基于SPCE061A的通用示波器存儲功能擴展設計

　　3.2 數字信號的存儲和D/A轉換

　　經A/D轉換的結果需要存儲到存儲器中，其存儲容量為獲取波形的取樣點數目，用直接存放A/D變換后數據的獲取存儲單元來表示。在SPCE061A中有2K×10bit的SRAM存儲單元，實際使用的SRAM的容量主要由A/D轉換的速率和掃描因子（t/div）共同決定，其關系如下式所示：

　　式中，fS為A/D轉換的取樣頻率，N為每格的取樣點數。由此可知，在A/D變換速率相同的條件下，存儲容量的大小決定掃描時間因子的大小。在設計中，A/D變換的速率fS最大為96kHz，若用1K的SRAM作為A/D轉換的存儲器，則最大掃描時間為10ms/div。在存儲擴展模塊中，單片機啟動A/D轉換器后，通過對P_ADC_MUX_Data（$702CH）單元中A/D轉換結果的比較，當有效的轉換結果出現時，才將結果保存到SRAM中，利用這種方法能夠有效地擴大掃描時間因子，對于單脈沖信號的捕捉非常有效。ADC的部分程序如下：

　　在A/D轉換中，不僅A/D轉換的位數和存儲容量決定示波器的垂直和水平分辨率，而且，通過單片機對A/D轉換結果的數字信號多次取平均處理，消除隨機噪聲，可以使垂直分辨率得到提高。 SPCE061A提供了2路D/A轉換通道，通過對寄存器P_DAC_MUX_Ctrl（702AH）單元的編程控制D/A轉換，將存儲器中的數字信號按順序轉換為仿真信號，加到示波器的Y通道放大器中，在熒光屏上重現信號的波形。

　　4 示波器存儲模塊的實驗研究

　　對于示波器存儲模塊的研究主要采用對同一信號進行實驗比較的方式。在實際中，利用HH4310A / HH4311A型通用示波器對信號進行1次直接測量和1次存儲測量，然后對2次測量結果（包括波形的失真度、幅值及頻率）進行比較。圖3（a）和（b）分別顯示對單脈沖信號的直接顯示波形和存儲顯示波形。

　　通過實驗結果的比較可以看出，在一定頻率（20kHz）以下，嵌入SPCE061A的示波器存儲模塊能夠實現對信號的不失真存儲。

　　5 結束語

　　通過實驗研究可以看出，利用SPCE061A可以實現對通用示波器存儲功能的擴展。通過單片機的編程可較好地實現對單次脈沖的存儲測量。雖然在SPCE061A中，A/D轉換、D/A轉換的速度和SRAM的容量限制了存儲信號的頻帶范圍，但是，其成本較低，性價比較高，具有一定的實用價值。若要擴大存儲信號帶寬的范圍，可采用高速A/D轉換器和D/A轉換器以及大容量的RAM來實現。