數(shù)字示波器

一、任務(wù)

設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)具有實(shí)時(shí)采樣方式和等效采樣方式的數(shù)字示波器，示意圖如圖1所示。

二、要求

1．基本要求

（1）被測(cè)周期信號(hào)的頻率范圍為10Hz～10MHz，儀器輸入阻抗為1MW，顯示屏的刻度為8 div×10div，垂直分辨率為8bits，水平顯示分辨率≥20點(diǎn)/ div。

（2）垂直靈敏度要求含1V/div、0.1V/div兩檔。電壓測(cè)量誤差≤5%。

（3）實(shí)時(shí)采樣速率≤1MSa/s，等效采樣速率≥200MSa/s；掃描速度要求含20ms/div、2μs /div、100 ns/div三檔，波形周期測(cè)量誤差≤5%。

（4）儀器的觸發(fā)電路采用內(nèi)觸發(fā)方式，要求上升沿觸發(fā)，觸發(fā)電平可調(diào)。

（5）被測(cè)信號(hào)的顯示波形應(yīng)無(wú)明顯失真。

2．發(fā)揮部分

（1）提高儀器垂直靈敏度，要求增加2mV/div檔，其電壓測(cè)量誤差≤5%，輸入短路時(shí)的輸出噪聲峰-峰值小于2mV。

（2）增加存儲(chǔ)/調(diào)出功能，即按動(dòng)一次“存儲(chǔ)”鍵，儀器即可存儲(chǔ)當(dāng)前波形，并能在需要時(shí)調(diào)出存儲(chǔ)的波形予以顯示。

（3）增加單次觸發(fā)功能，即按動(dòng)一次“單次觸發(fā)”鍵，儀器能對(duì)滿足觸發(fā)條件的信號(hào)進(jìn)行一次采集與存儲(chǔ)（被測(cè)信號(hào)的頻率范圍限定為10Hz～50kHz）。

（4）能提供頻率為100kHz的方波校準(zhǔn)信號(hào)，要求幅度值為0.3V±5%（負(fù)載電阻≥1 MW時(shí)），頻率誤差≤5%。

（5）其他。

三、說(shuō)明

1．A/D轉(zhuǎn)換器最高采樣速率限定為1MSa/s，并要求設(shè)計(jì)獨(dú)立的取樣保持電路。為了方便檢測(cè)，要求在A/D轉(zhuǎn)換器和取樣保持電路之間設(shè)置測(cè)試端子TP。

2．顯示部分可采用通用示波器，也可采用液晶顯示器。

3．等效采樣的概念可參考蔣煥文等編著的《電子測(cè)量》一書中取樣示波器的內(nèi)容，或陳尚松等編著的《電子測(cè)量與儀器》等相關(guān)資料。

4．設(shè)計(jì)報(bào)告正文中應(yīng)包括系統(tǒng)總體框圖、核心電路原理圖、主要流程圖、主要的測(cè)試結(jié)果。完整的電路原理圖、重要的源程序和完整的測(cè)試結(jié)果可用附件給出。