如图1所示,被测信号首先从通道1或通道2,由于两个通道接收到的模拟信号的幅值处于不稳定状态,必须经过调理电路处理成A/D转换电路可以接收的电压范围,否则会引起非常严重的后果。A/D转换电路可以把调理后的模拟信号经过采样、保持、量化、编码等过程后转换成数字信号,在S D R A M控制器的作用下送入F P G A芯片。在FPGA内置的NIOS的总体控制下,利用内部的FIFO进行缓冲和相应的数据处理。
在本设计中,DSP是整个示波卡数据处理和显示的核心,进行主要的数据处理,并且输出处理结果和相应的控制信号。FPGA在DSP发出的控制信号的作用下进行工作。DSP是一种高速的数字信号处理器,经过FPGA处理并保存于缓冲存储器中的数据,在 DSP控制信号作用下,将数据送入SDRAM中的原始缓冲区中。再经过DSP各种差值和滤波等算法的处理后,送入示波卡的显示缓冲区,用于在LCD屏上的波形显示。 2.1 前端调理电路和A/D采样的设计
一般A / D芯片允许输入的电压幅度都是固定的(-0.5v~+0.5v),由各种信号的衰减和放大以及电压偏置网络组成的预处理电路,负责把前端接收到的不稳定的模拟信号经过方法和衰减之后,稳定在允许输入的电压范围内。总体来说,前端预处理电路由两部分组成,一是由继电器和RC共同组成的衰减网络,既可以避免信号的失真又可以方便数字存储示波卡的基准调节;二是由两片运放AD8008组成的阻容匹配网络和驱动放大电路。AD8008是具有双通道、高性能、电流反馈型放大器,其具有超低失真和噪声特性,带宽为650MHz,并且具有宽电源电压范围(5V~12V)。