數字存儲示波器的制作-tft每日頭條

數字存儲示波器的制作

圖文更新时间:2024-11-29 04:57:57

　　當使用數字存儲示波器測量串行傳輸信号、數字電路上的地址/數據/控制總線、信号元器件上的噪聲、複合視頻信号或調制信号時，面臨的最大困難在于這些信号随機、變化迅速、雜亂或不具備周期性。因此，為了提高捕獲這些信号的幾率，減少數字存儲示波器的處理時間（死區時間）是很有必要的。

　　配備VPO技術的數字存儲示波器使用高密度集成電路将采集到的數據傳輸到所顯示的波形圖像。圖A展示了波形數據的壓縮和量化。例如GDS-3000系列具有一個750幀寬的波形顯示區，同時記錄長度達到25k點。硬件電路将抓取的波形數據分割成多個數據幀。每個數據幀中的數據通過一組計數矩陣，然後寫入一個三維存儲矩陣。當所有幀量化完成後，生成一個虛拟的三維結構，如圖B所示，存儲矩陣的值反映了波形中信号點的出現頻率。

數字存儲示波器的制作（數字存儲示波器的VPO技術）1

　　圖A中，一個計數矩陣由256個計算單元組成。每個單元包含多個比較器和計數器。當8位數據通過捕獲存儲器到達計數矩陣時，比較器選擇相應的計數器。處理大量數據後，部分輸入波形由技術矩陣統計計算。

　　即使硬件架構重複計算750次，這個過程也僅僅需要幾百微妙的時間。GDS-3000系列使用并行處理結構，縮短死區時間。以4通道GDS-3000機種為例，它有1024個計數矩陣同時處理輸入的波形數據。

數字存儲示波器的制作（數字存儲示波器的VPO技術）2

　　一般來說，示波器的波形顯示是LCD面闆從内部3D存儲器矩陣按順序讀取數據、顯示數據以及更新存儲器的計數，這個時間大約需要16ms。假如不做計數，隻寫入（覆蓋）現有的波形數據，那麼波形在顯示到屏幕上期間其實更新了多次，而用戶看不到這些波形變化。所以，如圖所示，在VPO電路中添加了一個老化計時器（Aging Timer）的裝置，可以模拟傳統CRT（陰極射線管顯示器）的具有持續性、老化性的顯示效果。當波形數據寫入3D存儲器矩陣時，老化計時器的技術功能啟動，與3D存儲器矩陣的值更新。如果老化計時器計數非0值時，3D存儲器矩陣逐漸增加波形數據點。相反，當計時器值為0時，3D存儲器矩陣将波形數據逐漸删除，直到為0。采用這種方式，示波器抓取的波形不斷更新時，而之前抓取的波形可以保留一段時間，時間從100ms至數秒。因此用戶可以調整保留時間，達到需要的餘輝顯示效果。對于肉眼很難觀測到的偶發信号，利用VPO技術我們就可以很容易觀測到此類信号。

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