基于FPGA的數字示波器
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2．2 采樣分析及A／D數據采集電路
對于信號的采樣分為兩種方法，實時采樣和等效采樣。實時取樣對波形進行等時間間隔取樣，按照取樣先后的次序進行A／D轉換，并存入存儲器中。等效時間取樣方式是先采用“取樣技術”，將周期性的高頻信號變換成波形與其相似的周期性低頻信號，然后再做進一步的處理，因而可以比較容易地獲得很寬的頻帶寬度。但等效時間取樣僅限于處理重復性的周期信號。圖3是實時采樣和等效采樣的對比。本文引用地址：http://www.j9360.com/article/191331.htm
由于系統的最高時鐘為50MHz，綜合以上考慮和現實要求，該系統采用了等效采樣和實時采樣兩種采樣方式。當輸入信號頻率低于10M-Hz，選用實時采樣；反之，選用等效采樣。數據采集電路中AD芯片選用TI公司的ADS830E，它是一個單通道并行8位的模／數轉換器，采樣速率最高可達60 MHz。為了減少硬件電路的設計和消除其他信號的干擾，A／D數據采集中的采樣時鐘由FPGA提供。
2．3 單片機控制模塊設計
單片機控制模塊采用TI公司的MSP430F149單片機。MSP430F149控制信號調理模塊以及按鍵的輸入等。
2．4 系統中FPGA設計
2．4．1 時鐘分頻電路設計
該數據采集系統具有比較寬的測量范圍，在FPGA內部設計了一個分頻電路，用來實現針對不同頻率的被測信號選擇不同的采樣頻率，確保采集數據更加精確。圖4是使用Verilog實現的分頻電路，該電路可以實現對50 MHz頻率的時鐘源進行分頻。分頻比可由程序控制，從而使時鐘滿足A／D采集的需求。
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