[实用新型]一种基于FPGA的便携式数字存储示波器

说明书

技术领域

本实用新型是一种基于FPGA的便携性数字存储示波器，属于仪器仪表领域。

背景技术

数字存储示波器作为现场测试技术的重要工具而被广泛使用于各个测试领域。但由于台式数字示波器体积过于庞大，不方便携带进行现场测试和野外作业，已经不能满足人们的工作需要，因此便携式数字示波器有了一定的发展空间。目前，国外的便携式数字示波器在市场上占据统治地位，国内的研究起步比较晚，且市场上多为低端产品，且价格昂贵。专利号为200610155604.9、名称为《一种便携式通用数字存储示波器》的专利即属于此列。

发明内容

针对市场上产品便携性不足，性价比低的情况，本实用新型提供了一种基于FPGA的便携式数字存储示波器，将信号处理等都放在FPGA内部进行处理，外部电路仅放大器和模拟数字信号转换器，再配备VGA显示器组成示波器，以达到成本低廉、体积小、FPGA内部处理信号可保证系统的可靠性之目的。

本实用新型是通过以下方式来实现的：

一种基于FPGA的便携式数字存储示波器，包括键盘、运算放大模块、模数转换器、VGA显示器和FPGA模块，其特征在于FPGA模块包括VGA显示控制模块、键盘控制模块、时间控制模块、采样模块、时钟信号产生模块和双端口存储器，时间控制模块分别和键盘控制模块、采样模块、时钟信号产生模块和双端口存储器相连接，双端口存储器分别和VGA显示控制模块、采样模块相连接；运算放大模块输出端和模数转换器的输入端相连接，模数转换器的输出端和FPGA模块中的采样模块相连接，VGA显示器和FPGA模块中的VGA显示控制模块相连接，键盘和FPGA模块中的键盘控制模块相连接。

上述FPGA(Field-Programmable Gate Array)，即现场可编程门阵列。

上述VGA(Video Graphics Array)是IBM在1987年随PS/2机一起推出的一种视频传输标准，具有分辨率高、显示速率快、颜色丰富等优点，在彩色显示器领域得到了广泛的应用。

本实用新型各模块的功能作用如下：

A.模拟信号输入经运算放大模块可调节放大倍数，使满足模数转换器采样的电压幅值要求；

B.放大后的信号输入模数转换器进行模拟信号到数字信号的转换，然后将数字信号送入FPGA模块内部的采样模块；

C.FPGA模块内部的采样模块对送入的数字信号进行采样，采样率由时间控制模块控制，而时间控制模块的控制时钟由时钟信号产生模块产生；

D.采样得到的数据在FPGA模块内部被存入双端口存储器；

E.VGA显示控制模块从双端口存储器读取数据并且在VGA显示器上显示波形和数据；

F.键盘控制模块根据键盘输入对时间控制模块进行采样率的间接控制，从而使示波器显示的波形更好。

本实用新型优点为：成本低廉、体积小、FPGA内部处理信号可保证系统的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

其中：1、运算放大模块，2、模数转换器，3、VGA显示器，4、键盘，5、FPGA模块，6、VGA显示控制模块，7、键盘控制模块，8、时间控制模块，9、采样模块，10、时钟信号产生模块，11、双端口存储器。

图2是本实用新型中的模数转换器的电路图。图中P4是header8*2，是一个8*2公引脚连接器，其中P4的1、3、5、7、9、11、13、15和FPGA模块相连，2、4、6、8、10、12、14、16和模数转换芯片相连，P5是2引脚连接器，P5的1脚和FPGA模块相连，2脚和模数转换芯片的CLK相连(如图所示)，模数转换芯片的17脚Ain接运算放大模块，11、19脚接5V电源，13、14脚各自连接一1K电阻后接2.5V电源，15、16脚经电容C6和地相连，1、12、18脚接地，20脚接3V电源。本实用新型模数转换器中的模数转换芯片型号为ADS830e。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，但不限于此。

实施例：