一種雙蹤虛擬示波器的製作方法

2023-06-11 17:36:11

專利名稱：一種雙蹤虛擬示波器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電子測量儀器，尤其是涉及一種雙蹤虛擬示波器。
背景技術：
隨著市場上示波器的種類越來越多，其性價比逐漸成為廠家選購主要參照，目前，現有的示波器具有以下缺點價格高、附帶復 雜的硬體觸發電路，並且隨著存儲深度的增加成本劇增。

實用新型內容本實用新型的目的是為解決上述技術問題的不足，提供一種雙蹤虛擬示波器，具有體積小、結構簡單、存儲深度高、價格低廉的優點。本實用新型為解決上述技術問題的不足，所採用的技術方案是一種雙蹤虛擬示波器，由程控放大電路、AD電路、主控晶片和EEPROM組成，主控晶片上設有USB接口和可編程接口，信號經過兩條並聯支路輸入至主控晶片上的可編程接口，在每一條支路上均串接有程控放大電路和AD電路，在主控晶片與EEPROM之間設有傳輸線。本實用新型，主控晶片分別與兩條並聯支路上的程控放大電路之間設有信號傳輸線。本實用新型，兩條並聯支路上的AD電路分別通過信號傳輸線與主控晶片上的可編程接口相連。本實用新型的有益效果是本實用新型採用的主控晶片具有很高的傳輸速率，且PC機具有很強的處理能力，所以示波器中省去了複雜的硬體觸發電路，而採用效果更好的軟體觸發。加之通過GPIF實現的高存儲深度，都不是一般示波器能所能達到的。所以本示波器具有體積小、結構簡單、存儲深度高、性能優越、價格低廉等優點。

圖I為本實用新型的電路圖。圖2為本實用新型中程控放大電路的電路圖。圖3為本實用新型中AD電路的電路圖。附圖標記1、主控晶片，10UUSB接口，102、可編程接口，2、程控放大電路，3、AD電路，4、EEPROM。
具體實施方式
如圖所示，一種雙蹤虛擬示波器，該示波器系統中沒有外加顯示模塊，其需要和電腦連接將圖形顯示在電腦屏幕上顯示，該示波器由程控放大電路2、AD電路3、主控晶片I和EEPR0M4組成，EEPROM 4即為電可擦可編程只讀存儲器，主控晶片I上設有USB接口 101和可編程接口 102，可通過USB接口 101與PC機連接進行供電，信號經過兩條並聯支路輸入至王控晶片I上的可編程接口，在每一條支路上均串接有程控放大電路和AD電路，在每一條支路上信號依次經過程控放大電路2和AD電路3處理後進入主控晶片I，在主控晶片I與EEPROM 4之間設有傳輸線。所述的主控晶片1，主控晶片分別與兩條並聯支路上的程控放大電路之間設有信號傳輸線，兩條並聯支路上的AD電路分別通過信號傳輸線與主控晶片上的可編程接口相連接，主控晶片用於接收和處理PC機端的事務，控制程控放大器的增 益和啟動GPIF傳輸。主控晶片可採用CY7C68013A，其內置一個增強型51內核MCU，具有一個GPIF (generalprogrammable interface)即通用可編程接口，EEPROM它主要是用來存儲CY7C68013A的固件，GPIF的工作無需內置MCU幹預，兩者相互較獨立，GPIF的核心由一個可編程狀態機構成，它可以產生6個控制信號CTL [5:0],9位地址輸出GPIFADR [8:0], 16位數據I/O接口FD[15:0]，接收6個來自外設和2個內部的狀態信號RDY[5:0]。用戶通過編寫波形描述符控制GPIF，CY7C68013A支持4個波形描述符。系統的硬體連接如圖I所示，使用了一個CTL產生一個CLK信號，CLK連接到兩個AD保證兩路AD同步，CLK的頻率即為示波器的採樣頻率。每路AD的解析度為8bit，兩路AD的數據帶寬為16bit，分別佔用FD [15:0]的低八位和高八位。本實用新型，由於USB傳輸速率的限制和數據傳輸的穩定性因素，本系統中包含兩個波形描述符，即本示波器有兩個工作模式，分別為高速模式和低速模式，在高速模式工作時，波形描述符產生一個24MHz的CLK信號，使示波器的採樣頻率為24MHz，USB的數據傳輸率為48Mbyte/s近似USB2. O的最高傳輸速率，所以在高速狀態下示波器不宜連續採樣。它每次的採樣次數由CY7C68013A內部的端點FIFO決定，在本示波器中每次的採樣次數為2048次。由於不能連續採樣，所以示波器在高速模式下主要用來觀察周期波形，其存儲深度為4KB。在低速模式工作時，波形描述符產生一個9. 6MHz的CLK信號，使示波器的採樣頻率為9. 6MHz，此時USB的數據傳輸率為19. 2Mbyte/s。經測試USB在此傳輸速率下可以穩定工作，因此此時示波器的存儲深度只與PC機的內存有關，可以達到上百兆。圖2為程控放大電路的電路圖，其中程控放大電路採用了兩片數字可編程增益放大器，極大的減少了電路的複雜程度。其增益由CY7C68013A的I/O引腳控制。圖3為AD電路的電路圖，其採樣頻率為IOKHz 60MHz。
權利要求1.一種雙蹤虛擬示波器，其特徵在於由程控放大電路(2)、AD電路(3)、主控晶片(I)和EEPROM (4)組成，主控晶片(I)上設有USB接口( 101)和可編程接口( 102)，信號經過兩條並聯支路輸入至主控晶片(I)上的可編程接口，在每一條支路上均串接有程控放大電路(2)和AD電路(3)，在主控晶片(I)與EEPROM (4)之間設有傳輸線。
2.根據權利要求I所述的一種雙蹤虛擬示波器，其特徵在於主控晶片(I)分別與兩條並聯支路上的程控放大電路(2)之間設有信號傳輸線。
3.根據權利要求I所述的一種雙蹤虛擬示波器，其特徵在於兩條並聯支路上的AD電路(3)分別通過信號傳輸線與主控晶片(I)上的可編程接口相連。
專利摘要一種雙蹤虛擬示波器，由程控放大電路、AD電路、主控晶片和EEPROM組成，主控晶片上設有USB接口和可編程接口，信號經過兩條並聯支路輸入至主控晶片上的可編程接口，在每一條支路上均串接有程控放大電路和AD電路，在主控晶片與EEPROM之間設有傳輸線。本實用新型採用的主控晶片具有很高的傳輸速率，且PC機具有很強的處理能力，所以示波器中省去了複雜的硬體觸發電路，而採用效果更好的軟體觸發。加之通過GPIF實現的高存儲深度，都不是一般示波器能所能達到的。所以本示波器具有體積小、結構簡單、存儲深度高、性能優越、價格低廉等優點。
文檔編號G01R13/02GK202443048SQ20122003945
公開日2012年9月19日 申請日期2012年2月8日 優先權日2012年2月8日
發明者劉哲, 方成棟, 湯正新 申請人:河南科技大學