第10章 示波器设计—数字信号处理 本章节为大家讲解二代示波器中用到的FFT和FIR。单纯从应用上来说,比较省事,调用API函数即可,从学习的角度来说,需要大家花点精力。 10.1 FFT快速傅里叶变变换 10.2 FIR有限冲击响应滤波器 10.3 总结 10.1 FFT快速傅里叶变换 二代示波器中做了2048点的浮点FFT。 10.2 FIR有限冲击响应滤波器 二代示波器的FIR滤波控制界面如下: ? 做了一个80阶低通FIR滤波器,分别可以在2Msps采样率,200Ksps采样率和20Ksps采样率下工作。 关于二代示波器的FIR滤波器设计就为大家说这么多,更多这方面的知识需要学习我们的DSP教程。 有了一定的认识后,再来二代示波器的基础上做实战演练即可。
然后我们就可以来操作和连接示波器了。 #! 这里解释一下,如果你可以找的VISA32.dll 这个文件,那么直接填入带路径的文件就可以 #如果没有找到,下载安装PYVISA之后使用 @py就可以使用PYTHON带有的库 #如果采用网线直连,示波器上面的接口设置可以看到
示波器是电子工程师必备工具之一,常使用在电路设计、PCB制造、电子设备维修等场景中。示波器如此重要,选购时需要注意什么呢?下面我们一起来看看选择示波器要考量的10个因素。 大多数的基本示波器皆具有1至2 GS/s的(最大)取样率。请记住,基本示波器拥有高达200MHz的频宽,所以示波器设计人员通常会在最大频宽下,以5至10倍超取样来设计示波器。 大多数的入门级示波器拥有1至2 GS/s的最大取样率,而中阶示波器则可有5至10 GS/s的最大取样率。 探棒的分类: 被动式探棒:被动式探棒具有10倍衰减,会呈现电路的受控制阻抗和电容,并适用于大多数接地参考的量测,大多数示波器均随附此种探棒。针对每个输入通道,您将需要备一个被动式探棒。 选示波器时,可看看有哪些功能是您需要的,现成的驱动程式可为您节省显着的时间和精力。 10、串列汇流排解码 大多数系统级(电脑到电脑)通讯均是在串列资料连结上传输。
主要应用场景有两方面:1、实验室使用:通过蓝牙的方式,将传感器采集的信息进行可视化,提高器件封装测试的效率,例如:力学所鱼类可穿戴设备数据接收模块;香港大学张老师研发的生化传感器信号采集系统等;2、工业界使用:虚拟示波器相较于直接采用屏幕能够大大节省成本
目录:1、概述2、示波器工作原理3、通用示波器原理框图4、示波器的探头5、使用前准备6、示波器的触发★7、测量市电注意事项8、测量市电方法9、数学运算功能10、采样速率11、小铜点1、概述类别作用最典型仪器时域测试研究信号随时间变化的测试示波器频域分析分析信号包含的频率成份频谱分析仪数据域分析显示多路数字信号逻辑状态和各路信号之间的逻辑关系逻辑分析仪普源示波器 3、通用示波器原理框图4、示波器的探头泰克TektronixTPP0201无源探头:200MHz,300Vpk(测市电220V会削顶),和几十块钱的没法比哦。 2)使用无感一字螺丝刀进行调节3)使得波形呈现下图的样子它是一个标准的3V/1kHz的方波(50%占空比),常用来校准示波器。6、示波器的触发★1)边沿触发(1)这是最基础、最常用的触发方式。 如图3所示,通过将示波器的电源地线人为断开(可以用两芯电源插排供电)或使用隔离变压器的方法对示波器供电,达到断开测量回环的目的,实现“浮地”测量。一般多用此法,操作较为简便,但注意触电危险。 9、数学运算功能以普源RIGOLDS6064示波器说明数学运算功能,如下面的图示。10、采样速率S/s或Sa/s就是Sample/second,每秒钟的采样数。M=10^6,G=10^9。
目录 1、项目代码 2、项目效果 ---- 之前的博文分享过LabVIEW虚拟数字示波器,虚拟示波器的数据来自于软件模拟,本篇博文将分享一款串口示波器,LabVIEW设计上位机,数据来自于节点上传(STM32 上位机使用LabVIEW技术实现三通道示波器,实现数据处理和显示,支持多种触发方式,支持实时采集,可以对信号进行加窗处理,并具有FFT频谱分析等功能。
调节数据信号频率、幅度、相位、偏移量和占空比 2.2、调节时间 2.3、调节幅度 2.4、设置、查看和调节数据信号滤波器 2.5、 显示波形和保持波形 ---- 之前分享过LabVIEW仪器控制:智能示波器 (普源DS1000E),基于普源DS1000E实物示波器开发的上位机软件,本质上使用串口通信实现仪器的数据采集、分析和功能控制。 本篇博文将设计一款虚拟示波器(简易版+复杂版),不依托外部设备,通过LabVIEW内置的信号发生VI,生成各类型波形,通过上位机软件可以对波形进行分析。 项目工程下载请参见:LabVIEW虚拟数字示波器-嵌入式文档类资源-CSDN下载 1、简易版 简易版LabVIEW虚拟数字示波器,具备以下功能: 可实现2路通道数据采集(用户创建生成虚拟数据); 可查看两路通道参数信息 -嵌入式文档类资源-CSDN下载 2、复杂版 复杂版LabVIEW虚拟数字示波器,具备以下功能: 可实现2路通道数据采集(用户创建生成虚拟数据); 调节数据信号频率、幅度、相位、偏移量和占空比; 设置
采集时间窗口=存储深度/采样率 安捷伦的9000系列示波器在界面左上角上有显示采样率和存储深度,单位为MSa/s或者GSa/s已经Mpts,Mpts代表存储深度,pts是points 的缩写,Mpts 在每通道的存储深度为1Mpts的设置下,示波器可以10GSa/s采样率捕获1ms的波形。同一示波器,但每通道的存储深度是100Mpts的设置,那么在采样率相同的条件下可以捕获10ms的波形。 改变时间刻度以及增加通道数会改变采样率,比如最高采样率为10GSa/s的示波器,只打开一个通道时间刻度调到最小,左上角的采样率会变为10GSa/s,当打开第二个通道时采样率会自动变为5GSa/s。
1.2.1 模拟示波器 初期主要是模拟示波器(CRT),始创于二十世纪四十年代,最早应用于雷达和电视的开发泰克成功开发带宽10MHz的同步示波器,这是近代示波器的基础。 ? 下列图示为一个10MHz的方波在200MHz带宽和10MHz带宽示波器上的显示效果图。 ? 1.3.5 带宽与最高频率准则 5 倍准则 (The 5 times rule) 。 使用线性插值法时,示波器的采样速率应至少是信号最高频率成分的10 倍。一些采样速率高达20GS/s,带宽高达4GHA的测量系统用5倍于带宽的速率来捕获高速,单脉冲和瞬态事件。 采样率与存储深度的关系 示波器最高采样率决定示波器单次带宽的限制,为保证波形精确复现建议:正弦内插技术示波器以:采样率/ 5=单次带宽的公式计算单次带宽,线性内插技术示波器以:采样率/10=单次带宽公式计算 数字存储示波器(DSO)使用串行处理机制,每秒钟可以捕获10到5000个波形。
本来手头是有好的示波器,但是太大了,而且不是个人的私有用品,而且给我太精确的测量结果也没有啥用,好吧,我就是想买一个小示波器玩,因为入手了他家的电源和电烙铁,感觉做工不错,使用蛮OK。 这个电源该骂的地方不少,我抽空来喷 其实当时还有一款是1GHz以及梦源科技的数字示波器,但是我去B站看了这个原子的示波器的发布会(是的,原子哥,发布会,发布了半个小时。。。有点感动)。 具体的示波器使用,说明书里面很详细了,但是我想写一点很快上手的东西。 触发是指按照需求设置一定的触发条件,当波形流中的某一个波形满足这一条件时,示波器即时捕获该波形和其相邻的部分,并显示在屏幕上。数字示波器在工作时,不论是否稳定触发,总是在不断采集波形。 我一会儿就抓个卖手抓饼的,不会用示波器就把他鸡蛋都拿走。
虚拟示波器 “虚” 在哪里? 提到示波器,大部分硬件工程师,都会想到这些: 这种台式数字示波器,推翻并取代CRT显像管的模拟示波器的主导地位,已经几十年了。 毫无争议地,在相当长的未来,它还会继续主导测量仪器市场,直到虚拟示波器崛起。 但是得承认,在很多专业领域,虚拟示波器无法取代台式的数字示波器产品,示波器厂商大佬们完全不用担心。 目前,虚拟示波器主要定位在零售价300~1000元左右的散客市场,避开了台式示波器的1500~几万元的市场。所以目前虚拟示波器和台式数字示波器的竞争冲突不严重,甚至还会互相补充。 虚拟并不是说这个示波器是仿真的波形,而是指控制面板和大部分设置选项是软件做的按钮,而非实体按键或旋钮。也有人叫它电脑示波器,PC示波器,USB示波器。 虚拟示波器和台式示波器有了互为补充的应用场景。 虽然便携性上,虚拟示波器会完胜台式示波器,但是会遇到便携性更优秀的手持示波器,如下图所示: 这些自带小屏幕的便携示波器,我们叫它们示波表更贴切。
在电子信息通信类专业学习中,大家都会接触到示波器,之前本人也在各种论坛、博客以及星球内上传过各种示波器的教程。但是发现还是有很多大侠提议需要连载篇来督促自己每日的学习。" FPGA技术江湖"就是这么一个宠粉的公众号,那就满足各位大侠的需求,将相关的教程以及学习资料整理整合后变成了“一周玩转示波器”。每日十分钟,坚持下去,量变成质变。 今天给大侠带来一周玩转示波器,第三篇水平系统调节(水平刻度(Horizontal Scale)、水平位置(Horizontal Position))、自动测量(便携示波器、手持示波器、平板示波器),话不多说 水平系统调节 水平系统在按键区域通常标示为“Horizontal(水平)”(也有的示波器并未专门标示该区域,如手持示波器,只是将相关按键集中在一个区域以方便使用)。 ? 图6-1 ? 图6-2 ? 以下是便携(以 DPO2000 为例)、手持(以 MS310S 为例)、平板(以 TO104A 为例)三种示波器的操作示例: 1、便携示波器 (1)按“测量(Measure)”键, 显示测量菜单; ?
第11章 示波器设计—功能模块划分 二代示波器的界面上做了五个按钮,分别用于不同功能的配置,本章节就为大家讲解这五个按钮实现的功能。 当前二代示波器仅支持打对勾的这六种测量值,分别是频率,峰峰值,最大值,最小值,均方根和平均值。其它的测量选项还不支持,勾选或者取消对主界面没有影响。 具体的功能实现已经在前面第10章为大家进行了讲解。 (4)MoveCursorStep = 10 表示每次移动10个像素。 4、Hide RFFT2048 Display 表示隐藏FFT频谱显示。
问题描述 很是开心的一天,沉下心来,和同学一起编写调试了蓝牙信号接收模块—虚拟示波器,实现了数据接收、保存以及可视化等功能,具体如下所示;在这个过程中,结实了优秀的小伙伴,号称获得过物联网比赛一等奖(湖北赛区 可能把本科缺少的那段时光补回来了一些些,~附:本项目中发现:1、HC-05蓝牙模块的脆弱性,硬件设备竟然会出现稳定性问题;2、多方的配合,共同能够努力的成果~感谢~ 附录:补充材料 附1、为什么定制蓝牙示波器
在电子信息通信类专业学习中,大家都会接触到示波器,之前本人也在各种论坛、博客以及星球内上传过各种示波器的教程。但是发现还是有很多大侠提议需要连载篇来督促自己每日的学习。" 今天给大侠带来一周玩转示波器,第一篇初识示波器(台式示波器、便携示波器、手持示波器、平板示波器)、探头介绍以及测试一个信号,话不多说,上货。 ? 本次连载从众多的品牌型号中归纳出示波器使用的一般规律,目的是让读者阅读这篇文章后,能掌握大部分数字示波器使用的方法。所涉及的范围不包括大型台式示波器。 初识示波器 我们常用的示波器主要有台式示波器(本文章不涉及使用方法)、便携示波器、手持示波器和平板示波器。 1、台式示波器 ? 图1-1 2、便携示波器 ? 图1-2 3、手持示波器 ? 图1-3 4、平板示波器 顾名思义,平板示波器就是没有按键和旋钮的示波器,采用全触控操作。 ? 图1-4 探头介绍 下图为常用的探头及其附件: ?
在电子信息通信类专业学习中,大家都会接触到示波器,之前本人也在各种论坛、博客以及星球内上传过各种示波器的教程。但是发现还是有很多大侠提议需要连载篇来督促自己每日的学习。" FPGA技术江湖"就是这么一个宠粉的公众号,那就满足各位大侠的需求,将相关的教程以及学习资料整理整合后变成了“一周玩转示波器”。每日十分钟,坚持下去,量变成质变。 图4-5 当示波器更换新探头或探头长时间未使用时,需要对探头进行补偿校准。 垂直系统调节 示波器常见的有 2 通道和 4 通道,每个通道有独立的参数,对这些参数进行设置,就是垂直系统调节。 垂直系统在按键区域通常标示为“Vertical(垂直)”(也有的示波器并未专门标示该区域,如手持示波器,只是将相关按键集中在一个区域以方便使用)。 ? 图5-1 ? 图5-2 ? 图5-10 (3)平板示波器可用手指直接拖动波形上下移动,无需按键或旋钮。 ?
比如,如果示波器的采样率是每秒10G次(10GSa/s),则意味着每100ps进行一次采样。 由Nyquist定理我们知道对于最大采样率为10GS/s的示波器,可以测到的最高频率为5GHz,即采样率的一半,这就是示波器的数字带宽,而这个带宽是DSO的上限频率,实际带宽是不可能达到这个值的,数字带宽是从理论上推导出来的 不同插值方式的波形显示 使用正弦插值法时,为了准确再显信号,示波器的采样速率至少需为信号最高频率成分的2.5倍。使用线性插值法时,示波器的采样速率应至少是信号最高频率成分的10倍。 比如,当时基选择10us/div档位时,整个示波器窗口的采样时间是10us/div*10格=100us,在1Mpts的存储深度下,当前的实际采样率为:1M÷100us=10Gs/s,如果存储深度只有250K 若要获得10kHz的分辨率,则采集时间至少为:T=1/△f=1/10kHz=100ms,对于具有100kB存储器的数字示波器,可以分析的最高频率为: 示波器的 FFT 运算 在下图所示的例子中,266MHz
2.5 示波器功能介绍 二代示波器采用STM32F429BIT6自带的12bit ADC进行数据采集,当前二代示波器依然没有外接示波器模拟前端,全部采用F429内部资源以及软件功能实现,相比一代示波器 支持自动触发和普通触发下,触发位置指示: 每个ADC通道实际采集的是1024*10个数据,实际处理的是1024*2个数据,通过如下方式指示当前显示波形在是1024*2个ADC数据中的起始位置,这种方式也方便采集数据的浏览指示 下面通过以下10点对示波器的功能进行一个全面的介绍: (1)采集正弦波,方波和三角波效果展示。 (2)2048点浮点FFT计算的幅频显示。 (3)水平和垂直测量功能。 (10)对话框功能介绍(在本章2.4小节已经做介绍)。 注意:测试波形全部由Agilent 33220A任意波形发生器生成。 2.6 波形显示效果 双通道示波器采样率2Msps。 (1)幅值单位10V,波形显示效果 (2)幅值单位5V,波形显示效果 (3)幅值单位2V,波形显示效果 (4)幅值单位1V,波形显示效果 (5)幅值单位500mV,波形显示效果 (6)幅值单位200mV
第8章 示波器设计—测量功能 二代示波器测量功能实现比较简单,使用2D函数绘制即可。不过也专门开辟一个章节,为大家做一个简单的说明,方便理解。 ******************************************************** * 函 数 名: DSO_DrawCursorH * 功能说明: 绘制示波器的水平测量游标 ******************************************************** * 函 数 名: DSO_DrawCursorV * 功能说明: 绘制示波器的垂直测量游标
第6章 示波器设计—双通道ADC驱动 本章节为大家讲解示波器的ADC驱动,采用STM32自带ADC实现。 6.1 3个ADC的快速交替采样 6.2 双通道ADC采样 6.3 拓展阅读 6.4 总结 6.1 3个ADC的快速交替采样 起初二代示波器是打算像一代示波器那样,准备做成3ADC 6.1.1 方案一 依然采用一代示波器那种方式,3个ADC都独立配置自己的DMA通道和相应的定时器进行触发。 测试现象 ADC工作不正常时,二代示波器波形显示效果如下: ? 其中ADC3使能了模拟看门狗,用于示波器上升沿的正常触发功能。另外,使用定时器触发是为了设置不同的采样率。 2、ADC2用于简单电压采集,未使用定时器和DMA。