[发明专利]一种基于虚拟仪器平台的示波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于虚拟仪器平台的示波器。

背景技术

虚拟仪器是利用计算机的硬件资源、标准数字电路以及计算机软件资源，经过有目的、有针对性的研究开发，使之实现传统仪器的功能。并在普通示波器的基础上增加了新的功能。普通的示波器数据处理速度慢且没有存储功能。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种数据处理速度快且有存储功能的一种基于虚拟仪器平台的示波器。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括硬件部分，其结构要点是硬件部分由被测信号调理模块、A／D转换模块、逻辑控制器件FPGA和通信模块构成；被测信号调理模块包含继电器、运放，通信模块包括FT245BM、93C46。

作为一种优选方案，所述通信模块包括USB接口模块和EEPROM；其中USB接口模块选用FTDI公司推出的FT245BM芯片。

本发明有益效果。

1、有存储功能。

本发明硬件部分包括测信号调理模块、A／D转换模块、逻辑控制器件FPGA和通信模块构成；示波器需要将A／D采样后的数据经过存储之后输出，由于模拟信号有2路，其采样数据所需存储空间不大，故数据可以存储在FPGA的M4K存储器模块。

2、数据处理速度快。

本发明实现两通道模拟信号的显示，具有4挡放大衰减系数；每通道采样率最大为30MHz，模拟通道带宽为10MHz；A／D转换精度为8bit／s；处理数据的速度非常快。

附图说明

为本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明电路原理框图。

具体实施方式

如图所示，本发明包括硬件部分，其结构要点是硬件部分由被测信号调理模块、A／D转换模块、逻辑控制器件FPGA和通信模块构成；被测信号调理模块包含继电器、运放，通信模块包括FT245BM、93C46。

所述通信模块包括USB接口模块和EEPROM；其中USB接口模块选用FTDI公司推出的FT245BM芯片。

信号调理模块主要是用来：(1)提供用户4挡衰减放大倍数；(2)A／D转换芯片的电压输入范闸为l～2V，故需要调整模拟信号使其在A／D转换允许的输入范围内。信号的输入有两种耦合方式：直流耦合和交流耦合，由继电器进行耦合方式的切换操作。经耦合后的信号进入运放和继电器、电阻、电容构成的组合电路，进行信号的放大与衰减，其系数共有×5、×1、×2、×10四挡供用户选择。

示波器需要将A／D采样后的数据经过存储之后输出，由于模拟信号有2路，其采样数据所需存储空间不大，故数据可以存储在FPGA的M4K存储器模块。由于只需要将采样数据按顺序存储，再按顺序读取，因而采用FIFO缓存器模式。

USB接口模块主要完成上位机和逻辑控制器之间的通信。文中选用的是FTDI公司推出的FT245BM芯片，它可以实现USB和并行I／O口之问数据的双向转换。FT245BM：吝片内部集成了两个FIFO数据缓冲器，一个是128B的接收缓冲器(存放来自主机的数据)，另一个是384B的发送缓冲器(存放来自外设的数据)，以及一个6～48MHz的时钟锁相环。FT245BM芯片简单的FIFO设计使它可以非常便捷地通过I／O口与微控制器或微处理器通信。

基于LabVIEW开发平台创建的应用软件作为人机交互的平台，一方面要为用户提供易于操作、美观的操作界面，另一方面要将用户自定义的控制信号进行转换，通过驱动硬件电路的USB接口芯片，将控制信号传送给硬件上的控制器件FPGA，同时也接收FPGA的控制信号，对接收的信号进行响应。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。