数字存储示波器自动设置及校正技术的研究与实现

摘要

自动设置及自校正功能作为数字存储示波器的两大重要功能，自动设置功能可以极大地方便用户使用仪器，是仪器智能化的主要体现；性能优越的自校正功能能够提高产品调试效率，提升仪器的环境适应能力，为用户提供更高的测量精度。基于此背景，在研发数字存储示波器过程中，本文针对这两大功能进行了深入研究，提出了有效的解决方案，并将其改进。
　　自动设置功能：通过原理分析，以时间定标和幅度定标为切入点，大大降低了自动设置对信号的搜索时间，并提升了信号寻找的准确度。为了方便用户根据自己的实际情况进行波形的自动设置，本文在其原有功能基础上设计了用户自定义策略。
　　自校正功能：该功能作为确保被测信号得到准确测量的基本保障，本文从示波器设计原理入手，分析产生导致测量不准确的误差源，针对每种误差给出相应校正方法。校正内容主要包括模拟通道的校正、触发电路中触发电平的校正和水平基线移位非线性的校正。本文以提高校正精度为目的寻找最佳的实现方法。
　　ADC（Analog-to-Digital Converter，即模数转换器）拼合系统的校正：为了提升示波器的实时采样率，多采用多片ADC并行交替采样的方案，此时需要对多片ADC的量化一致性进行校正。本文提出了一种提高ADC一致性校正精度的有效方法，校正后实现了多片ADC量化的结果具有很好的一致性。
　　本文详细讲述各功能实现的主体思想和软件的主要流程，软件采用模块化设计，使其能够应用于不同型号的示波器，具有较强的通用性。最后在Visual DSP++5.0开发环境下，选择某款型号的示波器，实现各个功能技术指标的验证。

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第一章 引言

1.1 数字存储示波器概述

1.2 课题研究的意义

1.3 论文主要设计任务及目标

第二章 数字存储示波器系统设计

2.1 系统硬件设计原理

2.2 系统软件设计流程

2.3 自动设置及校正功能的设计思路

2.4 课题开发平台

2.5 本章小结

第三章 自动设置功能的设计与实现

3.1 自动设置的概念及原理

3.2 频率测量方法

3.3 幅度确定的依据

3.4 自动设置算法分析及实现

3.5 用户自定义策略的研究

3.6 本章小结

第四章 自校正功能的设计与实现

4.1 自校正原理

4.2 通道的自校正

4.3 触发电平的校正

4.4 水平基线的校正

4.5 本章小结

第五章 ADC拼合校正的研究与实现

5.1 ADC工作原理

5.2 ADC并行交替采样原理

5.3 并行交替采样的误差分析

5.4 误差校正的软件实现

5.5 本章小结

第六章 功能测试与结论

6.1 功能的实现与测试

6.2 结论与展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果