痕量N_(2)O气体检测中数字锁相放大器的设计

针对笑气(N_(2)O)等气态物质的滥用,基于量子级联激光器与波长调制技术相结合的检测方法,可以对吸食人员呼出笑气浓度进行检测,实现吸食人员的现场快速鉴定。针对检测过程中激光器光强抖动带来的测量误差,提出一种适用于痕量N_(2)O气体检测中数字锁相放大器的设计。该锁相放大器中集成了激光器光强调制模块,当碲镉汞探测器接收到吸收后的光强信号后,同时在FPGA中进行一次和二次谐波的解调,并对二次谐波进行归一化处理,避免光强抖动对测量的影响。使用该锁相放大器对检测系统的性能进行评估,通过质量流量控制器配置不同浓度N_(2)O气体,当激光器调制频率为5kHz,测得归一化二次谐波峰值平均值与N_(2)O气体浓度值之间的线性拟合度为0.992 1。使用Allan方差对检测系统的检出限进行评估,当系统的积分时间为0.1 s时,N_(2)O气体的检出限为17.7×10^(-9);积分时间为6.3 s时,N_(2)O气体的检出限达到最低为8.9×10^(-9)。该锁相放大器具有集成度高、检测速度快、信噪比高等优点,适用于痕量N_(2)O气体的现场快速检测。

基于单片机的简易数字存储示波器设计

旨在设计一种基于单片机的简易数字存储示波器,有效满足低成本、便携式、小型化的市场需求。该设计采用高性能的单片机作为核心控制器,结合模拟数字(analog to digital,A/D)转换器、存储器和显示模块,构建功能齐全的数字存储示波器系统。通过介绍数字存储示波器基本原理,明确设计目标和需求。在硬件设计方面,探讨了单片机、信号调理、程控放大电路;在软件设计方面,采用A/D转换、键盘扫描、LCD显示,增强系统的实用性。实验结果表明,该系统能够准确捕捉各种电信号波形,具有良好的稳定性,与市场上的同类产品相比,该设计在成本方面具有明显优势,适用于教育、维修、小型实验室等场合。

数字示波器专利技术综述

电子测量仪器行业是国家基础性、战略性产业。近年来国务院及国家发展改革委、工信部等相关部委陆续出台了多项具体产业政策鼓励支持电子测量仪器行业发展。同时,在电子测量仪器具体应用行业的政策鼓励下,电子测量仪器仪表沿着高端化、精密化、智能化的方向实现产业升级,并推动行业的规模化集中。

利用新型高采样率数字多用表实现方波电压测量

方波电压精确测量是实现示波器校准仪方波电压校准的主要手段,也是脉冲计量领域需要面对的难题之一。通过对方波电压常用测量方法的研究,提出了利用新型的8588A数字多用表实现方波电压快速测量的解决方案,并分析了测试方法原理,介绍了测试过程和测量不确定度评定流程。实验证明,所提的测量方法较好地解决了传统方波电压测量方法系统构成复杂、设置烦琐等问题,对方波电压校准测试具有较强的借鉴价值。

基于FPGA和单片机的数字示波器设计仿真及实现

使用EDA技术设计了一种采用FPGA加单片机为核心来实现数字示波器的顶层设计方案。输入信号通过AC/DC耦合电路、衰减电路和程控放大等电路进行调整,经过A/D转换器将模拟信号转换为数字信号后送到FPGA内进行频率计算、数据存储并控制模块不停采集数据,单片机将筛选后的数据通过串口发送给上位机实现波形检测。系统采用自上而下的设计方法分析各个电路模块,使用Verilog HDL语言设计各电路模块并在QuartusⅡ软件环境仿真实现。通过硬件测试,显示系统各功能正常,整个系统集成度高、成本低廉且使用方便。

基于矩阵开关的多通道数字示波器自动校准系统设计

本文利用矩阵开关,基于LabVIEW的自动测试技术,实现了数字示波器的全自动校准。通过在硬件设计中引入矩阵开关和信号补偿通道,实现示波器校准的通道自动切换和标准信号衰减修正。同时基于LabVIEW开发多通道数字示波器自动校准软件平台,实现硬件自动识别和通讯、各校准项目自动执行、记录和报告自动生成等功能。该系统具有较高的效率、准确性,且扩展性良好,大大简便了多通道数字示波器的校准,同时为如频率计等同类型设备的自动校准提供参考。

8Bit 1GHz数字存储示波器测量不确定度评定

根据国标GB/T 15289-2013数字存储示波器通用规范,对数字存储示波器的垂直灵敏度、时基范围、输入带宽及上升时间进行检测。本文以国标检测方法为纲,以数字示波器SDS5104X为例,考虑示波器垂直分辨力和水平分辨力的影响作用下,对上述检测项的不确定度进行分析和评定。

示波器中基于数字滤波的带宽限制研究

对示波器中基于数字滤波的带宽限制方法展开研究。介绍了示波器中带宽限制的含义和传统模拟电路实现方式的劣势;针对这些劣势,提出了一种基于数字滤波实现带宽限制的方法,描述了对应的实现结构和信号处理流程,给出了以数字滤波方式在100 MHz带宽限制下示波器的测试结果,以期对推进国产示波器的技术进步具有一定的参考价值。

物联网时代的便携式双通道数字示波器

示波器作为“电子工程师的眼睛”,是工程领域最常用的测量仪器之一。便携式示波器克服了传统数字示波器体积大、功耗高等缺点,在保留传统数字示波器的基本功能的情形下,使示波器变得更加的小型、便携,尤其适合在户外以及对测量仪器的体积要求十分严格的环境中使用。本文设计一款以FPGA为核心控制码,结合物联网相关技术的便携式双通道数字示波器。示波器设计分为4个模块:MCU主控模块、信号采样模块、显示模块和远程控制模块,能够精确测量频率范围为0.1 Hz~2 MHz,幅度范围为-5 V~5 V的信号,并能将数据实时传回移动终端。测试结果表明示波器各项指标均满足要求,达到了预期目标。

高速数字存储示波器实现技术

提出了一种基于随机取样技术的高速数字存储示波器的实现技术。采用FPGA实现100MS/ps数据采集控制和缓冲存储、触发控制、显示控制等所有逻辑控制电路,从而有效减小仪器体积、降低整机功耗;使用高分辨率模拟测时扩展器,使等效采样率达到10GS/ps,时间测量分辨率达到100ps,实现100MHz(-3dB)可重复信号的波形重现。文中给出了在最小时间分辨率下波形重建的结果。

高性能虚拟数字示波器的研究

目的 介绍了基于虚拟仪器设计软件 Labview开发的高性能虚拟数字示波器系统 .方法 由数据采集 DAQ、接口总线、硬件驱动程序和虚拟软件数字示波器软件构成了虚拟示波器系统 ,并应用在光纤气体浓度检测系统中 .结果与结论 在实际光纤气体浓度检测系统中的应用表明 ,该虚拟数字示波器很好地实现了检测信号的处理 ,并具有良好人机界面和性能 .

混沌背景下微弱信号时域参数检测的研究

数字示波器不能测量混沌背景中的微弱信号,该文结合混沌和神经网络构建检测模型实现该功能。运用混沌时间序列的相空间重构理论计算嵌入维数作为神经网络的输入维来构建网络模型,并采用单步预测方法,在混沌状态下直接测量混沌背景中微弱信号,获取微弱信号的波形。该方法能够测量微弱信号的时域参数,测量范围宽,逼近目标精度高,计算量小。实验结果证明了该方法具有很强的实用性。

数字存储示波器的总体评价

本文从性能指标出发,综述了数字存储示波器的技术特点和总体评价技术的发展状况,关于数字存储示波器校准与评价的几种不太适当的观点被详细讨论和分析。然后,描述了其总体评价指标,诸如静态特性、动态持性、瞬态特性、噪声和抗干扰特性、触发特性及其它几种特性。并提出了对数字存储示波器性能指标的两种分类方法,介绍了其它几种相关的可用于数字存储示波器评价的数字化测量设备评价方法,它们是拍频法、FFT变换法。

虚拟数字示波器的设计与实现

结合一个虚拟数字示波器的设计开发，介绍了虚拟仪器的基本组成，并重点介绍了基于图形化编程语言LabVIEW的虚拟仪器编程方法与实现技术。

基于PXI总线的虚拟数字示波器软件设计

提出了一种基于PXI总线的虚拟数字存储示波器实现方法。介绍了示波器数据采集板原理和底层驱动程序开发过程。结合设计的虚拟示波器面板,阐述在各种用户控制命令和状态下,数据的采集、处理以及波形和测量结果的显示等示波器功能的实现。

基于FPGA的便携式课外实验仪设计与实现

常用的信号源与示波器存在体积大、成本高、携带不便等问题,难以满足学生的课外实验所需。为了丰富学生的第二课堂,提高学生的动手实践能力,设计了一种基于FPGA的便携式课外实验仪。该实验仪具有信号源与示波器的功能,信号源可以产生正弦波、三角波和方波。经过实验测试表明,该设计成本低,可靠性强,参数精度高,方便实用,能够满足学生课外实验所需。

100MHz虚拟示波器数据采集卡的设计与实现

从自主研发的角度,提出了基于虚拟仪器的数字示波器的一种新的设计方法,该方法对数据采集卡硬件设计和配套软件的开发进行了研究。采用PCI接口,用DMA方式传输数据,使得采样频率可达100MHz,用户可通过软面板设置采样参数,采集的数据先送到系统内存,再直接以波形形式显示到软面板上,或者以数据文件格式存到PC机硬盘。该虚拟示波器已成功运用于弱电信号的采集。

数字示波器在高频信号采集中的应用

数字示波器与 PC机之间的通信实现数字信号处理方面的应用 ,简介了通信过程给出相关程序 。

IRIG-B码的产生与解调系统设计与实现

给出了一种基于ISA总线的B码产生与解调系统设计的新方法。B码产生模块从某个时间初始值开始运行产生时间信息,并按照国际通用的B码格式,产生出与当前时间对应的B码信号,其中运行初始值可由微机通过ISA总线任意设置;B码解调模块将标准时统设备送来的B码信号,通过电平转换之后送入FPGA,由FPGA通过内部逻辑解调出8421码格式的天、时、分、秒信息,通过ISA总线送入微机,以校准本机的系统时间。本系统可用于时统设备的调试与检修,也可作为实践教学设备使用,使所属人员了解IRIG-B码的结构及工作流程。设计具有灵活性和开放性的特点。

基于网络的数字示波器远程集中控制软件平台

为了实现对多种型号数字示波器的集中控制,提高大型实验中示波器数据采集效率,采用统一的层次化系统结构,将系统分为设备层、硬件设备驱动层、设备抽象层、FEP(前端处理器)设备服务层、应用服务层和表示层,实现了基于网络的不同型号数字示波器远程集中控制软件平台。对于新型的数字示波器及数据采集(DAQ)板卡、科学级CCD相机等其他诊断设备,只需要开发一个驱动接口即可加入到系统中,易于扩展设备。