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目录一．数字存储示波器简介及设计思路 (3)2．实验设计原理 (5)三、系统各模块的简单说明 (5)四．最终实现功能说明 (8)五．实验设计实现功能模块具体分析 (9)六、实验硬件分配及总体仿真波形 (15)一、数字存储示波器简介及设计思路数字存储示波器是20世纪７０年代初发展起来的一种新型示波器。
这种类型的示波器可以方便地实现对模拟信号波形进行长期存储并能利用机内微处理器系统对存储的信号做进一步的处理，例如对被测波形的频率、幅值、前后沿时间、平均值等参数的自动测量以及多种复杂的处理。
而我们此次要设计的便是一种简易的数字存储示波器。
数字存储示波器可实现以下功能。
通过对来自信号源的信号进行采集（可分为实时取样和等效时间取样），将获得的值存储在内置RAM内，后期操作有对波形的显示、波形的测量（如测量频率、幅值、上升下降时延等）和波形处理（如双踪两波形的相加、相减、X-Y显示等等）。
其工作示意图如下所示：而我们设计的简易数字存储示波器实现的功能有对单一信道信号进行采样存储显示（分实时显示和存储后期调用显示）、对信号进行频率测量并显示数值、对波形进行上移、下移、扩展、收缩操作、示例波形演示（包括正弦波、锯齿波、方波）。
我们所用的硬件有实验箱上的高速的模数转换器TLC5510、FPGA芯片、单片机、LCD显示屏、FPGA内置RAM、外围扩展的RAM和键盘。
以下框图为实验箱硬件使用说明图：下移、扩展、收缩和测频的处理。
二、实验设计原理设计总体逻辑思路如下：系统开始工作时，通过按键选择是否开始检测波形，若是，则首先由频率检测器检测频率，然后根据测得的频率选择适当的采样频率。
信号源产生的信号通过A/D采样，采样结果保存在FPGA内置的存储器中。
待存储完一帧数据时进行输出到LCD上显示。
待显示100ms后暂停100ms以消除视觉暂留效应，然后准备下一帧数据的存储和显示。
如若需要存储波形，则在当前显示的同时，将采样得到的数据送往片外的SDRAM存储，直至存储结束或者存储容量达到上限。
数字存储示波器实验报告数字存储示波器实验报告引言：数字存储示波器是现代电子测量领域中常见的一种仪器。
它通过将模拟信号转换为数字信号，并进行存储和处理，能够更准确地显示和分析电路中的信号波形。
本实验旨在通过使用数字存储示波器，对不同信号的波形进行观测和分析，并探究其在电子实验中的应用。
一、实验原理：数字存储示波器的工作原理主要包括信号采样、信号转换和信号显示三个过程。
首先，示波器通过采样装置对模拟信号进行采样，将其转换为离散的数字信号。
然后，通过模数转换器将离散的信号转换为数字信号，并将其存储在示波器的存储器中。
最后，示波器通过显示器将存储的数字信号转换为波形图形进行显示。
二、实验步骤：1. 连接电路：将待测的电路与示波器进行连接，确保信号源与示波器的输入端正确连接。
2. 设置示波器参数：根据待测信号的特点，设置示波器的采样频率、触发方式和时间基准等参数。
3. 开始测量：打开示波器电源，观察显示屏上的波形图形，并对波形进行分析和测量。
4. 调整参数：根据需要，调整示波器的参数，如水平和垂直灵敏度、触发电平等，以获得更清晰和准确的波形图形。
5. 结束实验：关闭示波器电源，断开电路连接，整理实验器材。
三、实验结果：通过实验，我们得到了多个不同信号的波形图形，并进行了分析和测量。
以下是实验中得到的一些典型结果：1. 正弦波信号：我们首先对一个正弦波信号进行观测。
通过示波器的显示，我们可以清晰地看到波形的周期、幅度和相位等特征。
通过测量，我们还可以得到波形的频率和峰峰值等具体数值。
2. 方波信号：接下来，我们对一个方波信号进行观测。
方波信号具有明显的上升沿和下降沿，通过示波器的显示，我们可以观察到方波的占空比和频率等信息。
同时，我们还可以通过示波器的测量功能，得到方波的上升时间和下降时间等参数。
3. 脉冲信号：最后，我们对一个脉冲信号进行观测。
脉冲信号具有较短的脉宽和较高的幅度，通过示波器的显示，我们可以观察到脉冲信号的上升时间、下降时间和脉宽等特征。
数字存储示波器实验报告实验目的：1. 学习数字存储示波器的基本原理和使用方法。
2. 掌握数字存储示波器测量和显示波形的方法。
3. 理解数字存储示波器与模拟示波器的区别。
实验原理：数字存储示波器可以将模拟信号转换为数字信号，并通过数字方式存储和显示波形。
数字存储示波器使用的是采样信号方式，即每隔一段时间采集一次波形信号，将其转换成数字信号后保存在存储器中。
用户可以通过控制数字存储示波器的触发条件，来实现对特定波形的捕获和显示。
数字存储示波器与模拟示波器相比，具有很多优点。
例如，数字存储示波器可以使用自动测量功能，快速测量各种参数（如频率、周期、峰值等），并提供精确的数值结果。
数字存储示波器还可以捕获稀疏信号和故障信号，以及存储和重放波形，方便分析和调试。
实验步骤:1.将数字存储示波器接通电源，并将信号源与示波器连接。
调整信号源输出电压，并选择示波器的输入通道和延时/触发模式。
2.触发示波器并捕获波形。
通过控制示波器的触发条件和触发电平，调整示波器的采样时间和位置，以捕获特定波形的全部信息。
在捕获到波形后，用户可以对其进行保存和重放，也可以对波形进行缩放和移动，以便于更好地观察和分析。
3.测量波形的主要参数。
示波器可以通过内置的自动测量功能，对波形的主要参数（如峰-峰值、频率、周期、占空比等）进行快速测量。
用户还可以手动测量波形的特定参数，获得更加准确和具体的结果。
实验结果:通过本次实验，我们学会了数字存储示波器的基本原理和使用方法，并掌握了数字存储示波器测量和显示波形的方法。
我们还理解了数字存储示波器与模拟示波器的区别，并比较了它们的优缺点。
同时，通过实验数据的处理和分析，我们得到了电路波形的主要参数，并可以据此对电路性能进行分析和优化。
这对我们日后的电路设计和调试都非常有帮助。
![简易数字存储示波器设计报告[]](https://uimg.taocdn.com/149a33a32b160b4e777fcfb1.webp)
简易数字存储示波器设计报告摘要本设计分为四个模块,分别是:信号前向调整模块，数据采集模块，数据输出模块和控制模块。
信号前向调整模块采用高速低噪音模拟开关(MAX4545）和宽带运算放大器（MAX817)构成可编程运算放大器，对幅度不等的输入信号分别进行不同等级的放大处理.数据采集模块采用可编程器件（EPM7128SLC84—15）控制高速Ａ／Ｄ（TLC5510)对不同频率的输入信号分别以相应的采样速度予以采样，并将采样数据存在双口ＲＡＭ（IDT7132）中.数据输出模块采用另一片可编程器件（EPM7128SLC84—15）控制两片Ｄ／Ａ（DAC0800）分别输出采样信号和锯齿波，在示波器上以Ｘ－Ｙ的方式显示波形.控制模块以AT89C52单片机为控制核心，协调两片可编程器件的工作,并完成其它的测量,计算及控制功能.一．总体方案设计与论证:方案一：数字示波器采用数字电路，将输入信号先经过Ａ／Ｄ变换器，把模拟波形变换成数字信息,暂存于存储器中。
显示时通过Ｄ／Ａ变换器将存储器中的数字信息变换成模拟波形显示在模拟示波器的示波管上。
对于存储器的地址计数及数据存取可通过数字电路对时钟脉冲计数产生地址，并选通存储器来实现；对输入信号何时触发采集可通过模拟比较器及其它简单的模拟电路实现。
但是，这种方法的硬件电路过于复杂,调试起来也不方便，不利于系统的其它功能扩展，因而不可采取。
方案二：采用AT89C52单片机。
单片机软件编程灵活，自由度大。
可通过软件编程实现对模拟信号的采集,存储数据的输出以及各种测量，逻辑控制等功能。
但是，系统要求的频带上限为５０ＫＨＺ，根据采样定理，采样速度的下限为１００ＫＨＺ，需要用高速Ａ／Ｄ进行采样.假设单片机系统用12M的晶体振荡器作为系统时钟，那麽一条指令就需要1us或2us,根本无法控制Ａ／Ｄ高速工作.因此，单纯用软件是不可能实现该系统的。
方案三：采用AT89C52单片机作为控制核心，采用可编程器件(ALTERA公司的EPM7128SLC84—15）来实现对数字系统的控制。
数字存储示波器实验报告数字存储示波器实验报告引言：示波器是电子工程师和科学家们在实验室中经常使用的一种仪器，用于观察和测量电信号的波形。
传统的示波器采用模拟技术，但随着数字技术的发展，数字存储示波器逐渐取代了传统示波器的地位。
本实验报告将介绍数字存储示波器的原理、特点以及在实验中的应用。
一、数字存储示波器的原理数字存储示波器是通过将输入信号转换为数字信号进行处理和存储，然后再将数字信号转换为模拟信号输出，从而实现对波形的观察和测量。
其基本原理如下：1. 采样：数字存储示波器通过采样电路对输入信号进行采样，将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
采样频率越高，采样精度越高，可以更准确地还原原始信号的波形。
2. 数字化：采样后的信号经过模数转换器（ADC）转换为数字信号。
模数转换器将每个采样点的电压值转换为相应的数字代码，以便后续的数字处理和存储。
3. 存储：数字存储示波器使用内部存储器或外部存储介质（如硬盘、闪存等）对采样后的数字信号进行存储。
存储器的容量决定了示波器可以存储的波形长度。
4. 数字处理：存储的数字信号可以进行多种数字信号处理操作，例如平均、峰值检测、FFT变换等。
这些处理操作可以提取出信号的特征，帮助工程师进行更深入的分析和测量。
5. 数字到模拟转换：经过数字处理后，数字信号再通过数模转换器（DAC）转换为模拟信号，输出到示波器的显示屏上。
通过示波器的控制面板，用户可以观察和测量信号的波形、幅值、频率等参数。
二、数字存储示波器的特点与传统示波器相比，数字存储示波器具有以下特点：1. 高精度：数字存储示波器采用数字信号处理，可以实现更高的采样精度和分辨率，对细微的信号变化更敏感。
2. 大容量存储：数字存储示波器内置存储器容量较大，可以存储更长时间的波形数据。
这对于长时间的信号观察和分析非常有用。
3. 方便回放：数字存储示波器可以将存储的波形数据进行回放，以便工程师反复观察和分析。
这对于捕捉瞬态信号、故障诊断等应用非常重要。
简易数字存储示波器电子综合实验项目设计
简易数字存储示波器电子综合实验项目设计详述如下：本实验要
求设计一台简易数字存储示波器（以下简称DSO），完成对信号的观察、测量和分析。
DSO在两个不同时间尺度上对电子信号进行测量，以查看
信号的周期性变化。
它的典型用途包括检测波形的工作，分析低频信
号的幅度变化，检测瞬态信号的持续时间，跟踪数字电路的时间变化等。
本实验以AD8009-18G作为DSO的A/D转换器,该模块带有基于CPLD设计的熔丝接口和控制单元，用于控制和监控示波器工作状态。
此外，本实验将使用AT89C51作为微控制器，主要用来提供操作系统，通过HD44780液晶显示屏与用户进行交互，控制数据采集和存储。
另外，为了实现示波器多功能功能，本实验系统中还设有一个键
盘输入单元，用户可以通过该单元输入控制信号，以控制显示器的分
辨率和数据采集的时间等；同时，系统还集成了一个EEPROM，用于存
储系统参数，方便用户查看和修改参数。
本实验的最终目标是通过本实验的设计，使学生能够掌握示波器
所对应的原理，了解数字存储技术，熟悉相关芯片的操作，以及学d
习数字系统设计和控制等方面的知识。
数字存储示波器设计制作报告1．立项依据1.1.1课题研究的目的、意义：（1）课题研究的目的：①通过课题的研究进一步巩固所学的知识，同时学习课程以外的知识，培养综合应用知识的能力。
②锻炼动手能力与实际工作能力，将所学的理论与实践结合起来。
③培养团队精神，加强协作能力，增进同学间的友谊。
④尽力研究出预期成果，如有可能的话申报相关的知识产权，并使成果产业化。
（2）课题研究的意义：①研究过程本身可以使参与者得到极大的锻炼，为将来参加实际工作做好准备。
②研究的预期成果可以弥补现有示波器的不足，如能实现产业化，将在低档型方面有较大市场。
2．课题研究的主要内容及实施方案2.1.1课题研究的主要内容：本课题研究的主要内容是如何建立一套可存储虚拟示波器系统，其具体组成为：①硬件系统：硬件系统由计算机硬件系统和外部硬件系统组成。
这里主要研究外部硬件系统，其主要目标是实现数据采集、AD转换、数据缓冲及压缩、数据存储、向计算机系统传输。
②软件系统：软件系统的主要任务是通过计算机硬件系统读取由外部硬件设备传输来的数据，进行解压、变换、排除干扰信号、将波形显示在显示器上，并进行波形的存储、打印与分析。
在实现以上基本功能的前提下，还可以进行进一步的扩展国，如硬件系统性能的担高、成本的降低、体积重量的减小、接口的扩展；软件系统功能的完善、用户界面的改进、数据的格式化、网络化，最终目标是产业化。
2.1.2实施方案：本系统实施方案如下页图一所示：2.1.3工作条件：信号源、单片机编程器、普通数字示波器、带RS －232串口的计算机系统。
随着工作的进展对实验条件的要求可能会有所变化。
3．问题的分析与几种主要实施方案的讨论3.1.1问题的分析本课题的主要问题在于模拟信号向数字信号的转换。
为了测试高频模拟信号，必须采用高速的模数转换技术。
采样定理指出，要不失真地复现输入信号，采样频率必须大于等于输入信号频率上限的二倍，但在实际工作中，要得到较理想的输入信号的波形，在输入信号的每个周期必须采十个以上的数据点。
简易数字存储示波器摘要：本系统基于数字存储示波器的工作原理，采用高速数据采集和数据处理技术，以微控制器（MCU）和可编程逻辑器件（FPGA）为核心，由模拟通道信号调理、触发控制、数据采集、数据处理、波形显示和人机接口等功能模块组成。
此存储示波器既具有一般示波器实时采样显示的功能，又可以对某段瞬时波形进行即时存储和连续回放显示。
整个设计实现了存储示波器的功能要求，达到了较高的性能指标。
关键字：数字存储；示波器；FPGA一．系统总体方案设计与论证（汉字“一、二、三、……”作为序号时，其后应用顿号，即“一、”下同）1．方案比较与选择数字存储示波器整体结构由三个部分组成：数据采集、波形存储和波形回放。
方案一：纯单片机方式。
有（由）单片机、A/D转换器、D/A转换器及存储器等组成系统，单片机承担所有的逻辑和时序控制。
这种方案要求单片机除了完成基本的处理分析任务以外，还需要完成信号的采集、存储、显示等控制与变换工作。
其优点在于系统规模小，有较大的灵活性，在低频示波示有明显的优势，但是不适宜于观察高速信号或复杂信号，难以达到题目要求。
方案二：FPGA方式。
FPGA/CPLD或带有IP核的FPGA/CPLD完成采集、存储、显示及A/D、D/A转换等功能，由IP核实现人机交互及信号测量分析等功能。
这种方案的优点在于系统高度集成、结构紧凑、可以实现复杂测量与控制、操作方便；缺点是调试过程繁琐、难度大，难以在短时间完成系统设计。
方案三：单片机与FPGA结合方式。
即用单片机完成人机界面、系统控制、信号分析、处理变换等，而用FPGA完成采集控制逻辑生成相应控制时序，这种方案结合了单片机的处理能力和FPGA的高速性能，兼顾了前两个方案的优点。
同时大多数的FPGA里面都带有置的EAB存储阵列，相应的开发工具软件也提供了部SRAM的宏模块，可以方便的（地）将波形数据RAM置于FPGA部，省去了外部RAM 电路。
综合考虑和比较上述几种方案，我们选择第三种方案来实现我们的系统设计。
简易数字存储示波器实验报告基于FPGA的简易数字存储示波器的设计ⅰ.数字存储示波器的介绍和设计思路ⅱ。
实验设计原则三。
系统模块四简述。
最终实施功能描述八。
实验设计实现功能模块具体分析9六.实验硬件和整体仿真波形的分配15数字存储示波器简介及设计思路数字存储示波器是XXXX早期开发的一种新型示波器。
这种示波器可以方便地实现模拟信号波形的长期存储，并且可以通过使用机内微处理器系统进一步处理存储的信号，例如自动测量参数，例如频率、幅度、前后沿时间、平均值等。
和各种复杂的过程。
这次我们将设计一个简单的数字存储示波器。
数字存储示波器可以实现以下功能。
通过从信号源收集信号(可分为实时采样和等效时间采样)，获得的值存储在内置的随机存取存储器中。
后期操作包括波形显示、波形测量(如测量频率、幅度、上升和下降时间延迟等)。
)和波形处理(例如两个波形的加法、减法、X- 3，以及系统的每个模块的简要描述...............六.实验硬件和整体仿真波形的分配15数字存储示波器简介及设计思路数字存储示波器是XXXX早期开发的一种新型示波器。
这种示波器可以方便地实现模拟信号波形的长期存储，并且可以通过使用机内微处理器系统进一步处理存储的信号，例如自动测量参数，例如频率、幅度、前后沿时间、平均值等。
和各种复杂的过程。
这次我们将设计一个简单的数字存储示波器。
数字存储示波器可以实现以下功能。
通过从信号源收集信号(可分为实时采样和等效时间采样)，获得的值存储在内置的随机存取存储器中。
后期操作包括波形显示、波形测量(如测量频率、幅度、上升和下降时间延迟等)。
)和波形处理(如加法、减法和双迹X两种波形)。
我们设计的简易数字存储示波器具有单通道信号的采样、存储和显示(包括实时显示、存储和后期调用显示)、信号的频率测量和数值显示、波形的向上、向下、扩展和收缩以及采样波形的演示(包括正弦波、锯齿波和方波)等功能。
我们使用的硬件包括实验箱上的高速模数转换器TLC55。
存储示波器设计报告摘要：引言：任务：设计并制作一台存储示波器基本要求：1、单次触发存储示波器。
2、输入阻抗大于100K，垂直分辨率32级/DIV。
3、要求设计02S/DIV，02MS/DIV两档扫速，仪器频率范围DC~~50KHZ。
4、要求设置01V/DIV，1V/DIV两档灵敏度。
5、采用内触发方式，要求用上升沿，触发方式可调。
发挥部分：1、增加连续触发存储方式。
2、增加双综示波器功能。
3、增加水平移位扩展功能。
4、垂直灵敏度增加001V/DIV。
一、方案比较与论证1、采样方式的确定在信号存储之前，我们必须对被采样信号进行采样量化，对信号采集开始，由控制中心发出控制信号，指令前向通道的采样方式，因此我们需要确定在前向通道中对输入信号的采样方式。
方案一：实时采样。
在信号存在期间对其采样，根据采样定理可知采样信号频率必须高于最高分量的2倍。
方案二：非实时采样即等效时间采样。
这是对周期信号的一种采样方式，它可以分为顺序采样和随机采样，顺序采样是对每个周期仅采样一点，经过若干个周期后就可以对信号的各个部分采样一次，借助步进延迟的方法使这些点均匀的分布在信号波形的不同位置，用此法可是信号还原。
比较以上两种方式等效时间采样方式虽然可以对很高频率的信号进行采样，但是步进延时的采样技术是较难实现的，再者赛题要求单次信号测量，非实时采样是无法使波形还原的，其次赛题要求测量的最高频率是50KHZ，现在使用的A/D 速度是无法实现一个周期信号采样20个样点的，因此选用实时采样方式。
2、控制器件的选择在确定好实时采样方式下方案一：用超大规模集成电路实现，选用可编程器件CPLD为控制器。
方案二：用单片机（MCS-51系列芯片8位机）来实现。
方案三：用单片机和可编程器件CPLD共同实现。
比较以上的三种方案：方案一可编程器件工作速度快，为us量级，可以满足对赛题中要求的最高采样速度，但是硬件量大，设计复杂并且难度大，在有限的时间里，可能不能按期完成设计任务。
课程设计报告课程名称综合电子设计题目简易数字示波器指导教师起止日期系别自动化专业自动控制学生姓名班级/学号成绩摘要本系统由CPLD，单片机控制模块，键盘，LED，幅度控制模块，低通滤波模块组成，采用当前主流DDS 技术完成，能产生从1HZ-260KHZ 正弦波，方波，三角波以及这三种同频率波的线性组合，失真度限制在6%之内。
一、功能介绍1. 具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的性能。
2. 用键盘输入编辑生成上述三种波形（同周期）的线性组合波形。
3. 输出波形频率范围为1Hz~200kHz（非正弦波频率按10 次谐波计算；重复频率可调，频率步进间隔1Hz。
）4. 输出波形幅度范围0～5V（峰-峰值），可按步进为0.1V（峰-峰值）。
5. 具有显示输出波形种类、重复频率（周期）和幅度的功能。
6. 增加稳幅输出功能，当负载变化时，输出电压幅度变化不大于±3％（负载变化范围：100Ω~∞）。
二、方案论证与比较常见信号源的制作方法有：方案一：采用锁相式频率合成。
将一个高稳定度和高精确度的标准频率经过加减乘除的运算产生同样稳定度的大量离散频率技术，它在一定程度上既要频率稳定精确，又要频率在很大范围内可变的矛盾。
但频率受VCO 可变频率范围的影响，高低频率比不可能做的很高，而且只能产生方波和正弦波。
方案二：采用模拟奋力元件或单片压控函数发生器MAX0832，可产生正弦波，方波，三角波，通过调整外部元件可改变输出频率，但采用模拟器件由于元件分散性太大，即使使用单片函数发生器，参数也与外部元件有关，外接的电阻电容对参数影响很大，不能实现波形运算输出等智能化的功能。
方案三：采用DDFS，即直接数字频率合成技术，以Nyquist 时域采样原理为基础，在时域中进行频率合成，它可以快速转换频率，频率，相位，幅度都可以实现程控，便于单片机控制，所以，本系统采用此方案。
三、系统设计系统总体设计方框图：系统设计方案：1、实现A/D芯片的模数转换功能，通过keil的watch窗口观察ADC0读取的数据的变化。
数字存储示波器设计制作报告孙吉吉孙士友周洪亮（控制科学系0004101）指导教师：蔡惟铮1．立项依据**课题研究的目的、意义：（1）课题研究的目的：①通过课题的研究进一步巩固所学的知识，同时学习课程以外的知识，培养综合应用知识的能力。
②锻炼动手能力与实际工作能力，将所学的理论与实践结合起来。
③培养团队精神，加强协作能力，增进同学间的友谊。
④尽力研究出预期成果，如有可能的话申报相关的知识产权，并使成果产业化。
（2）课题研究的意义：①研究过程本身可以使参与者得到极大的锻炼，为将来参加实际工作做好准备。
②研究的预期成果可以弥补现有示波器的不足，如能实现产业化，将在低档型方面有较大市场。
**现状分析：示波器在电子、电气、控制等领域应用十分广泛。
随着计算机技术的发展，数字示波器已经实现与计算机互联、共享数据，但市场现有的示波器也有诸多不足，如价格昂贵、体积重量偏大、携带不方便等，而齐全的功能在很多的场合并不一定能够得到充分的应用。
本课题所研究的可存储虚拟示波器定位为低档型，即在性能上只需满足大多场合的基本应用，努力实现小型化，价格尽可能低廉，这样在财力有限的小用户（电子爱好者、小型企业）中能够普及，在大用户的使用中发挥便携性强的优势，与高档示波器配合使用，互相取长补短。
2．课题研究的主要内容及实施方案**课题研究的主要内容：本课题研究的主要内容是如何建立一套可存储虚拟示波器系统，其具体组成为：①硬件系统：硬件系统由计算机硬件系统和外部硬件系统组成。
这里主要研究外部硬件系统，其主要目标是实现数据采集、AD 转换、数据缓冲及压缩、数据存储、向计算机系统传输。
② 软件系统：软件系统的主要任务是通过计算机硬件系统读取由外部硬件设备传输来的数据，进行解压、变换、排除干扰信号、将波形显示在显示器上，并进行波形的存储、打印与分析。
在实现以上基本功能的前提下，还可以进行进一步的扩展国，如硬件系统性能的担高、成本的降低、体积重量的减小、接口的扩展；软件系统功能的完善、用户界面的改进、数据的格式化、网络化，最终目标是产业化。
数字存储示波器实验报告数字存储示波器实验报告引言：示波器是电子工程师和科学家在测量和分析电信号时不可或缺的工具。
传统的示波器使用模拟技术，但随着技术的发展，数字存储示波器逐渐取代了传统示波器的地位。
数字存储示波器通过将信号转换为数字形式进行处理和存储，具有更高的精确度和更多的功能。
本实验旨在探究数字存储示波器的原理和应用。
一、实验目的本实验旨在：1.了解数字存储示波器的原理和工作方式；2.掌握数字存储示波器的基本操作方法；3.熟悉数字存储示波器的应用场景。
二、实验原理数字存储示波器是通过将输入信号转换为数字形式进行处理和存储的。
它由输入部分、采样部分、数字处理部分和显示部分组成。
1.输入部分输入部分负责接收待测信号，并将其转换为电压形式。
通常使用探头将待测信号与示波器连接，探头会将信号转换为与示波器输入电路兼容的电压信号。
2.采样部分采样部分负责对输入信号进行采样。
数字存储示波器通过采样率来确定每秒采样的次数。
采样率越高，示波器对信号的还原能力越好。
3.数字处理部分数字处理部分负责将模拟信号转换为数字信号，并进行处理和存储。
它包括模数转换器（ADC）和数字信号处理器（DSP）。
ADC将模拟信号转换为数字信号，DSP对数字信号进行处理和存储。
4.显示部分显示部分负责将处理后的数字信号转换为可视化的波形图。
数字存储示波器通常使用液晶显示屏或计算机显示屏来显示波形图。
三、实验步骤1.连接示波器和待测信号：将示波器的探头连接到待测信号源上，确保连接正确且稳定。
2.设置示波器参数：打开示波器，并根据需要设置采样率、时间基准、触发模式等参数。
这些参数将影响示波器对信号的采样和显示。
3.观察波形图：示波器将采样和处理后的信号转换为波形图显示在屏幕上。
通过观察波形图，可以分析信号的频率、振幅、相位等特征。
4.测量信号参数：示波器可以提供多种测量功能，如测量频率、周期、峰峰值、有效值等。
根据需要选择相应的测量功能，并进行测量。
数字示波器的实验报告数字示波器的实验报告引言数字示波器是一种广泛应用于电子测量领域的仪器，它能够将电信号转换为数字形式，并通过显示器以波形的形式展现出来。
本次实验旨在探究数字示波器的原理、使用方法以及其在电路实验中的应用。
一、数字示波器的原理数字示波器的工作原理基于模拟信号的采样和数字化处理。
首先，模拟信号经过采样电路，将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
然后，数字信号通过模数转换器（ADC）转换为数字形式，进一步经过处理和存储后，最终通过显示器以波形的形式呈现出来。
二、数字示波器的使用方法1. 连接电路与示波器：首先，将示波器的探头连接到待测电路的信号输出端，确保连接正确且牢固。
同时，将示波器的接地线连接到电路的接地点，以确保测量的准确性和安全性。
2. 设置示波器参数：根据待测信号的特点和实验需求，设置示波器的时间基准、垂直灵敏度、触发条件等参数。
通过调整这些参数，可以获取到合适的波形显示效果。
3. 观察波形：通过示波器的显示屏，可以实时观察到待测信号的波形。
根据波形的特点，可以判断电路的工作状态、频率、幅度等信息。
4. 测量信号参数：示波器可以提供一系列测量功能，如测量频率、周期、占空比、峰峰值等。
通过这些测量功能，可以对待测信号进行更加精确的分析和评估。
三、数字示波器在电路实验中的应用1. 波形分析：通过数字示波器，可以直观地观察到电路中的信号波形，从而判断电路的工作状态和稳定性。
例如，在电路调试过程中，可以通过观察波形来判断是否存在信号失真、噪音干扰等问题。
2. 信号生成与触发：数字示波器不仅可以接收外部信号进行分析，还可以通过内置的信号发生器生成特定的测试信号。
同时，示波器还提供了多种触发方式，如边沿触发、脉冲触发等，可以帮助用户捕捉到特定的信号波形。
3. 故障诊断：当电路发生故障时，数字示波器可以帮助我们找到故障点。
通过观察信号波形的变化，可以判断故障是由哪个部件引起的，从而进行修复或更换。
数字存储示波器的使用实验报告篇1示波器的使用预习思考题1.示波器的功能是什么?2.扫描同步如何理解?3.什么是李萨如图?1.电子示波器是用来直接显示，观察和测量电压波形机器参数的电子仪器。
2.用每一个触发脉冲产生于同触发电压所对应的触发信号的同相位点，故每次扫描起点会准确地落在同相位点于是每次扫描的起始点会准确地落在同相位点，于是每次扫描出的波形完全重复而稳定地显示被测波的波形。
就是触发扫描实现同步的原理。
3.当示波器在Y轴与X轴同时输入正弦信号电压且他们的频率式简单的整数比时荧光屏上出现各式各样的图形这类图形称作“李萨如图”实验数据记录实验仪器：YB4320F双追踪示波器，SG1642函数信号发生器实验步骤：1.用示波器观察信号波形(1)调节扫描旋钮，使示波器的扫描线至长短适当的稳定水平亮线(2)将信号发生器接到ch1或ch2输入上，频率选用数百或数千赫兹方式开关及触发源开关的位置与信号输入通道一致的出稳定的波形。
(3)改变输入信号电压的波形，如正弦波，三角波，方波调节扫描微调，以得到2个。
(4)可以在调节其他该扫描熟悉示波器2.用李萨如图测定频率(1)当示波器在Y轴与X轴同时输入正弦信号电压，且他们的频率式简单的整数比的的荧光屏上出现各种形式的图形，这类图形称作“李萨如图”(2)当fg:fx=1:1时输入fg=50hz.fx=50hz，绘出一种李萨如图(3)当fg:fx=1:2时输入fg=300hz.fx=200hz，绘出一种李萨如图。
思考题1.示波器为接通前，有那些注意事项?2.波形不稳定时，应调节那个旋钮?3.为了观察李萨如图，应该怎样设置按钮?4.欲关闭示波器，首先应把那个旋钮扭到最小?1、确定是否接地2、是否正确连接探头3、查看所有的终端额定值4、在是使用一个通道的情况下触发源选的通用一致5、应调节水平微调使之稳定，再调节CH通道6、首先示波器应该在XY轴输入正弦电压，且加上fg与fx上的频率成整数比7、将示波器探头脱开测量电路，将输入选择开关，达到接地位置，关机，如果是模拟示波器的话，需要将聚集旋钮和亮度旋钮调低，然后在关闭电源。
简易数字存储示波器
(2011年全国电子设计大赛)
设计任务及要求：
1、设计并制作一台用普通示波器显示被测波形的简易数字存储示波器，示意图如下：
2、基本要求
（1）要求仪器具有单次触发存储显示方式，即每按动一次“单次触发”键，仪器在满足触发条件时，能对被测周期信号或单次非周期信号进行一次采集与存储，然后连续显示。
（2）要求仪器的输入阻抗大于100kΩ，垂直分辨率为32级/div，水平分辨率为20点/div；设示波器显示屏水平刻度为10div，垂直刻度为8div。
（3）要求设置0.2s/div、0.2ms/div、20μs/div三档扫描速度，仪器的频率范围为DC～50kHz，误差≤5%。
（4）要求设置0.1V/div、1V/div二档垂直灵敏度，误差≤5%。
（5）仪器的触发电路用内触发，要求上升沿触发、触发电平可调。
（6）观测波形无明显失真。
3、发挥部分（1）增加连续触发存储显示方式，在这种方式下，仪器能连续对信号进行采集、存储并实时显示，且具有锁存（按“锁存”键即可存储当前波形）功能。
（2）增加双踪示波功能，能同时显示两路被测信号波形。
（3）增加水平移动扩展显示功能，要求存储深度增加一倍，并且能通过操作“移动”键显示被存储信号波形的任一部分。
（4）垂直灵敏度增加0.01V/div档，以提高仪器的垂直灵敏度，并尽力减小输入短路时的输出噪声电压。
方案选择及设计理念：
数字存储示波器系统由信号调理电路、采样保持电路、触发电路、A/D、D/A、X输出电路、Y输出电路、控制处理器等组成。
下图所示为数字存储示波器的原理框图。
每隔一端时间对输入的模拟信号进行采样然后经过A/D转换，把这些数字化后的信息按一定的顺序存入RAM中，当采样频率走高时，就可以实现信号的不失真存储。
当需要观察这些信息时，只要以合适的频率把这些信息从存储器RAM中按原顺序取出，经D/A转化和LPF滤波后送至示波器就可以观察到稳定的还原后的波形。
方案讨论：
采样方式的选择
本题要求的单次信号测量，需采用实时采样；要求最高信号频率为50KHZ,为使该频率下每个周期内有20个采样点，就要求最高采样速率为1MHZ，A/D转换速率1Ms/s，在目前市场条件下满足1MHZ采样速率的A／D无论技术条件还是价格都不是困难的。
因此选用实时采样方式，A/D转换速率1Ms/s。
控制器的选择
对控制器的要求：（1）采集速率：高达1000kHz(1 μ s)，低至20ms；（决定于扫描速度）。
（2）样点恢复速率：10kHz；
（3）程控增益：V/div，0.1V/div，0.01V/div。
（4）采用八位计数器来控制采样以及数据存储。
技术指标初步分配
（1）信号通道
前向通道（采集、存储）≤2.5%
后向通道（恢复）≤2%
2.5% + 2% = 4.5% ≤5%
（2）时基（时间基线、扫描速度）
控制信号（采样时钟）误差忽略不计
扫描电压及输出电路≤2%
部分电路设计
简易DSO划分为3个部分:
Y 通道（前、后向通道）、X通道和控制器前向通道作用：对被测信号进行调理、量化，并将量化结果写入存储器，以备显示之用，它是核心部分。
（初步构思）下图为前向通道的系统框图。
下图是前向通道中的前半部分电路几个部分分路，包括LF353、程控增益电路以及低通滤波器电路。
输入电路：
程控增益电路、低通滤波器：
前向通道：
若给该部分加一个正弦波信号的话，信号由输入端进入经LF353进入后，再进入程控增益电路。
电压跟随比较电路输入阻抗可高达500KΩ，可以减小输入信号的衰减。
程控放大电路实际就是一个反相器。
然后，信号再经低通滤波器后输出，得到的输入—输出波形如下图所示。
图为完整的前向通道，包括信号调理电路、程控增益电路、低通滤波器及电平移位电路、触发电路。
S1 校零，S2校满度
前向通道通道性能分析；双踪显示；触发电路。
输入电路
要求: R i’≥100kΩ，输入噪声电压影响；采用跟随器做输入电路。
输入电阻（阻抗）对被测系统的影响，Z越高，影响越小。
实际电路图及输入的正弦波形：
取R≥ 100kΩ，运算放大器LF353 。
初步核算：输入电阻R i’=R// R i ≈ R ≈ 100kΩ；输入端噪声电压3.6nV，而最高灵敏度时的测量分辨力为312μV，3.6nV，312μV。
信号调理电路
作用：使信号符合A/D输入的要求，即对大信号进行衰减，对小信号进行放大。
（预计A/D输入≤2V）
增益计算：输入幅度灵敏度×8div 8V，0.8V，0.08
增益0 . 25， 2 . 5，25（由程控实现）
程控开关Sn ：须是模拟开关，选择集成开关MAX4501；增益调节电阻Rnn：模拟开关的内阻计人其中；补偿电容：改善通道频响特性。
具体在软件中的实际电路及仿真波形如下：
低通滤波器
作用：消除掉有用信号之外的无用分量。
运算放大器构成有源低通滤波器，实际电路图及输入波形后的仿真如下图：
电平移位电路
为了适应A／D的要求，在进行模数转换之前必须将双极性信号通过电平移位为单极性的，设计中将其移位为正极性信号。
电路图及仿真图如下：
假设A/D要求+极性输入电压，而此前电路输出±极性电压。
前向通道性能分析
内容：频率特性的模拟、元器件参数的影响、环境温度的影响。
前向通道频率特性的模拟。
结果-3dB带宽80kHz〉50kHz 满足设计要求。
触发电路
作用：在满足触发条件时开始对采集的数据按规定的起点地址进行存储和显示。
要求：内触发、正沿、触发电平可以调节。
实际电路如下图所示：
后向通道电路：
后向通道电路是将存储的数字信号恢复为模拟信号并作用于普通示波器的Y输入端而且要向通用示波器提供相应扫速和幅度的扫描电压，使被测信号按原来的时间关系进行显示，并能实现水平移动扩展显示。
数据存储电路：
A/D对被测信号的量化结果为数字量，存储在数据存储器中，选用芯片62256，62256是32K的低功耗静态RAM存储器.
控制器的设计：
控制器的作用：控制、数据处理；控制器的组成：控制器自身、人机接口。
用一片A/D转换器、一片存储器和一片D/A转换器，以高速率切换模拟开关实现对两路模拟信号的采集。
存储时两路波形数据分别存放在存储器的奇、偶地址。
回放时把存储器内的波形数据按顺序读出，输出时同样以高速率切换模拟开关实现双踪显示。
AD/DA转换电路：
ADC 0808是CMOS器件，不仅包括一个8位的逐次逼近型的ADC部分，而且还提供一个8通道的模拟多路开关和通道寻址逻辑，因而有理由把它作为简单的“数据采集系统”。
利用它可直接输入8个单端的模拟信号分时进行A/D转换，在多点巡回检测和过程控制、运动控制中
应用十分广泛。
DA转换电路：
芯片的选择DAC0808
DAC0832是采用CMOS工艺制成的单片直流输出型8位数/模转换器。
电路利用CMOS电流开关和控制逻辑来取得最少的电能损耗和最小的输出泄露电流误差。
特殊的电路也能提供TTL逻辑输入电压的水平兼容。
功能仿真：C1电压波形
数码管显示：
设计电路总图：
参考文献：
1.《基于PROTEUS的电路及单片机设计与仿真》周润景著北京航空航天大学出版社
2、《模拟电子技术》—童诗白华成英著高等教育出版社
3.《全国大学生电子设计训练精选》王振红著化学工业出版社
4.《实用电路300例》武义伟汪河编著电子工业出版社1983.9
5.《电子设计竞赛赛题解析》黄正瑾主编.—南京：东南大学出版社，2003.5
6.《电子线路设计实验》谢自美主编.—武汉：华中科技大学出版社（第二版）
7. 《全国大学生电子设计竞赛系统设计.北京航空航天大学出版社》.黄智伟.2006.12。
