一、文献综述
(一)国内外研究现状
示波器时一种最基本的电子测试仪器,肉眼无法看到的电信号可以通过它转化成人们可以看得到的图像,便于人们研究各种电现象的变化。数字示波器则是数据采集,A/D转换,软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。数字示波器的工作方式是通过模拟转换器(ADC)把被测电压转换为数字信息。数字示波器捕获的是波形的一系列样值,并对样值进行存储,存储限度是判断累计的样值是否能描绘出波形为止,随后,数字示波器重构波形。数字示波器可以分为数字存储示波器(DSO)(DIGITAL,STOR AGE,OSCILLOSCOPE),数字荧光示波器(DPO)和采样示波器。
数字示波器(DSO)技术是在80年代初期随着微处理技术的发展而发展起来的。与模拟技术相比它的主要特征是具有很强的运算处理功能和计算机的数据通讯传输能力。早起的数字示波器是由通用电路构成的,没有AUTO SET功能,也没有参数的BAKUP,等价采样电路与采样示波器都是采用固定△T的方式。
1.1国外研究现状
上世纪80年代,NI公司首次提出了数字仪器技术的概念。随后该公司研究开发出了各种功能的数字仪器,在这个行业具有举足轻重的地位。在其之后,惠普公司着手研究和开发数字仪器,并取得了一定的成果,使此技术快速发展。在最开始的十年数字技术发展迅速,在电子测量仪器领域的份额从5%增加到43%,提升率非常明显用。
数字示波器和传统示波器相比,具有高性能、可扩展、开发周期短、集成度高等优点。数字示波器是通过模块化的硬件,配合上位机软件来完成各种检测、测量的。硬件模块包括硬件电路、总线接口,硬件模块最重要的就是数据采集,此功能可以采用不同的芯片来实现:如ADC芯片和FPGA芯片等:处理器部分也可以采用不同的芯片:包括单片机、ARM和DSP实现,这些芯片设计的数据采集模块能应用于不同类型的示波器。总线接口方面包括RS232 串行总线、USB串行总线、GPIB接口总线、VXI总线和IEEE 1394 总线可。软件模块是数字示波器中最重要的模块,主要包括上位机系统,驱动程序和软件界面三个部分。市场上常用LabView来开发虛拟示波器',除此之外还可以使用VC 、 Delphi. C#、C Builder 等开发语言编写软件。近年来,泰克、安捷伦等公司生产的示波器成为了全球市场上的主流,其中泰克公司的示波器是该行业的领头羊,得到全世界的认可。
1.2 国内研究现状
我国数字仪器研发起步较晚,前期主要通过引进NI的产品进行分析。现阶段我国对数字仪器的研发非常重视,并将数字仪器的研究列为现代机械工程科学前沿学科之一。目前我国数字仪器方面的部分研究已获得成功,例如国家“863”项目,重庆大学“数字仪器关键技术的研究及其产业化'团队在秦树人教授的带领下发表声明:该团队在关键技术上已经取得突破,进入了产业化阶段。这项成果意味着我国在数字仪器领域已经向自主创新方向前进,对于嵌入式一体化数字仪器的开发,在世界范围内领先图。吉林省科技发展计划项目“图形化数字仪器开发平台”研发任务由吉林大学承担,先后研发出了分布式地震数据采集系统、数字LCR测试仪、微型数字数字存储示波器等科研成果,能在实践中应用。
