2GSa/s混合信号分析仪示波器模块设计与实现

摘要

随着时代的发展，科技的进步，电子领域测试信号的复杂度越来越高。测试信号已经由单一的模拟信号或者数字信号发展到了两种信号兼具的复杂混合信号。对于复杂的混合信号，单纯依靠普通的数字存储示波器或逻辑分析仪已经不能很好的完成测试任务，面对如此复杂的混合信号，混合信号分析仪却能够更好的应对并且能够高效的完成测试任务。
　　混合信号分析仪是一种综合性测试仪器。它既具有数字存储示波器对模拟信号波形的幅度、频率等时域特性的分析功能，同时又具有逻辑分析仪多通道、在数据域内对信号特性的分析功能。
　　本课题的目的是实现2GSa/s混合信号分析仪示波器模块的硬件系统进行了研究与设计。首先完成了整个硬件系统平台的搭建，然后该平台为基础，重点实现了触发电路设计以及峰值检测电路设计，具体研究内容如下：
　　1．确定了整个系统的设计方案：主要包括了信号调理电路的设计、数据存储采集与控制电路设计、触发电路设计以及PCI接口电路设计方案。
　　2．具体介绍了触发电路的设计：首先重点讲述了触发信号调理电路的设计，主要包括了触发源选择电路，触发比较电路以及触发门限电平产生电路。然后根据已有的触发脉宽重点讲述了在FPGA内部是如何实现以下四种触发类型的，即：视频触发、脉宽触发、欠幅触发和交互触发。
　　3．重点讨论了峰值检测电路设计：首先介绍了峰值检测的意义，然后分别介绍了模拟式峰值检测和数字式峰值检测两种不同的实现方法。通过比较，最终本课题选择了数字式峰值检测，并对其具体实现进行了详细阐述。
　　混合信号示波器硬件系统设计完成后，进行了各部分电路及整机的调试与试验，通过不断的改进，最终试验结果表明各项指标和功能都达到了设计要求，基本实现了本课题的预期目标。

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第一章 绪 论

1.1 混合信号分析仪概述

1.2 国内外研究现状及发展趋势

1.3 本课题的任务与项目的主要性能指标

1.4 本论文的结构安排

第二章 系统总体设计

2.1硬件总体设计

2.2 设计方案

2.3 本章小结

第三章 触发电路设计

3.1 触发信号调理电路设计

3.2 触发类型

3.3 本章小结

第四章 峰值检测电路设计

4.1 峰值检测的意义

4.2 峰值检测实现方法

4.3 峰值检测模块

4.4 本章小结

第五章 硬件调试与测试

5.1 硬件调试

5.2 调试过程发现的问题及解决方法

5.3 测试方法与结果

5.4 本章小结

第六章 结 论

6.1 本文的主要贡献

6.2 下一步工作的展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果

附录