0020]進一步地,所述控制系統(tǒng)連接有高速DA轉換器15,所述高速DA轉換器15進行數(shù)模轉換后輸出模擬信號,且其連接有幅度調節(jié)電路16,所述幅度調節(jié)電路16連接有濾波器17,模擬信號由幅度調節(jié)電路16進行輸出幅度調節(jié)后,再經(jīng)濾波器17平滑濾波后通過信號接口 2輸出。
[0021]所述按鍵系統(tǒng)4與控制系統(tǒng)5相通信,通過輸入操作命令控制電路系統(tǒng)3工作,其包括調節(jié)旋鈕 401、TRIGGER 按鍵 402、SAVE/SAMPLE 按鍵 403、METER 按鍵 404、SCOPE 按鍵405、WAVE按鍵406、MENU按鍵407、方向按鍵408以及四個功能按鍵Fl按鍵409、F2按鍵410、F3按鍵411與F4按鍵412。
[0022]所述調節(jié)旋鈕401與幅度調節(jié)電路16相連接,用于控制幅度調節(jié)電路16輸出的信號幅度,所述TRIGGER按鍵402與觸發(fā)電路12相連接,用于控制觸發(fā)電路12的工作,所述SAVE/SAMPLE按鍵403與模式切換電路11相連接,用于切換系統(tǒng)的信號采樣與儲存功能。
[0023]所述盒體I呈長方體構造,所述電路系統(tǒng)3安裝在盒體I內,所述顯示器6安裝在盒體I中間位置處,所述信號接口 2安裝在盒體I右側,所述盒體I頂部右側連接有手帶101和開關102,左側連接有鉤孔103,所述信號接口 2連接有保護套201,所述保護套201上連接有掛鉤202,在不使用時保護套201罩住信號接口,掛鉤202鉤住鉤孔103防止其掉落,所述盒體I背面連接有支撐架104。
[0024]所述信號接口 2連接有信號輸入端口 CH1203、信號輸入端口 CH2204、波形輸出端口 205、地線端子206與兩個波形矯正端子207。
[0025]所述四個功能按鍵Fl按鍵409、F2按鍵410、F3按鍵411與F4按鍵412依次分布在顯示器6下方,所述MENU按鍵407、SCOPE按鍵405、METER按鍵404、WAVE按鍵406與TRIGGER按鍵402依次分布在顯示器6右側,所述調節(jié)旋鈕401、SAVE/SAMPLE按鍵403與方向按鍵408分布在顯示器6左側。
[0026]所述控制系統(tǒng)5包括FPGA處理器7、振蕩電路19、FLASH模塊20與SRAM儲存器21,所述FPGA處理器7內部構建有PLL時鐘701,為系統(tǒng)提供基準時鐘,所述FPGA處理器7內部構建有FIF0_A緩沖模塊702、FIF0_B緩沖模塊703與RAM緩存模塊704,用來實現(xiàn)與外設的數(shù)據(jù)傳輸,所述FPGA處理器7內部構建有控制頂層705、操作命令檢測底層706與功能調用底層707,用來完成FPGA處理器7控制系統(tǒng)工作、處理數(shù)據(jù)的內部邏輯實現(xiàn),所述FPGA處理器7內部構建有ROM波形表708,用來存放發(fā)生波形的數(shù)據(jù)。
[0027]所述PLL時鐘701經(jīng)倍頻后送入時鐘分頻模塊709,所述時鐘分頻模塊709為觸發(fā)電路12和控制頂層705提供不同的時鐘源,所述操作命令檢測底層706與按鍵系統(tǒng)4通信,其接收來按鍵系統(tǒng)4的命令信息傳送給命令處理底層710,所述命令處理底層710對命令信息進行分類處理后,傳輸給控制頂層705,控制頂層705將命令信息傳輸給功能調用底層707,功能調用底層707驅動波形發(fā)生底層711、示波器顯示底層712、萬用表顯示底層713、函數(shù)信號發(fā)生器顯示底層714、菜單界面顯示底層715、波形存儲顯示底層716與外設驅動底層717工作,實現(xiàn)相應的功能。
[0028]所述外設驅動底層717驅動高速DA轉換器15、高速AD轉換器13與DDR2存儲器14工作,所述波形發(fā)生底層711讀取ROM波形表708的波形數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)存入RAM緩存模塊704,RAM緩存模塊704將數(shù)據(jù)傳輸給高速DA轉換器15,所述波形存儲顯示底層716與DDR2存儲器14之間存在數(shù)據(jù)通信。
[0029]所述示波器顯示底層712、萬用表顯示底層713、函數(shù)信號發(fā)生器顯示底層714、菜單界面顯示底層715與波形存儲顯示底層716均將數(shù)據(jù)存入FIF0_B緩沖模塊703,F(xiàn)IF0_B緩沖模塊703將數(shù)據(jù)傳輸給SRAM存儲器21,SRAM存儲器21再將數(shù)據(jù)傳輸給顯示器6,同時,上述各底層使能顯示器驅動底層718驅動顯示器6工作。
[0030]本發(fā)明具有信號采樣存儲顯示、電壓測量顯示、波形發(fā)生的功能。
[0031]使用時,用戶右手插入盒體與手帶之間,握住盒體右側,打開開關后系統(tǒng)進入工作狀態(tài),使用示波器探頭接入信號接口進行信號采樣存儲與電壓測量顯示,信號接口上的信號輸入端口 CHl與信號輸入端口 CH2為本發(fā)明提供兩路信號測量通道;信號接口上的波形輸出端口接入函數(shù)信號發(fā)生器探頭實現(xiàn)發(fā)生波形的輸出;顯示器用來做系統(tǒng)界面,其顯示各種輸入的操作命令以及完成系統(tǒng)所需功能的顯示,按鍵系統(tǒng)用做系統(tǒng)的操作面板,按下MENU按鍵時,進行系統(tǒng)界面菜單設置,功能按鍵Fl按鍵、F2按鍵、F3按鍵與F4按鍵用來完成相應的菜單命令設置;按下SCOPE按鍵時,系統(tǒng)進入信號采樣存儲顯示狀態(tài),按下TRIGGER按鍵觸發(fā)系統(tǒng)采集信號,此時SAVE/SAMPLE按鍵可使系統(tǒng)在信號采樣顯示與存儲顯示兩個狀態(tài)之間切換,方向按鍵的上、下鍵可以調節(jié)信號顯示時的水平位移,左、右鍵可以調節(jié)信號顯示時的周期;按下METER按鍵時,系統(tǒng)進入電壓顯示測量狀態(tài),顯示器直接顯示所測的電壓值,不需像示波器一樣從波形中讀取計算出電壓值;按下WAVE按鍵,系統(tǒng)進入波形發(fā)生的狀態(tài),旋動調節(jié)旋鈕調節(jié)輸出波形的幅度,顯示器顯示出所發(fā)生波形的幅值與頻率,此時,方向按鍵用于調節(jié)輸出波形的頻率;當使用完畢后,為防止信號接口沾染灰塵,對電路系統(tǒng)造成短路,用戶可以使用保護套罩住信號接口,當用戶不想使用手持方式握住盒體時,可以將盒體背面的支撐架撐開用以支撐盒體,這樣本發(fā)明就可以放置在桌面上使用。
[0032]信號采樣存儲顯示的原理為:控制系統(tǒng)的操作命令檢測底層實時檢測按鍵系統(tǒng)輸入的操作命令,按下SCOPE按鍵后,命令處理底層從操作命令檢測底層獲取信號采樣存儲命令信息,將其傳送給控制頂層,控制頂層將命令信息傳送給功能調用底層,功能調用底層驅動外設驅動底層驅動高速AD轉換器和DDR2存儲器工作,此時由于TRIGGER按鍵還未被按下,觸發(fā)電路不能工作,系統(tǒng)不能采集到信號數(shù)據(jù),按下TRIGGER按鍵后,觸發(fā)電路在時鐘分頻模塊提供的穩(wěn)定時鐘源下,確保系統(tǒng)采集信號的頻率與系統(tǒng)工作的頻率存在穩(wěn)定的固定差值,這樣就能準確的計算出所采集信號的頻率,此時,所要采集的信號從信號輸入端口 CHl或信號輸入端口 CH2輸入,衰減器對輸入的信號進行必要的衰減,再將其傳輸給放大器進行放大,放大器可以提高系統(tǒng)檢測信號的靈敏度,在觸發(fā)電路被觸發(fā)的情況下,采集的信號經(jīng)過模式切換電路傳輸給高速AD轉換器,模式切換電路由SAVE/SAMPLE按鍵控制,該鍵不按時默認為信號采樣顯示模式,系統(tǒng)實時顯示采樣到的波形,按下后,進入信號存儲顯示模式,存儲采集的波形然后再顯示出來,高速AD轉換器進行模數(shù)轉換,將采集信號的模擬量轉換成數(shù)字量存入DDR2存儲器,DDR2存儲器作為數(shù)據(jù)儲存與緩沖器,將信號轉換后的數(shù)據(jù)傳入控制系統(tǒng)的FIF0_A緩沖模塊,F(xiàn)IF0_A緩沖模塊在功能調用底層的使能下將數(shù)據(jù)傳輸給示波器顯示底層或波形存儲顯示底層,示波器顯示底層或波形存儲顯示底層再使能FIF0_B緩沖模塊將數(shù)據(jù)傳輸給SRAM存儲器,SRAM存儲器作為顯示器的數(shù)據(jù)緩存器,能有效的緩解大量高速數(shù)據(jù)顯示時顯示器面臨的壓力,同時,示波器顯示底層或波形存儲顯示底層調用顯示器驅動底層驅動顯示器工作,以完成信號的采樣顯示或波形存儲顯示。
[0033]電壓測量顯示的原理與信號采樣存儲顯示的原理類似,因為電壓測量本質上也屬于信號測量的范圍,其也是借助于信號輸入端口 CHl或信號輸入端口 CH2采集所需測量電壓,按下METER按鍵后,同上所述,采集的電壓值傳入控制系統(tǒng),由控制系統(tǒng)里的功能調用底層調用萬用表顯示底層顯示出電壓值,與信號采樣存儲顯示時不同的是,按下METER按鍵后,SAVE/SAMPLE按鍵再按下時無效,即模式切換電路不工作,系統(tǒng)默認為信號采樣顯示模式,此時也需要按下TRIGGER按鍵使能觸發(fā)電路工作,系統(tǒng)才會采集電壓值顯示出來。
[0034]波形發(fā)生的原理為:同上所述,按下WAVE按鍵后,控制頂層接收到波形發(fā)生命令信息,將命令信息傳輸給功能調用底層,功能調用底層調用波形發(fā)生底層完成波形發(fā)生的功能,波形發(fā)生底層從ROM波形表里讀出預先存放的波形數(shù)據(jù),這里我們提供常用的三角波、鋸齒波、正弦波的波形,讀取出的數(shù)據(jù)先經(jīng)過RAM緩存模塊緩存,再傳輸給高速DA轉換器,同時功能調用底層調用外設驅動底層高速DA轉換器完成數(shù)模轉換,輸出相應的波形,方向按鍵控制輸出波形的頻率,直接由高速DA轉換器輸出的波形的幅值是固定的,而且幅值很小,為了使輸出波形的幅值可調且具有一定的幅值,在高速DA轉換器后接入幅度調節(jié)電路,幅度調節(jié)電路的幅值調節(jié)是由調節(jié)旋鈕來控制的,調幅過后的波形含有許多噪聲,需通過接入濾波器來平滑以及過濾掉噪聲,濾波器直接與波形輸出端口相連接,將波形輸出。
[0035]本發(fā)明經(jīng)實際驗證可以達到的主要性能參數(shù)如下:信號采樣存儲顯示的主要性能為,帶寬:60M ;最大實時采樣率:200MSa/s ;通道:2個;儲存深度:2Mpts ;垂直靈敏度2mv/div 至 5v/div0
[0036]電壓測量顯示的主要性能為