[实用新型]基于外部延时技术的等效采样示波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及示波器设计技术领域，尤其涉及一种基于外部延时技术的等效采样示波器。

背景技术

示波器是一种将不可见的电信号转化成可见图像的电子测量仪器。示波器在工作过程中需要对测量电信号进行A/D采样，而在对高频信号进行采样的过程中，由于A/D转化芯片的采样速度有限，往往通过等效采样的方式实现低速采样率采集高频信号的功能，这就是等效采样示波器。等效采样的实质就是把待测量信号依次延时nΔt(n＝0、1、2、3…)后，对每一次延时进行一次采样，然后根据采样后的点回复出原波形，并显示出来。

目前的示波器往往使用FPGA芯片作为控制核心，并在FPGA内部实现该Δt的延时。但由于FPGA本身工作频率的限制(目前FPGA的工作频率一般在200M左右)，该延时最小只能达到5ns，对应的等效采样频率也只能达到200M，而现在对于高速采样率的示波器要求越来越高，200M的采样率已经不能满足要求。

针对上述存在的技术问题，本实用新型设计了一套基于外部延时技术的等效采样示波器，延时时间短达1ns，等效采样频率高达1G，并且可以通过提高外部延时器的性能更大程度的间断延时时间，提高采样频率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于外部延时技术的等效采样示波器，利用等效采样原理，结合嵌入式系统控制技术，针对高频待测电信号进行采样、测量和显示，适用于人们对电信号进行高速有效的测量分析。

为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

微控制系统、测量电路、外部延时模块，所述微控制系统与测量电路直接电连接，所述微控制系统同时连接外部延时模块；

所述微控制系统包括单片机、FPGA芯片、LCD液晶显示器，单片机与FPGA芯片双向电相连，FPGA芯片同时连接LCD液晶显示器；

所述测量电路包括信号调理电路、A/D采样器和整形电路；所述信号调理电路的输入端连接信号入口，信号调理电路的输出端分两路，一路连接A/D采样器，一路连接整形电路；A/D采样器和整形电路分别与FPGA芯片电连接。

所述外部延时模块采用可编程定时芯片DS1023构成。

所述整形电路由放大电路和比较器电路组成，其中放大电路采用自动增益方式，使用芯片AD603，比较器电路采用滞回比较方式，使用芯片TL3116。

所述A/D采样器采用高速采样芯片MAX1425构成，包括输入隔离电路、滤波电路和数据总线。

本实用新型具有以下优点和积极效果：

1)结构简单实用，使用方便，而且可以根据外部延时器的不同，进一步减短延时时间提高等效采样频率；

2)实现了快速，高效，高精度测量，提高了等效采样的采样速率，增强了示波器的性能。

附图说明

图1是本实用新型提供的基于外部延时技术的等效采样示波器的结构框图。

图2是本实用新型基于外部延时技术的等效采样示波器中信号调理电路的电路图。

图3是本实用新型基于外部延时技术的等效采样示波器中整形电路的电路图。

图4是本实用新型基于外部延时技术的等效采样示波器中A/D采样器的电路图。

图5是本实用新型基于外部延时技术的等效采样示波器中外部延时模块的电路图。

具体实施方式

下面以具体实施例结合附图对本实用新型作进一步说明：

本实用新型提供的基于外部延时技术的等效采样示波器，具体采用如下技术方案，参见图1，包括：

微控制系统(101、102、103)、测量电路(104、105、106)、外部延时模块(107)，微控制系统(101、102、103)控制整个示波器的工作，并且该微控制系统(101、102、103)与测量电路(104、105、106)直接相连，微控制系统(101、102、103)同时连接外部延时模块(107)；

微控制系统(101、102、103)包括单片机(101)、FPGA芯片(102)、LCD液晶显示器(103)，单片机(101)与FPGA芯片(102)双向电相连，FPGA芯片(102)同时连接LCD液晶显示器(103)；单片机(101)初始化整个系统，并且控制FPGA(102)中各个模块的进程，通过FPGA(102)控制LCD液晶显示器(103)显示探测波形；