Prionsabal oibre agus struchtúr an ascalascóp digiteach
Is bord ciorcad fála sonraí ardluais é an chuid crua-earraí den chóras oscilloscope digiteach. Féadann sé ionchur sonraí dé-chainéil a bhaint amach, agus is féidir le minicíocht samplála gach cainéal 60Mbit/s a bhaint amach. Go feidhmiúil, is féidir an córas crua-earraí a roinnt ina: aimpliú deireadh tosaigh comhartha (aimplitheoir ionchuir FET) agus modúl oiriúnaithe (aimplitheoir gnóthachan inathraithe), modúl comhshó analóg-go-digiteach ardluais (tiománaí ADC, ADC), modúl rialaithe loighic FPGA , dáileadh clog, próiseálaí comparáide ardluais, modúl rialaithe microcontroller (DSP), modúl cumarsáide sonraí, taispeáint LCD, rialú scáileán tadhaill, bainistíocht cumhachta agus ceallraí agus rialú méarchláir.
Tar éis an comhartha ionchuir a thiontú ag an réamhaimplitheoir agus ag an gciorcad gnóthachain-choigeartaithe, déantar voltas ionchuir a chomhlíonann riachtanais an tiontaire A/D. Maolaítear an comhartha digiteach tar éis comhshó A/D ag an FIFO sa FPGA nó sa chuimhne fála, agus ansin téann sé tríd an gcomhéadan cumarsáide. Déantar é a tharchur chuig an ríomhaire le haghaidh próiseála sonraí ina dhiaidh sin, nó tá na comharthaí a bhailítear á rialú go díreach ag an microcontroller chun taispeáint ar an scáileán LCD.
Is iad seo a leanas na feistí tagartha:
I measc na gcodanna seo, is iad na cinn is tábhachtaí ná an ciorcad aimplithe in-ríomhchláraithe (lasú) agus an ciorcad comhshó A/D, toisc go bhfuil an dá chiorcad seo mar scornach an oscilloscope digiteach, agus go gcinnfidh an ciorcad aimplithe in-ríomhchláraithe (lasú) an bandaleithead ionchuir agus ingearach. réiteach an oscilloscope. , socraíonn an ciorcad comhshó A/D taifeach cothrománach an oscilloscope, agus cinneann an dá rún seo go díreach feidhmíocht oscilloscope. Tiontaíonn an dá chuid seo den chiorcad an comhartha tomhaiste isteach sa chomhartha sonraí a theastaíonn ón gciorcad próiseála ina dhiaidh sin. Is féidir an chuid seo den chiorcad a bheith comhdhéanta de chiorcaid iomlánaithe ardfheidhmíochta agus líon beag feistí forimeallacha. Tá dearadh an chuaird simplí agus tá dífhabhtaithe an-simplí freisin. Ba cheart go mbeadh an chuid is deacra den oscilloscope iomlán ar an gclár, is é sin, an ghné bogearraí. Tá na bogearraí freagrach as gach tasc próiseála agus rialaithe sonraí den oscilloscope digiteach, lena n-áirítear rialú samplála A/D, rialú luas scuabtha cothrománach, rialú íogaireachta ingearach, próiseáil taispeána, tomhas buaic-go-buaic, tomhas minicíochta agus tascanna eile. Is féidir leat microcontroller an-choitianta a úsáid ar an margadh mar mhicreaphróiseálaí agus úsáid a bhaint as ríomhchlárú teanga C chun é a chur i bhfeidhm.
Ciorcad aimpliúcháin (lagú) ríomhchláraithe agus ciorcad soláthair cumhachta
Ionchuirtear an comhartha ag tóireadóir ascalascóp coitianta X10X1 agus téann sé isteach sa chiorcad aimpliúcháin (lagú). Is é feidhm an chiorcaid aimpliúcháin (caolú) clár-rialaithe an comhartha ionchuir a aimpliú nó a mhaolú ionas go mbeidh an voltas comhartha aschuir laistigh de raon riachtanas voltas ionchuir an tiontaire A/D chun na héifeachtaí tomhais agus breathnadóireachta is fearr a bhaint amach. Dá bhrí sin, oibríonn an ciorcad amplifier clár-rialaithe laistigh den bandaleithead sonraithe. Caithfidh an gnóthachan laistigh a bheith cothrom. Ós rud é go bhfuil dhá chuid sa chiorcad oscilloscope, digiteach agus analógach, chun cur isteach frithpháirteach a sheachaint, tá soláthar cumhachta na coda digiteacha agus soláthar cumhachta an chuid analógach scartha. Soláthraítear sraith de sholáthar cumhachta ± 5V DC faoi seach, agus scoite amach ag scagaire déanta as ionduchtóirí agus toilleoirí.
Cuimhne flash agus ciorcad clog
Toisc go bhfuil an méid sonraí comhartha a ghlac an tiontaire A/D mór, níl an chuimhne flash taobh istigh den mhicreathrialóir go leor, agus mar sin is féidir leis an gciorcad roinnt cuimhne seachtrach a úsáid.
Ag an am céanna, úsáidtear é freisin mar thaisce chun scríobh chuig an LCD. D'fhonn an comhartha clog tagartha a fháil, tá an microcontroller ceangailte freisin le oscillator criostail chun minicíocht iarbhír an chomhartha tonnform seachtrach a ríomh.
Aonad rialaithe FPGA
Feiste loighic ríomhchláraithe Is ASIC leath-saincheaptha é FPGA a ligeann do dhearthóirí ciorcaid iad féin a ríomhchlárú chun feidhmeanna a bhaineann go sonrach le hiarratais a chur i bhfeidhm. Úsáideann an dearadh seo dhá mhodh éagsúla ionchuir scéimre agus ionchur teanga VHDL. Déanann an t-aonad rialaithe an chuid is mó de na tascanna rialaithe agus soláthraíonn sé comharthaí rialaithe comhfhreagracha do gach modúl feidhme chun cruinneas an chórais iomláin a chinntiú. Go sonrach, cuireann sé na feidhmeanna seo a leanas i bhfeidhm: Ciorcad roinnte minicíochta agus comharthaí rialaithe a ghiniúint don tiontaire A/D. Tá raon tomhais sách leathan ag an gcóras fála sonraí seo. Dearadh ciorcad roinnte minicíochta taobh istigh den FPGA chun minicíochtaí éagsúla a bhaint amach. Roghnaigh minicíochtaí samplála éagsúla don chomhartha tomhaiste chun bailiú sonraí níos cruinne a chinntiú. Cuirtear an léaráid struchtúr inmheánach den aonad roinnte minicíochta i bhfeidhm ag baint úsáide as an modh ionchuir grafach mar a thaispeántar i bhFíor 4. I bhFíor 4, nuair a bhíonn ionchur an T smeach-flop 1, léimfidh an t-aschur nuair a thagann gach imeall clog chun minicíocht a bhaint amach. deighilt. Ag an am céanna, is féidir linn a fheiceáil go bhfuil ionchur an smeach-flop T comhdhéanta de roinnt teaglaim loighciúil, arb ionann é agus an clog gated. Maidir le cloig le geata, déan anailís chúramach ar fheidhm an chloig chun éifeachtaí glitches a sheachaint. Nuair a chomhlíonann an clog gated an dá choinníoll seo a leanas, féadfaidh sé a chinntiú nach bhfuil glitches contúirteacha ag an comhartha clog, agus is féidir leis an gclog gated oibriú chomh hiontaofa leis an gclog domhanda.
Maidir leis an tiontaire A/D sa dearadh seo, níl ach dhá chomhartha rialaithe ann: an comhartha ionchuir clog CLK agus an comhartha aschuir cumasaithe OE. Ionchuireann an comhartha CLK comhartha 60M go díreach tríd an oscillator criostail gníomhach, agus faightear an comhartha OE tríd an comhartha clog a inbhéartú leis an minicíocht agus an chéim chéanna le CLK taobh istigh den FPGA, a fhéadfaidh freastal díreach ar an gcaidreamh ama comhshó an A / D. tiontaire.
Ard-luas A / D chomhshó; ciorcad
Is é an ciorcad tiontaithe A/D an ciorcad is tábhachtaí in ascalascóp digiteach. Is é an fheidhm atá aige ná an comhartha tomhaiste a shampláil agus a thiontú ina chomhartha digiteach agus é a stóráil sa chuimhne. Ní áibhéil é a rá gurb é scornach an oscilloscope digiteach é, toisc go gcinnfidh sé go díreach an minicíocht is airde is féidir le hoscilloscope digiteach a thomhas. De réir theoirim Nyquist, caithfidh an minicíocht samplála a bheith ar a laghad dhá uair an minicíocht is airde den chomhartha tomhaiste chun an comhartha tomhaiste a atáirgeadh. In oscilloscope digiteach, ba cheart go mbeadh an minicíocht samplála 5 go 8 n-uaire ar a laghad níos mó ná minicíocht an chomhartha atá á thomhas, nó ní féidir tonnchruth an chomhartha a thabhairt faoi deara ar chor ar bith.
