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数字荧光示波器(DPO,Digital Phosphor Oscilloscope)是第三代示波器,结合了模拟实时示波器和数字存储示波器的优点。它不仅具有实时捕获和荧光显示的模拟示波器特性,还具有波形存储、波形分析、预触发等数字存储示波器特性,同时还增加了高级触发、串行总线触发等新功能。
触发就是指按照需求设置一定的触发条件,将被测信号不断地与这些条件相比较,当被测信号中的某一波形满足触发条件时,示波器立即捕获该波形及其相邻部分,并显示出来。触发技术是数字荧光示波器的关键技术之一,是示波器采集控制的基础,关系到示波器观测波形的稳定性与多样性。
本课题是“高速实时数字荧光示波器关键技术的研究与开发”项目的一部分,主要对数字荧光示波器中的触发技术进行了研究与实现。本文的组织结构如下:
首先,介绍了示波器中触发技术的特点与发展现状,阐述了触发技术和示波器触发与采集系统的原理,分析并设计实现了触发比较电路以及边沿触发类型。
其次,讨论了高速数据采集系统触发抖动产生的原因,对触发精确定位问题进行研究,设计并实现了基于时间测量电路的触发精确定位方法,解决了高速数据采集系统中的触发抖动问题。
然后,重点介绍了高级触发技术的设计与实现,具体包括以下触发类型的设计与实现:脉冲宽度触发、欠幅脉冲触发、逻辑触发、建立与保持时间违例触发、上升/下降时间触发、视频触发等。
接着,简要地介绍了RS-232、SPI、I2C三种串行总线协议,对串行总线解码与触发进行了分析,给出了以上三种串行总线触发的详细设计,并应用到数字荧光示波器系统中进行了测试验证。
最后,对所做的个工作进行了总结,并对现有的触发技术提出了可以深入或扩展的方向。