基于性能夠用、體積夠小的原則,本項目設計的示波器解決了以下幾個問題:
(1)利用新穎的設計取代了傳統(tǒng)示波器中必需的繼電器,而同樣實現(xiàn)DC/AC耦合的電切換,體積很小;
(2)實現(xiàn)了很高的輸入阻抗和很小的輸入電容;
(3)主控采用了功能強大,外設豐富,功耗低的TMS320F28033,簡化了系統(tǒng)設計,減小了體積,有助于設計最終實現(xiàn)了真正的袖珍與便攜。
系統(tǒng)方案
主控TMS320F28033負責控制液晶和觸摸輸入,即“人機界面”。使用GPIO模擬8080總線控制液晶,使用具有輸入輸出功能的AIO以及內(nèi)部ADC實現(xiàn)觸摸輸入。通過SPI與FPGA交換數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行處理和顯示。系統(tǒng)的數(shù)字校準也是在其中完成的。同時還有檢測電源電壓的功能。FPGA把高速ADC輸出的數(shù)據(jù)流存儲在內(nèi)部SRAM中,通過PWM控制輸出占空比,濾波后以其直流電平控制壓控增益放大器的增益,通過IO控制模擬開關的通斷實現(xiàn)DC/AC耦合的切換。FPGA內(nèi)部邏輯實現(xiàn)了信號的觸發(fā)控制,通過SPI把數(shù)據(jù)傳送到TMS320F28033!
信號進入系統(tǒng),先后經(jīng)過跟隨保持、直流/交流耦合、程控增益放大、帶寬限制濾波器,再進入高速ADC——ADS62P22。為了防止頻譜混疊,對輸入高速ADC的信號使用阻容網(wǎng)絡進行了帶寬限制。低通阻容網(wǎng)絡的輸入帶寬是20MHz。