2.2移相电路的仿真与分析 (7) 2.3将相位差信号转换成直流电压信号检测 (9) 2.3.1将相位差信号转换成直流电压信号检测的原理 (9) 2.3.2 电路图及具体原理分析 (9) 2.3.3 仿真过程 (10) 2.3.4 系统测量的误差分析 (12) 主要参考文献 (13) 附录 (13)

第一章绪论 1.1 相位差检测电路的介绍 设计一个相位差检测电路,该电路可测试一个经过移相电路的信号(正弦波)移相后与原信号间存在的相位差,可由测试电路检测并显示。要求:设计移相电路;设计检测电路,可以使用MCU或者Labview;使用模拟式检测方法,将相位差信号转换成直流电压或者直流电流信号进行检测;要求分析系统最后的精度。 在此次的电子测量与虚拟仪器课程设计中,我们设计的相位差检测电路主要有两个模块,由这两个模块来实现对相位差的检测并用相应的器件来实现。第一个模块为移相电路,移相电路主要由两个放大器组成。一个放大器可以实现对输入信号进行0~900的移相,那么两个放大器可以实现对输入信号进行0~1800的移相。移相电路的结构比较简单,只要对放大器相应知识进行了解便能很快的设计出移相电路。在移相电路中还应用到了变位器和电容。通过调节变位器可以逐步实现每个度数的相位差;电容的作用则是实现对输入信号的滤波和使放大器工作在稳定的区域。第二个模块则是实现相位差的显示。此部分的模块主要由二极管、异或门以及放大器组成。二极管的作用是使信号工作在正负管压降之间,使电路快速的运行和工作。异或门有三个,异或门的作用主要是实现将信号与基准信号进行比较,将相位差转换成电压差的方法,然后通过电压表将电压显示,最后将电压放大一百倍即使所求的相位差。 1.2 相位差测量的简单介绍 振幅、频率和相位是描述正弦交流电的三个“要素”。以电压为例,其函数关系为 u=U m sin(ωt+φ0) 式中:U m 为电压的振幅;ω为角频率;φ0为初相位。 设φ=ωt+φ0,称为瞬时相位,它随时间改变,φ0是t=0时刻的瞬时相位值。两个角频率为ω1,ω2的正弦电压分别为

示波器的测量

示波器的测量 1.1 示波器的应用 1.实训目的 1﹚掌握示波器、交流毫伏表、音频信号发生器的基本应用。 2﹚掌握示波器观察信号波形和测量直流电压幅度、周期的方法。 2.实训内容 ﹙1﹚示波器的校准 ﹙2﹚利用示波器1khz,0.5Vp-p的方波校准信号作为示波器的输入信号,调出图1-1所示正常波形。 ﹙3﹚将扫描基线移动的格数、垂直偏转因数和稳定电压原指示电压值填入表1-1中。 图1-1 表1-1直流电压测量 ﹙4﹚正弦波电压幅度、周期的测量 1﹚用信号发生器产生下表中的输入信号,用示波器测量信号的周期和电压,将测量数据填入表1-2

表1-2 正弦波电压幅度、周期的测量 1.2 示波器的特殊应用 1.用示波器测量脉冲信号的上升时间和下降时间。 1)用函数信号发生器产生频率为20KHz的矩形波脉冲信号。 2)按图1-2连接电阻和电容,组成一个低通网络。 图1-2 低通滤波电路 3)因为函数信号发生器输出的脉冲信号上升时间较小,不易测量,所以把脉冲信号通过低通网络后送到示波器测量,以加大脉冲信号的上升时间,便以测量。 4)调节示波器X轴的偏转因素选择开关,尽量使屏幕上突出显示脉冲的上升沿部分或下降沿部分。并配合使用X轴位移旋钮,使对应上升沿10%(或下降沿90%)高度处的测量点对齐X轴的某个刻度线,然后读出对应上升沿90%(或下降沿10%)高度处另一测量点到上一测量点的相对时间值。该相对时间值便是所测脉冲的上升时间(或下降时间)。读数等于刻度个数乘上X轴偏转因数。 5)注意以上操作只有在X轴细调(V ariable)旋钮顺时针旋到底后读数才是正确的。2.用双踪法测量两个信号的相位差 1)先用信号发生器产生一个频率为20KHz的幅度为1V的正弦信号。 2)再按图1-3连接电阻和电容,组成一个阻容延迟网络。信号发生器输出信号一路直接作为信号1送入示波器CH1通道,另一路通过阻容延迟网络后作为信号2 送入示波器CH2通道。由于信号2 通过延迟网络,所以信号2比信号1在时间上要延迟,两个信号之间存在着相位差。 图1-3阻容延迟网络

用示波器测量信号的电压和频率

用示波器测量信号的电压及频率 长江大学马天宝应物1203班 1、示波器和使用 -【实验目的】 1.了解示波器的大致结构和工作原理。 2.学习低频信号发生器和双踪示波器的使用方法。 3.使用示波器观察电信号的波形,测量电信号的电压和频率。 【实验原理】 一、示波器原理 1.示波器的基本结构 示波器的种类很多,但其基本原理和基本结构大致相同,主要由示波管、电子放大系统、扫描触发系统、电源等几部分组成,如图4.9-1所示。 (1)示波管 示波管又称阴极射线管,简称CRT,其基本结构如图4.9-2所示,主要包括电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分。 电子枪:由灯丝、阳极、控制栅极、第一阳极、第二阳极五部分组成。灯丝通电后,加热阴极。阴极是一个表面涂有氧化物的金属圆筒,被加热后发射电子。控制栅极是一个顶端有小孔的圆筒,套在阴极外面,它的电位相对阴极为负,只有初速达到一定的电子才能穿过栅极顶端的小孔。因此,改变栅极的电位,可以控制通过栅极的电子数,从而控制到达荧光屏的电子数目,改变屏上光斑的亮度。示波器面板上的“亮度”旋钮就是起这一作用的。阳极电位比阴极高得多,对通过栅极的电子进行加速。被加速的电子在运动过程中会向四周发散,如果不对其进行聚焦,在荧光屏上看到的将是模糊一片。聚焦任务是由阴极、栅极、阳极共同形成的一种特殊分布的静电场来完成的。这一静电场是由这些电极的几何形状、相对位置及电位决定的。示波器面板上的“聚焦”旋钮就是改变第一阳极电位用的,而“辅助聚焦”就是调节第二阳极电位用的。 偏转系统:它由两对互相垂直的平行偏转板——水平偏转板和竖直偏转板组成。只有在偏转板上加上一定的电压,才会使电子束的运动方向发生偏转,从而使荧光屏上光斑的位置发生改变。通常,在水平偏转板上加扫描信号,竖直偏转板上加被测信号。

04 使用力科示波器测量信号相位变化的方法

胡为东系列文章之四—— 使用力科示波器测量信号相位变化的方法 美国力科公司胡为东摘要:在实际应用中,经常会遇到相位的测量,比如说两个信号之间的相位测量,或者同一个信号在不同时刻的相位变化(如相位调制信号)。示波器是测量信号时域特征最常用的仪器,本文就基于力科示波器来介绍如何使用示波器来测量信号的相位变化。 关键词:力科相位测量相位差调制 一、两个信号之间的时延或者相位差测量 在信号完整性测试中我们经常会遇到对两个或者多个信号之间的偏移或者相位差的测量。如某个单板上多个电源信号之间的时序关系;DDR等内存测试中数据信号和时钟信号的建立时间和保持时间等时序关系等等。 图1 基本D触发器的锁存数据示意图 在一些射频应用中,也经常需要测试多个信号之间的相位差,如图1所示,为了验证一个被测件DUT的特性,采用射频信号源通过定向耦合器分成两路,一路射频信号施加到DUT上,经过示波器后连接到示波器(图中是以力科的最高实时带宽为45GHZ的实时示波器为例)的一个通道,另外一路射频信号直接进入到示波器中作为参考源,然后使用示波器观察经过DUT之前的信号和经过DUT后的信号之间的相互关系,如相位关系、时序偏差等。力科示波器中的标准测量参数中包含了相位差(phase)测量和时序偏移(skew)测量,且提供了灵活的设置,比如说边沿测量位置、是在上升沿测量还是下降沿测量、输出结果类型(绝对值、百分比、度数、弧度等),如下图2和图3所示。

图2 力科示波器中集成的相位差Phase测量和时序偏移Skew测量参数 图3 力科示波器中相位差Phase的设置项 在很多情况下,往往需要统计长时间的参数变化情况,此时可以将力科的参数追踪(Trend)以及自动保存功能(Auto save)结合起来使用,比如说我们要测量两个信号之间的相位或者时序偏移关系,且需要长时间的统计其效果,这时候我们可以先用力科示波器中的相位测量(phase)参数实现对相位差的测量,然后用Trend函数功能实现对相位测量参数的追踪,然后再选中自动保存Trend函数的功能,这时候示波器就会连续的保存参数的变化,并保存为很多个文件至示波器的硬盘上,最后测试人员可以再通过软件的方法将这些文件组合到一起(去除重合的数值,因为自动保存的多个文件的内容一般有一部分是重合的,需要将重合的部分去掉)形成一个新的长时间的参数变化曲线。

E题-脉冲信号参数测量仪报告

脉冲信号参数测量仪 摘要:本设计选用 FPGA 作为数据处理与系统控制的核心,采用FPGA 与单片机相结合的方式制备出可测量脉冲信号频率、占空比、幅度、上升时间的测量仪以及标准脉冲信号发生器。本设计由以下功能模块构成:前端信号处理模块、峰值检波模块、窗口比较器模块、幅值升压模块等。利用FPGA 的强大处理能力,完成数字信号处理,并将处理后的信号送至单片机进行显示,设计中综合运用了电容去耦、滤波以及同轴电缆等抗干扰措施,减少了电路干扰。在FPGA 内有等精度测频模块、占空比测量模块和上升时间测量模块、标准脉冲产生模块等。显示与校准通过单片机完成。 关键词:峰值检波 窗口比较器 脉冲参数测试仪 标准脉冲信号发生器 一、系统方案 1.方案论证与比较 方案一:图1所示为中规模电路脉冲信号测量仪。此方案采用中规模数字电路构成,主要由比较器、功能选择、量程选择、计数器和控制模块组成。该方案电路复杂,频带过窄,功能不强,实现起来比较困难。故不采用此方案。 图1 小规模数字电路原理框图 方案二:图2所示为纯单片机方案,该方案以单片机为核心。 门控信号由单片机内部计数定时器产生。该方案成本低,但受单片机本身限制,其时序控制能力弱,处理速度慢,无法达到本次设计要求。故不采用此方案。 图2 纯单片机方案原理框图 方案三:图3所示为FPGA 与单片机相结合的方案。此方案中,FPGA 构成主要测量模块,输入信号经过前端处理电路,得到5V 信号输入到FPGA 中。单

片机控制FPGA完成各种测量功能并显示测量数据。该方案外围元件相对较少,对高速信号处理速度快,精度高,且控制灵活、可靠性高。 图3 FPGA与单片机结合方案原理框图 综上所述,本设计拟采用方案三。 2.总体方案设计 当进行频率测量时,脉冲信号进入前置分挡模块。当信号较大时衰减,当信号较小时放大。在放大模块中,高频信号通过高速放大器,低频信号通过精密放大器,使输入波形均为幅值适中的脉冲,直接进入FPGA进行计算测量。FPGA 中,采用等精度测频方法进行测频和测占空比,利用基本上升时间测量模式进行两个信号的上升时间测量。单片机完成数据读取及校准功能。测量幅值时经过峰值检测并保持电路,再经单片机AD采集测出。 二、理论分析与计算 1.频率测量方法 本设计中的频率测量采用等精度测频法。该方法是将标准频率信号与待测信号输入到两个计数器进行同步计数。如图4所示,测量时单片机先预置闸门时间T,当闸门开启时,等待被测信号触发沿到来,计数器开始计数;预置闸门时间结束时,计数器并不立即停止而是等被测信号下一个同相位触发沿到来才关闭同步门并停止计数。可见实际闸门时间是被测信号周期的整数倍,即与被测信号同步。 若被测信号与标准信号的计数值分别为N x 和N ,则被测频率为: f x =N x /N ×f (1) 若忽略标频f 的误差,则等精度测频可能产生的相对误差为: η=(|f xe-f x|/f xe) ×100% (2) 式(2)中f xe 为被测信号频率的准确值。 在测量过程中,由于f x 计数的起止时间都是由该信号的上升测触发的,在 闸门时间T内对f x 的计数N x 无误差;对f 的计数N s 最多相差一个数的误差,即 |N s |≤1。则理论误差:η≤1/(T×f ) (3)由(3)式可以看出,测量频率的相对误差与被测信号频率的大小无关,仅 与闸门时间和标准信号频率有关,从而实现被测频带内的等精度测量。由于周期和频率互为倒数,因此可根据频率求出对应周期。该方法使测量精度大幅度提高,测量原理框图如图4 所示。

示波器测信号的周期和频率实验报告

示波器的使用 1、了解通用双通道示波器的结构和工作原理,熟悉各个旋钮的作用和使用方法。 2、掌握用示波器观察波形、测量电压和频率的方法;了解用示波器测量相位差的 方法。 3、掌握观察李萨如图形的方法,并能用李萨如图形测量未知正弦信号的频率;能 用示波器观察“拍”现象。 1、通用双通道示波器的结构,面板旋钮的作用和使用方法; 2、通用双通道示波器的工作原理,李萨如图形测量未知正弦信号频率的原理,观 察“拍”现象的原理。 一、前言 示波器是利用电子束的电偏转来观察电压波形的一种常用电子仪器,主要用于观 察电信号随时间变化的波形,定量测量波形的幅度、周期、频率、相位等参数。 一般的电学量(如电流、电功率、阻抗等)和可转化为电学量的非电学量(如温 度、位移、速度、压力、光强、磁场、频率)以及它们随时间变化的规律都可以用示 波器来观测。由于电子的惯性很小,电子射线示波器一般可在很高的频率范围内工作。 采用高增益放大器的示波器可以观察微弱的信号;具有多通道的示波器,则可以 同时观察几个信号,并比较它们之间的相应关系(如时间差或相位差),是目前科学 实验、科研生产常用的电子仪器。 二、实验仪器 通用双通道示波器,函数信号发生器、同轴电缆等。 三、实验原理 1、仪器工作原理 (1)通用双通道示波器的介绍 主要结构:示波管、电子放大系统、扫描触发系统、电源

工作原理: (a )示波管 示波管是呈喇叭形的玻璃泡,被抽成高真空,内部装有电子枪和两对相互垂直的偏转板,喇叭口的球面内壁上涂有荧光物质,构成荧光屏。下图是示波管的构造图。 电子枪由灯丝F 、阴极K 、栅极G 以及一组阳极A 所组成。灯丝通电后炽热,使阴极发热而发射电子。由于阳极电位高于阴极,所以电子被阳极电压加速。当高速电子撞击在荧光屏上会使荧光物质发光,在屏上就能看到一个亮点。改变阳极组电位分布,可以使不同发射方向的电子恰好会聚在荧光屏某一点上,这种调节称为聚焦。栅极G 电位较阴极K 为低,改变G 电位的高低,可以控制电子枪发射电子流的密度,甚至完全不使电子通过,这称为辉度调节,实际上就是调节荧光屏上亮点的亮暗。 Y 偏转板是水平放置的两块电极。当Y 偏转板上电压为零时,电子束正好射在荧光屏正中P 点。如果Y 偏转板加上电压,则电子束受到电场力作用,运动方向发生上下偏移。如果所加的电压不断发生变化,P 点的位置也随着在铅垂线上移动。在屏上看到的是一条铅直的亮线。荧光屏上亮点在铅直方向位移Y 和加在Y 偏转板的电压U Y 成正比。 X 偏转板是垂直放置的两块电极。在X 偏转板加上一个变化的电压,那么,荧光屏上亮点在水平方向的位移X 也与加在X 偏转板的电压U X 成正比,于是在屏上看到 Y 输入 X 输入 外触发

如何用示波器进行射频信号测量

前言--如何用示波器进行射频信号测量连载(一) 前面推出了《数字工程师需要掌握的射频知识》连载后,反响强烈。有些工程师朋友联系我说,除了数字工程师要用到射频仪器外,有些射频工程师也会用到示波器做射频信号测试,但是不清楚精度如何,以及和频谱仪等传统仪器的区别,希望能对这方面做些讲解。 为此,我对示波器做射频信号测试的应用案例和注意事项做了一些整理,将陆续连载,希望能给大家提供一些帮助。 时域测量的直观性 要进行射频信号的时域测量的一个很大原因在于其直观性。比如在下图中的例子中分别显示了4个不同形状的雷达脉冲信号,信号的载波频率和脉冲宽度差异不大,如果只在频域进行分析,很难推断出信号的时域形状。由于这4种时域脉冲的不同形状对于最终的卷积处理算法和系统性能至关重要,所以就需要在时域对信号的脉冲参数进行精确的测量,以保证满足系统设计的要求。 更高分析带宽的要求 在传统的射频微波测试中,也会使用一些带宽不太高(<1GHz)的示波器进行时域参数的测试,比如用检波器检出射频信号包络后再进行参数测试,或者对信号下变频后再进行采集等。此时由于射频信号已经过滤掉,或者信号已经变换到中频,所以对测量要使用的示波器带宽要求不高。 但是随着通信技术的发展,信号的调制带宽越来越宽。比如为了兼顾功率和距离分辨率,现代的雷达会在脉冲内部采用频率或者相位调制,典型的SAR成像雷达的调制带宽可能会达到2GHz以上。在卫星通信中,为了小型化和提高传输速率,也会避开拥挤的C波段和Ku 波段,采用频谱效率和可用带宽更高的Ka波段,实际可用的调制带宽可达到3GHz以上甚至更高。 在这么高的传输带宽下,传统的检波或下变频的测量手段会遇到很大的挑战。由于很难

脉冲信号参数测量仪

2016年TI杯江苏省大学生电子设计竞赛题目: 脉冲信号参数测量仪 题目编号: E题 参赛队编号: 参赛队学校: 参赛队学生: 二○一六年七月

目录 摘要 (1) 1.设计方案工作原理 (1) 1.1方案选择 (1) 1.2总体方案设计 (2) 2.核心部件电路设计 (3) 2.1高速缓冲电路 (3) 2.2自动增益电路 (3) 2.3高速比较器电路 (4) 2.4放大电路 (5) 3.系统软件设计分析 (5) 3.1 CPLD数据处理 (5) 4.竞赛工作环境条件 (6) 4.1设计分析软件环境 (6) 4.2仪器设备硬件平台 (6) 5.作品成效总结分析 (6) 5.1脉冲信号频率测量 (6) 5.2脉冲信号占空比测量 (7) 5.3脉冲信号幅值测量 (7) 5.4脉冲信号上升时间测量 (8) 6.参考文献 (8) 附录.................................................................................................. 错误!未定义书签。

脉冲信号参数测量仪 摘要:本作品以美国德州仪器(TI)生产的16位超低功耗单片机MSP430F169作为主控芯片,利用CPLD技术实现矩形脉冲信号的频率、占空比、上升时间的测量,并且利用CPLD产生一个标准矩形脉冲信号。本设计外围硬件电路主要由高速缓冲降压模块、AGC自动增益模块、幅度测量模块组成,通过对上述模块的合理整合,设计并制作了一个性能较好的脉冲信号参数测量仪。由于采用了AGC模块,系统实现了全程自动增益控制,稳定输出电压。 针对矩形脉冲信号的特点,本设计采用多种抗干扰措施,对电路布线进行优化,并合理运用低噪声芯片OP07、OPA690、VCA810、THS3001、TLV3501。后期,利用ADS1115及Matlab,对测试数据进行合理的分析,以优化算法系统,进一步提高了精度。 该脉冲信号参数测量仪结构简单,性能稳定,功能完善,达到了各项设计指标。关键词:脉冲信号参数测量仪;CPLD ;AGC ;TLV3501 ;Matlab; 1.设计方案工作原理 1.1方案选择 本方案主要由THS3001缓冲模块、AGC自动增益模块、TLV3501高速比较模块、ADS1115模块组成,实现脉冲信号频率、占空比、幅度、上升时间测量。 1、主控部件选择 方案一:采用CPLD作为参数测量仪的主控芯片,完成参数测量及实时显示等全部功能。CPLD具有可编程和大规模集成的特点,此方案可以使电路大为简化,但此设计仅使用PLD不能充分发挥其特点及优势,导致系统性能降低。因此不采用此方案。 方案二:采用FPGA作为主控芯片,FPGA外围拓展功能更多,但在运行速度、编程灵活性以及使用方便性上CPLD优于FPGA,即在电路结构上FPGA更复杂,因此不采用此方案。 方案三:采用CPLD和单片机相结合的方案。分别利用CPLD在信号处理高速稳定方面以及单片机在逻辑运算、智能控制方面的优越性,使得电路不仅能够简化,而且能够达到设计要求,因此选择方案三。 2、频率测量 方案一:采用周期法。需要有标准倍的频率,在待测信号的一个周期内,记录标准频率的周期数,这种方法的计数值会产生±1个脉冲误差,并且测试精度与计数器中的记录的数值有关,为了保证测试精度,测周期法仅适用于低频信号的测量。

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