硬件电路设计具体详解
计算机硬件设计中的数字电路设计
计算机硬件设计中的数字电路设计计算机硬件设计的重要组成部分之一是数字电路设计。
数字电路的设计与实现对于计算机系统的性能和功能至关重要。
本文将介绍数字电路设计的基本概念、常用的设计方法和技术，并探讨数字电路设计在计算机硬件中的应用。
一、数字电路设计的基本概念数字电路是由离散电子元件（如电子管、晶体管等）构成的电路，用于对离散信号进行处理和转换。
在计算机硬件设计中，数字电路常用于实现逻辑功能，完成数据处理、存储和传输等任务。
数字电路中最基本的元件是逻辑门。
逻辑门分为与门、或门、非门等多种类型，通过组合与连接这些逻辑门，可以实现复杂的逻辑功能。
数字电路还包括时序电路、存储器、寄存器等组件，用于实现计算机的控制逻辑和数据存储。
二、数字电路设计的方法和技术1. 布尔代数布尔代数是用于描述和分析逻辑函数的数学方法。
通过使用布尔代数的运算规则和定理，可以对逻辑函数进行化简和优化，从而简化电路结构，提高设计效率。
2. 逻辑门电路逻辑门电路是通过逻辑门的组合和连接来实现特定逻辑功能的电路。
常见的逻辑门有与门、或门、非门等。
通过选择适当的逻辑门类型和连接方式，可以实现各种复杂的逻辑功能。
3. 状态机设计状态机是一种描述系统状态和状态之间转换关系的模型。
在数字电路设计中，状态机常用于描述和实现计算机控制逻辑。
通过合理设计状态转换和输出逻辑，可以实现复杂的计算和控制功能。
4. 时钟系统设计时钟系统是计算机硬件中的重要组成部分，用于同步各个模块的操作。
时钟系统的设计需要考虑时钟频率、时钟相位等参数，以确保系统的正常运行和稳定性。
5. FPGA和ASIC设计FPGA（现场可编程门阵列）和ASIC（专用集成电路）是实现数字电路的常用技术。
FPGA可以通过重新编程实现不同的电路功能，具有灵活性和可重构性；ASIC则是专门为某个应用设计的集成电路，性能更高，但不可重新编程。
三、数字电路设计在计算机硬件中的应用数字电路设计在计算机硬件中有广泛的应用。
硬件电路设计具体详解
2系统方案设计2.1 数字示波器的工作原理图2.1 数字示波器显示原理数字示波器的工作原理可以用图2.1 来描述，当输入被测信号从无源探头进入到数字示波器，首先通过的是示波器的信号调理模块，由于后续的A/D模数转换器对其测量电压有一个规定的量程范围，所以，示波器的信号调理模块就是负责对输入信号的预先处理，通过放大器放大或者通过衰减网络衰减到一定合适的幅度，然后才进入A/D转换器。
在这一阶段，微控制器可设置放大和衰减的倍数来让用户选择调整信号的幅度和位置范围。
在A/D采样模块阶段，信号实时在离散点采样，采样位置的信号电压转换为数字值，而这些数字值成为采样点。
该处理过程称为信号数字化。
A/D采样的采样时钟决定了ADC采样的频度。
该速率被称为采样速率，表示为样值每秒（S/s）。
A/D模数转换器最终将输入信号转换为二进制数据，传送给捕获存储区。
因为处理器的速度跟不上高速A/D模数转换器的转换速度，所以在两者之间需要添加一个高速缓存，明显，这里捕获存储区就是充当高速缓存的角色。
来自ADC的采样点存储在捕获存储区，叫做波形点。
几个采样点可以组成一个波形点，波形点共同组成一条波形记录，创建一条波形记录的波形点的数量称为记录长度。
捕获存储区内部还应包括一个触发系统，触发系统决定记录的起始和终止点。
被测的模拟信号在显示之前要通过微处理器的处理，微处理器处理信号，包括获取信号的电压峰峰值、有效值、周期、频率、上升时间、相位、延迟、占空比、均方值等信息，然后调整显示运行。
最后，信号通过显示器的显存显示在屏幕上。
2.2 数字示波器的重要技术指标（1）频带宽度当示波器输入不同频率的等幅正弦信号时，屏幕上显示的信号幅度下降3dB 所对应的输入信号上、下限频率之差，称为示波器的频带宽度，单位为MHz或GHz。
（2）采样速率：采样速率是指单位时间内在不连续的时间点上获取模拟输入量并进行量化的次数，也称数字化速率，单位用Sa/s （ Sampling/s ）表示。
人工智能硬件电路设计
人工智能硬件电路设计人工智能（AI）硬件电路设计是一门涉及计算机工程、电子工程和人工智能领域的复杂学科。
下面是人工智能硬件电路设计的一般步骤和关键考虑因素：1.需求分析：首先，确定人工智能应用的具体需求。
不同的应用，如机器学习、深度学习或边缘计算，可能需要不同类型的硬件架构和电路设计。
2.选择硬件平台：根据需求选择适当的硬件平台，例如中央处理器（CPU）、图形处理器（GPU）、专用集成电路（ASIC）或现场可编程门阵列（FPGA）等。
3.算法优化：针对所选硬件平台，对人工智能算法进行优化。
这可能涉及到量化模型、减少计算复杂度、提高并行性等方面的工作。
4.电路设计：根据优化后的算法，进行电路设计。
这包括设计处理单元、存储单元、数据通信通道等。
对于深度学习应用，可能涉及到神经网络加速器的设计。
5.功耗和散热考虑：人工智能硬件通常需要处理大量的数据和计算，因此功耗和散热是重要的考虑因素。
设计时需要注意降低功耗和有效散热的方法。
6.性能优化：优化硬件电路以提高性能，包括加速计算速度、提高吞吐量等。
这可能需要使用并行计算、流水线设计等技术。
7.测试和验证：在硬件电路设计完成后，进行测试和验证确保其符合规格和预期性能。
这可能涉及到硬件仿真、验证工具的使用以及实际硬件的测试。
8.生产和集成：一旦硬件设计通过测试和验证，可以进入生产阶段。
在生产过程中，硬件可能需要与其他系统或芯片集成。
9.软硬件协同设计：在某些情况下，硬件电路的设计可能需要与软件开发协同工作，以确保硬件和软件的兼容性和协同工作。
10.更新和维护：随着技术的发展和应用需求的变化，硬件设计可能需要定期更新和维护。
人工智能硬件电路设计是一个综合性的工作，需要涉及多个学科领域的知识和技能，包括计算机工程、电子工程、算法优化等。
硬件设计实务知识点汇总
硬件设计实务知识点汇总硬件设计是指在计算机系统开发过程中，利用物理设备（硬件）实现系统功能的过程。
通常包括电路设计、电路板设计、芯片设计等内容。
本文将对硬件设计实务中的一些重要知识点进行汇总和介绍。
一、电路设计在硬件设计中，电路设计是最基础也是最重要的环节之一。
电路设计涉及到电路原理、电路分析、电路符号等方面的内容。
以下是一些常见的电路设计知识点：1. 电路基础知识：包括电流、电压、电阻等概念，以及欧姆定律、基尔霍夫定律等基本理论。
2. 逻辑门电路设计：包括与门、或门、非门、与非门、或非门等常见逻辑门的设计原理和应用。
3. 数字电路设计：包括加法器、减法器、多路选择器、触发器等数字电路的设计原理和应用。
4. 模拟电路设计：包括放大器、滤波器、振荡器等模拟电路的设计原理和应用。
5. 时序电路设计：包括时钟、触发器、寄存器等时序电路的设计原理和应用。
二、电路板设计电路板设计是指将电路设计图转化为实际电路板的过程。
电路板设计包括元件布局、线路布线、设置电路层次等内容。
以下是一些常见的电路板设计知识点：1. 元件布局：根据电路设计需求，合理布置各个元件的位置和方向，以保证电路板的性能和可靠性。
2. 线路布线：将元件之间的连接线路进行布线，注意信号传输的路径和长度匹配，避免干扰和噪声问题。
3. 电路层次：根据电路设计的复杂度，设置适当的电路层次结构，以便于电路板的设计和维护。
4. 电路板材料选择：根据电路性能需求和制造成本考虑，选择适当的电路板材料，如FR-4、铝基板等。
三、芯片设计芯片设计是指设计和制造集成电路芯片的过程。
芯片设计通常包括电路设计、布图设计、逻辑综合、物理设计等内容。
以下是一些常见的芯片设计知识点：1. 电路设计：芯片设计的基础是电路设计，需要掌握各种电路设计技巧和方法。
2. 布图设计：将电路设计转化为实际物理结构，进行芯片的布局和布线设计。
3. 逻辑综合：将高级语言描述的逻辑电路转化为门级电路，进行逻辑电路综合和优化。
实验报告硬件电路设计
实验报告硬件电路设计一、引言本实验旨在通过设计硬件电路来实现特定功能，并验证电路设计的正确性和可行性。
本实验选择了某款电子产品的核心功能进行设计与实现。
二、设计原理本实验设计的硬件电路包括输入接口、中央处理器、输出接口等多个模块，其工作原理如下：1. 输入接口：负责接收用户输入的指令或数据，例如按钮、触摸屏等。
2. 中央处理器：接收输入接口传入的指令或数据，根据预设的算法进行计算、逻辑判断等操作，将计算结果保存到存储器中，并控制输出接口的工作状态。
3. 存储器：用于存放中央处理器计算的结果以及其他需要保存的数据。
4. 输出接口：负责将存储器中的数据进行输出，例如显示屏、声音输出器等。
三、设计步骤1. 根据电子产品的需求和功能，确定硬件电路的整体架构和模块划分。
2. 选择合适的元器件，例如电阻、电容、晶体管等，并进行元器件的布线和连线设计。
3. 按照设计的电路原理图，进行电路板的布局设计，确保各个元器件的位置合理，以及连线的长度、走向等因素。
4. 制作电路板原型，喷锡、焊接元器件，并进行连接测试。
5. 调试并修改电路设计中的问题，确保硬件电路的正确和可靠性。
6. 验证设计的电路是否满足预期功能，检查电路的功耗、稳定性等指标，以及其与其他系统的兼容性。
7. 进行电路板的大规模生产，并进行质检，保证产品的质量和可靠性。
四、实验结果经过多次调试和修改，本实验设计的硬件电路稳定运行，成功实现了特定功能。
根据测试结果显示，电路运行良好，没有出现异常情况。
同时，电路设计满足了产品的要求，功能达到预期。
五、总结与展望本实验通过设计硬件电路，成功实现了特定功能，并验证了电路设计的正确性和可行性。
电路设计经过多次调试和修改，达到了预期效果。
然而，仍有一些改进的空间，如进一步优化电路的功耗、增加系统的稳定性等。
在未来的研究中，可以考虑使用更先进的元器件，提升电路的性能，以及进一步优化电路布局，减小电路的体积。
六、参考文献1. 电路设计与实践，XXX，XXX出版社，XXXX年。
硬件电路设计步骤及方法、工作原理、电路板调试方法
硬件电路设计步骤及方法、工作原理、电路板调试方法一、总则在学习电路设计的时候，不知道你是否有这样的困扰：明明自己学了很多硬件电路理论，也做过了一些基础操作实践，但还是无法设计出自己理想的电路。
归根结底，我们缺少的是硬件电路设计的思路，以及项目实战经验。
设计一款硬件电路，要熟悉元器件的基础理论，比如元器件原理、选型及使用，学会绘制原理图，并通过软件完成PCB设计，熟练掌握工具的技巧使用，学会如何优化及调试电路等。
要如何完整地设计一套硬件电路设计，下面为大家分享几点经验：二、总体思路设计硬件电路，大的框架和架构要搞清楚，但要做到这一点还真不容易。
有些大框架也许自己的老板、老师已经想好，自己只是把思路具体实现；但也有些要自己设计框架的，那就要搞清楚要实现什么功能，然后找找有否能实现同样或相似功能的参考电路板(要懂得尽量利用他人的成果，越是有经验的工程师越会懂得借鉴他人的成果)。
三、理解电路如果你找到了的参考设计，那么恭喜你，你可以节约很多时间了(包括前期设计和后期调试)。
马上就copy？NO，还是先看懂理解了再说，一方面能提高我们的电路理解能力，而且能避免设计中的错误。
四、找到参考设计在开始做硬件设计前，根据自己的项目需求，可以去找能够满足硬件功能设计的，有很多相关的参考设计。
没有找到？也没关系，先确定大IC芯片，找datasheet，看其关键参数是否符合自己的要求，哪些才是自己需要的关键参数，以及能否看懂这些关键参数，都是硬件工程师的能力的体现，这也需要长期地慢慢地积累。
这期间，要善于提问，因为自己不懂的东西，别人往往一句话就能点醒你，尤其是硬件设计。
五、硬件电路设计的三个部分：原理图、PCB和物料清单（BOM）表。
原理图设计，其实就是将前面的思路转化为电路原理图，它很像我们教科书上的电路图。
pcb涉及到实际的电路板，它根据原理图转化而来的网表(网表是沟通原理图和pcb之间的桥梁)，而将具体的元器件的封装放置(布局)在电路板上，然后根据飞线(也叫预拉线)连接其电信号(布线)。
cjc8974a的硬件电路设计
cjc8974a的硬件电路设计题目: cjc8974a的硬件电路设计摘要：本文针对cjc8974a的硬件电路设计进行分析和解释。
文章分为以下几个部分：简介、电路设计需求、电路设计流程、电路设计步骤、测试和修改以及结论和展望。
一、简介：电路设计是指根据特定需求和参数，设计和实现一套电路系统。
cjc8974a是一款新型硬件设备，需要进行电路设计以满足其功能需求。
本文将详细介绍cjc8974a的电路设计过程。
二、电路设计需求：在进行电路设计之前，需要明确cjc8974a的功能需求。
这包括输入输出接口、芯片功能、电源需求等。
根据这些需求，可以确定电路设计的参数和方向。
三、电路设计流程：电路设计可以分为以下几个步骤：需求分析、选型、原理图设计、PCB设计、样机制作、测试和修改。
每个步骤紧密相连，确保电路设计的顺利进行和最终实现。
四、电路设计步骤：1. 需求分析：明确cjc8974a的功能需求和参数要求，包括输入输出接口、芯片功能、电源需求等。
2. 选型：根据需求分析结果，选择适合的芯片、元件和外围设备。
3. 原理图设计：根据选型结果，使用相应的设计软件进行原理图设计，建立电路的逻辑关系和连接方式。
4. PCB设计：将原理图转化为PCB设计文件，确定电路板布局和元件安装位置。
5. 样机制作：将PCB设计文件转化为实际电路板，并进行元件的焊接和组装。
6. 测试和修改：对样机进行测试，检查电路功能是否符合实际需求，如有问题则进行相应的修改和调整。
五、测试和修改：在进行电路设计的过程中，测试和修改是必不可少的环节。
通过测试，可以验证电路的功能和性能，并对其中存在的问题进行修改和调整。
通过反复测试和修改，最终实现满足cjc8974a需求的电路设计。
六、结论和展望：通过上述的电路设计步骤和测试，成功完成cjc8974a的电路设计。
该电路设计满足其功能需求，并具有稳定性和可靠性。
未来，可以进一步优化电路设计，提升性能和降低功耗，以适应日益发展的技术需求。
手把手详解硬件电路详细设计过程
手把手详解硬件电路详细设计过程小T[电子工程技术2017-07-14｀、� � r,=-, • 点击上方蓝字关注我们！FOLLOW US,． ,. 资料（点击下载）：我有一本电子工程师技术手册（免费），你要不要？《从零开始学电子技术丛书》，共11本，有史以来录好的福利！限时7天I 免带下载《电子工程师必斧一九大系统电胳识图宝典》献给那些刚开始或即将开始设计硬件电路的人。
时光飞逝，离俺最初画第一块电路已有3年。
刚刚开始接触电路板的时候，与你一样，俺充满了疑惑同时又带着些兴奋。
在网上许多关于硬件电路的经验、知识让人目不暇接。
像信号完整性，EMI,PS 设计准会把你搞晕。
别急，一切要慢慢来。
1)总体思路。
设计硬件电路，大的框架和架构要搞清楚，但要做到这一点还真不容易。
有些大框架也许自己的老板、老师已经想好，自己只是把思路具体实现；但也有些要自己设计框架的，那就要搞清楚要实现什么功能，然后找找有否能实现同样或相似功能的参考电路板（要懂得尽量利用他人的成果，越是有经验的工程师越会懂得借鉴他人的成果）。
2)理解电路。
如果你找到了的参考设计，那么恭喜你，你可以节约很多时间了（包括前期设计和后期调试）。
马上就copy?NO,还是先看懂理解了再说，—方面能提高我们的电路理解能力，而且能避免设计中的错误。
3)没有找到参考设计？没关系。
先确定大IC 芯片，找datasheet,看其关键参数是否符合自己的斗上....U.nnn ,L匕I匕a ....,.�=_...._.,_,._立凸土业L 八l于b 』-=•廿、士，U夕斗凸土七n=千�,止�.,..-,ol=.,_,._L.o.v._,_ .,_,._ I...J....1)—般而言，时钟频率高的，其信号上升沿快，因此—般我们把它们当成高速信号；但反过来不一定成立，时钟频率低的，如果信号上升沿依然快的，一样要把它当成高速信号来处理。
根据信号理论，信号上升沿包含了高频信息（用傅立叶变换，可以找出定量表达式），因此，一旦信号上升沿很陡，我们应该按高速信号来处理，设计不好，很可能出现上升沿过千缓慢，有过冲，下冲，振铃的现象。
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2系统方案设计2.1 数字示波器的工作原理图2.1 数字示波器显示原理数字示波器的工作原理可以用图2.1 来描述，当输入被测信号从无源探头进入到数字示波器，首先通过的是示波器的信号调理模块，由于后续的A/D模数转换器对其测量电压有一个规定的量程范围，所以，示波器的信号调理模块就是负责对输入信号的预先处理，通过放大器放大或者通过衰减网络衰减到一定合适的幅度，然后才进入A/D转换器。
在这一阶段，微控制器可设置放大和衰减的倍数来让用户选择调整信号的幅度和位置范围。
在A/D采样模块阶段，信号实时在离散点采样，采样位置的信号电压转换为数字值，而这些数字值成为采样点。
该处理过程称为信号数字化。
A/D采样的采样时钟决定了ADC采样的频度。
该速率被称为采样速率，表示为样值每秒（S/s）。
A/D模数转换器最终将输入信号转换为二进制数据，传送给捕获存储区。
因为处理器的速度跟不上高速A/D模数转换器的转换速度，所以在两者之间需要添加一个高速缓存，明显，这里捕获存储区就是充当高速缓存的角色。
来自ADC的采样点存储在捕获存储区，叫做波形点。
几个采样点可以组成一个波形点，波形点共同组成一条波形记录，创建一条波形记录的波形点的数量称为记录长度。
捕获存储区内部还应包括一个触发系统，触发系统决定记录的起始和终止点。
被测的模拟信号在显示之前要通过微处理器的处理，微处理器处理信号，包括获取信号的电压峰峰值、有效值、周期、频率、上升时间、相位、延迟、占空比、均方值等信息，然后调整显示运行。
最后，信号通过显示器的显存显示在屏幕上。
2.2 数字示波器的重要技术指标（1）频带宽度当示波器输入不同频率的等幅正弦信号时，屏幕上显示的信号幅度下降3dB 所对应的输入信号上、下限频率之差，称为示波器的频带宽度，单位为MHz或GHz。
（2）采样速率：采样速率是指单位时间内在不连续的时间点上获取模拟输入量并进行量化的次数，也称数字化速率，单位用Sa/s （ Sampling/s ）表示。
用每秒钟完成的AD 转换的最高次数来衡量。
常以频率来表示，取样速率越高，反应仪器捕捉高频或快速信号的能力愈强。
取样速率主要由AD 转换速率来决定。
数字存储示波器的测量时刻的实时取样速率可根据被测信号所设定的扫描时间因数(即扫描一格所用的时间)来推算。
其推算公式为div t N f /（1）式中，N 为每格的取样点数，t 为扫描时间因数。
在进行信号数字化的时候为保持足够的信号细节，就要求采样时钟的频率至少应为信号本身所包含的最高频率的两倍。
这个要求通常成为香农采样定理或者乃奎斯特定律。
然而，为了避免混叠现象和较好的再现所测信号的波形，示波器的采样率一般需要达到被测信号频率的10倍甚至20倍以上。
如此的话，在不少情况下，就会存在显示点数不够的问题，例如用采样率为500MS/s 的示波器观测100MHz 的正弦信号，则每个周期上只显示5个采样点，观测效果较差。
(3)分辨率分辨率指示示波器能分辨的最小电压增量，即量化的最小单元。
它包括垂直电压灵敏度(电压分辨率)和水平时间灵敏度 (时间分辨率)。
垂直电压灵敏度与AD 转换的分辨率相对应，常以屏幕每格的分级数(级/div)或百分数来表示。
水平时间灵敏度由取样速率和存储器的容量决定，常以屏幕每格含多少个取样点或用百分数来表示。
取样速率决定了两个点之间的时间间隔，存储容量决定了一屏内包含的点数。
一般示波管屏幕上的坐标刻度为8*10div(即屏幕垂直显示格为8格，水平显示格为10格)，如果采用8位的AD 转换器(256级)，则垂直分辨率表示为32级/div ，或用百分数来表示为1/256=0.39%：如果采用容量为1k 的RAM ，则水平分辨率为1024/10=100点/div 。
(4)存储容量存储容量又称记录长度，它由采集存储器(主存储器)最大存储容量来表示，常以字为单位。
数字存储器常采用256，512，1K 等容量的高速半导体存储器。
2.3 系统方案论证与比较方案一：采用80C51单片机为控制核心，其系统框图如图1-1所示。
对输入信号进行放大或衰减后，用外接触发电路产生触发信号，通过A/D 转换将模拟信号转换成数字信号，再通过单片机将数据锁存至外部RAM，然后由单片机控制将数据送至D/A输出。
图1-1 方案一系统框图这种方案结构较为简洁，但很明显，A/D的最高采样速度达1MHz，由普通单片机直接处理这样速率的数据难以胜任，采用高档单片机甚至采用DSP芯片，成本偏高不说，还将大大增加开发的难度。
而且目前常用的外接RAM芯片时钟周期一般为40MHz～50MHz，难以达到高速数据存储的要求。
方案二：用FPGA可编程逻辑器件作为控制及数据处理的核心，利用FPGA 的层次化存储器系统结构，使用FPGA内部集成的基本逻辑功能块配置成双端口同步RAM对采集信号进行存储，完成设计指标。
其系统框图如图2所示。
由于FPGA可在线编程，因此大大加快了开发速度。
电路中的大部分逻辑控制功能都由单片FPGA完成，多个功能模块如采样频率控制模块、数据存储模块都集中在单个芯片上，大大简化了外围硬件电路设计，增加了系统的稳定性和可靠性。
FPGA的高速性能比其他控制芯片更适合于高速数据采集和处理，而且使用FPGA内部存储模块完成输入信号的量化存储，在存储速度上有着外接RAM无法比拟的优势。
方案三：以Cortex-M3内核的STM32为主控制器的方案如下面图1-3所示：图1-3 方案三系统框图微处理器采用意法半导体的32位处理器STM32F103VET6,其内部是ARM 公司Cortex-M3内核，工作主频最高可达72MHz,再在其上面移植开源的实时操作系统µC/OS-II系统，确保系统的实时性和稳定性。
由于高速A/D转换器的速度太快，STM32处理数据的速度跟不上，所以在中间加入FIFO高速缓存器。
利用STM32内部自带的FSMC(灵活的静态存储器控制器)来控制TFT液晶屏刷新波形，可实现更高频率的信号的波形刷新和显示。
此为，利用STM32的高级定时器可输出高达12MHz的时钟，可以作为高速A/D转换器的采样时钟和FIFO 存储器的控制时钟，从而避免了一大堆由有源晶振和数字芯片组成的时钟电路。
方案比较：方案一虽然简单，但是51单片机处理能力有限，无法实现数字示波器的基本指标；方案二采用FPGA虽然能深入开发数字示波器，然而，其成本偏高，即使加入SOPC软核，其软件压力也很大。
方案三是能够实现嵌入式数字示波器基本指标的良好方案，器件成本不高，实时操作系统µC/OS-II 简化编程，提供系统实时性和稳定性。
因此，本设计最终选择方案三开展设计。
2.4 系统性能指标设计由于STM32处理数据的能力比较有限，加之一般应用中波形存储和频率分析用处不大，所以在这里，系统并没有做这两个部分的功能实现。
虽然系统所用的A/D转换器ADS830的最高采样频率可达60MHz，然而，其时钟信号是STM32的定时器产生的，最高只能输出12MHz，所以这里设计的最高实时采样率为12MHz，然而，由于程序中加入了内插算法，所以最高输入信号的频率仍然可以高达1MHz，基本可以满足一般应用需求。
系统性能的预期设计指标具体如表1所示：表1 系统性能设计指标技术指标指标参数输入阻抗1M欧姆耦合方式交流或直流耦合触发方式上升沿或下降沿触发波形存储无频谱分析无波形暂停显示有输入电压范围5mV~10Vpp模拟频带宽度0~1MHz最高实时采样率12MHz水平时间灵敏度从2us/Div到5ms/Div ,共11档（按1-2-5方式步进）垂直电压灵敏度从25mV/Div到2V/Div,共7档（按1-2-5方式步进）电源供电方式外部电源或锂电池供电，锂电池可连续工作2个小时以上该数字示波器的水平时间灵敏度与采样频率的对应关系如表2所示：表2 水平时间灵敏度与采样时钟频率水平时间灵敏度（/div）采样时钟频率(Hz)50ms 60020ms 150010ms 30005ms 60002ms 150001ms 30000500us 60000200us100us50us20us10us5us2us该数字示波器的垂直电压灵敏度与放大倍数的对应关系如表3所示：表3 垂直电压灵敏度与放大倍数垂直电压灵敏度（/div）放大倍数2V 0.11V 0.25500mV 0.5250mV 1125mV 250mV 525mV 103 系统硬件设计本设计的主要系统框图如下图3-1所示：图3-1 系统整体设计框图3.1 耦合电路设计图3-2耦合电路所设计的耦合电路如上图3-2所示：数字示波器的输入信号从BNC 无源探头输入，由于输入的模拟信号中有交流成分和直流成分在里面，所以此部分电路用来供用户选择是否需要测量输入信号的直流成分。
C35是耦合电容，用来隔离输入信号的直流成分。
耦合电容的值是根据后级输入阻抗来计算，耦合电容与后面的负载电阻构成了RC 高通滤波器，由RC 高通滤波器的截止频率计算公式是：12F RCπ=(2)后级信号调理电路的输入阻抗是1M欧姆，所以为了使输入信号能够低至1Hz的交流信号，所以截止频率应该低于1Hz，所计算而得的C电容值应该大于0.16uF ，所以这里耦合电容的值取1uF 。
由交流输入到直流输入的切换用继电器来实现，为了尽量减小继电器切换时所引入的机械噪声以免影响输入信号，这里继电器选用松下的小型信号继电器TQ2-5V。
由电路可知，继电器断开时为交流耦合方式，继电器吸合时为直流耦合方式。
3.2 信号调理电路设计信号调理电路可分为两个部分，第一部分是衰减网络电路，第二部分是程控放大电路。
3.2.1 衰减网络电路设计图3-3 衰减网络电路所设计的衰减网络电路如图3-3 所示。
利用电阻串联的分压原理，衰减网络电路实现两级衰减，当继电器K2断开时，输入信号被衰减到原来的0.5，即衰减2倍；当继电器K2吸合时，输入信号被衰减到原来的0.05，即衰减20倍。
电阻旁边的电容起频率补偿作用。
之所以选择的是可调电容，那是因为未知的待测信号的频率是在可变的一个范围里，如果输入信号频率很低，输入电容对其还不会有多大影响，如果频率上升，待测点的等效电阻和示波器输入端的输入电容会形成一个积分电路，如此便会造成高频失真。
所以为了避免此失真情况出现，在电阻旁边并联两个容值可调的电容来形成一个微分电路，去抵消积分电路的效应。
同样的，为了减小机械噪声，继电器选用了松下电器的信号继电器TQ2-5V。
继电器的驱动电路采用NPN三极管来驱动，继电器线圈的正负极之间加上续流二极管，为了防止继电器瞬间动作时冲击电流过大，故加上此二极管做保护电路所用。
3.2.2 程控放大电路设计图3-4 程控放大电路所设计的程控放大电路如图3-4所示，衰减后的信号先经过的是由高性能、低噪声的电压反馈型放大器AD8066组成的电压跟随器，然后经过限流电阻R27进入到压控增益放大器AD603。