数字存储示波器的设计

图5 衰减电路

输入通道的第一级是髙阻衰减电路如图5所示，这样可以保证数字示波器有较高的输入阻抗，同时把较大的输入信号经过衰减，以满足后续电路。这里通过继电器来实现电路的切换。通过设置衰减器的通断设置初级放大系数A1=0.5、1.25、2.5、5;幅度的粗调和直流偏移部分是由12位DAC7512来控制。通过电子开关改变运放的增益，从而实现幅度的调节。次级放大系数为A2=×5，所以通道总增益A=K1*A1*K2*A2

4.3.7 数据处理
计算出被测信号的有效值、均值、峰值、频率。
离散信号的电压平均值及峰值的数学表达式如下所示：
电压有效值： 　　
电压平均值：　 　　
电压峰－峰值：
信号频率计算：根据频率的定义，每秒变化的次数。
被测信号的上述参数可调用实验平台软件提供的函数processing_data（）获取，该函数的详细说明见5.2节中实验平台提供的函数列表。

5.1 虚拟数字存储示波器界面设计
设计一个包含耦合方式选择、伏/格调整、触发源选择、时基选择等基本功能的虚拟数字存储示波器界面，要求显示屏水平刻度为10div，垂直刻度为10div，如图6所示。

图6 虚拟数字存储示波器面板

其中用到的控件有列表控件(Ring)、命令按钮（Command）、图形控件(Picture)、文本控件(Text)、数值控件(Numeric)。

5．2 在完成界面设计的基础上实现幅值、时基可调的虚拟双踪数字存储示波器
要求：①设置垂直灵敏度至少有50mV/div、0.1V/div、0.5V/div、1V/div四档；②设置扫描速度至少有0.1u/div、1u/div、10u/div、100u/div、500u/div、1m/div、10m/div、0.1s/div八档；③增加双踪示波功能，能同时显示两路被测信号波形；④数据处理设计：显示被测信号幅值包括：有效值、峰峰值、平均值；显示被测信号的频率值。
在设计时，可以参考的程序流程和函数调用如图7所示，首先进行EPP接口的初始化以及取回用户界面设置的采集参数，如耦合方式、触发方式、垂直灵敏度、时基等，然后启动采集；当预设的采集点数采集完以后计算机把数据读回；最后对读回的数据进行处理，例如计算幅度、频率，进行滤波并且显示波形等操作。
设计前，请完成各档位对应的增益和时基的计算选择并把结果填入下面的表1和表2中。计算方法举例：
⑴ 给定垂直灵敏度20mv/div ,则量程 = 20mV × 10 = 200mV = 0.2V ; 由于AD9288的输入范围是 0.5V----1.5V,为提高分辨率，可采用5倍的通道总增益，即0.2V×5=1 V，对应于4.3.1节的SJ8002B电子测量实验箱测试范围及采集参数调整范围即可得到Div序号为2。