- 相關推薦
一種簡易數字波形存儲器的實現(xiàn)
摘要:給出了采用類似DMA的設計思路以及使用雙口RAM、快速邏輯電路和CPU(AT89C51)組成的數字波形存儲系統(tǒng)的整體電路,從而解決了波形數據的快速采集和輸出顯示問題。關鍵詞:DMA;雙端口;RAM;存儲器;AT89C51 GAL
隨著信號處理技術的發(fā)展,波形存儲變得日益重要,各種類型的波形存儲裝置也越來越多。相對于其它波形存儲裝置,本文給出的設計的最大特點是速度快,可進行DMA存儲,且不占用CPU時間來對信號進行處理。
1 系統(tǒng)的總體設計
由于本設計采用了雙口RAM和DMA思想,而且數據的采集、存儲與輸出均由邏輯電路控制,因此,提高了數據示波器的采樣速度,同時易于實現(xiàn)“實時顯示”,并可在“偽”實時處理時對數據進行操作。此外,數據的實時顯示和“偽”實時處理可通過“DMA允許”來控制,其總體設計方案如圖1所示。
1.1 輸入電路
本設計的輸入電路實際是一個可調增益電路,主要完成對信號的放大。本設計設置有0.01/div、0.1/div和1/div三檔垂直靈敏度,可分別對輸入信號進行1倍、10倍和100倍的放大。具體可采用以下兩種方案:
(1)采用可編程增益運放來實現(xiàn)1、10、100的放大倍數。由于采用集成運放,因而精度較高,調試方便,但造價也較高。
(2)采用三級放大,第一級為跟隨器方式,后兩級的放大倍數均為10,每一級放大后都有一個輸出抽頭。具體連接如圖2所示。
1.2 A/D轉換器的選擇(1)
A/D轉換器是波形存儲的關鍵部件。它決定了示波器的最大采樣速率以及分辨率。目前常用的A/D轉換器的輸出形式有并行和串行兩種,其轉換方式有逐次逼近型ADC、積分型ADC、∑-Δ型ADC與流水線型ADC。
對本設計來說,顯然應該選擇高速A/D。綜合考慮各方面的因素,筆者選用了8位CMOS、20MSPS模擬-數字轉換器(ADC)TLC5510。
如果需要進一步提高存儲示波器輸入信號的頻率,可考慮并行A/D,即用兩片A/D對一路信號進行分時采樣,因為這樣可在不提高器件頻率特性的基礎上將輸入信號的帶寬提高一倍。以此類推,可并聯(lián)多塊A/D以使輸入信號的帶寬進一步得到提高(本設計中不涉及此項,有興趣的讀者不妨一試)。
1.3 存儲器的選擇
筆者在本設計中選用了兩片雙口4kB的RAM IDT7134(4kB)。它在雙路使用時,一路對應一個存儲器。使用雙口RAM便于對波形進行實時處理和“偽”實時處理。
1.4 觸發(fā)電路的設計
觸發(fā)電路在設計時有三種方案,其一是采用可調電阻。因為該輸入信號處在一個連續(xù)的范圍內,即觸發(fā)電平可以連續(xù)變化,因此采用可調電阻能簡化電路。 其二是選用數字電位器代替模擬電阻。該方案雖然可實現(xiàn)程序控制,但觸發(fā)電平不能連續(xù)可調,且會增加系統(tǒng)的控制
[1] [2] [3]
【一種簡易數字波形存儲器的實現(xiàn)】相關文章:
一種實現(xiàn)工業(yè)數字攝影測量自動化的方法05-02
遙測數字接口的研究與實現(xiàn)05-02
一種存儲器容錯設計方法05-02
地震波形數據實時監(jiān)控軟件的實現(xiàn)05-02
基于ARCGIS的數字校園系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)05-02
在SUSE Linux系統(tǒng)下通過ADSL網絡實現(xiàn)地震波形瀏覽05-01
基于.NET組件的數字制圖系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)04-28
數字國防三維建模的設計與實現(xiàn)04-28