數(shù)字示波器中高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理技術(shù)的研究.pdf

1、數(shù)字示波器是集數(shù)據(jù)采集、A/D轉(zhuǎn)換以及軟件編程等一系列的技術(shù)而制造出來的高性能示波器。能為用戶提供波形觸發(fā)、存儲(chǔ)、顯示、測量、波形數(shù)據(jù)分析處理等功能。一臺(tái)好的數(shù)字示波器，不僅要有較高的采樣率，以便能很好地重建原信號(hào)，還需要有很強(qiáng)地波形分析的能力。要做到這些，都得靠數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在數(shù)字示波器的運(yùn)用。而隨著對(duì)數(shù)字示波器性能的要求逐漸提高，DSP處理器的運(yùn)算速度漸漸不能滿足要求。于是，基于硬件的高速數(shù)據(jù)處理成為了數(shù)字示波器一個(gè)新的研究方向。

2、本文主要介紹了在 FPGA中實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)中的插值算法、FFT算法以及運(yùn)用DSP技術(shù)來校正誤差。
　　插值算法對(duì)于數(shù)字示波器來說，是必須采用的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，在以往的研究中，都是用DSP處理器來實(shí)現(xiàn)的，速度漸漸不能滿足要求。插值算法包括正弦插值，線性插值等。本文采用的是正弦插值，是基于低通濾波器來實(shí)現(xiàn)的，根據(jù)數(shù)字示波器的時(shí)基檔來確定需要插值的倍數(shù)，從而根據(jù)正弦插值的公式計(jì)算出系數(shù)，利用FPGA中豐富的乘法器加法器資源來編程

3、實(shí)現(xiàn)。
　　FFT算法在數(shù)字示波器中，主要用于計(jì)算波形的頻譜，便于分析波形細(xì)節(jié)。本文設(shè)計(jì)了1024個(gè)精度為8位的采樣點(diǎn)的FFT運(yùn)算，在 DSP處理器中運(yùn)算，效率太低，所以移植到 FPGA中來實(shí)現(xiàn)。本文設(shè)計(jì)FFT算法的流程為：首先利用對(duì)Xilinx公司軟件ISE自帶的FFT IP CORE進(jìn)行端口設(shè)置，生成代碼，再加入ISE工程，進(jìn)行仿真，將仿真結(jié)果與Matlab中的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。
　　為了彌補(bǔ)國內(nèi)數(shù)字示波器實(shí)時(shí)采樣率