時域反射儀的硬件設(shè)計與實現(xiàn)----關(guān)鍵電路設(shè)計（三）

從表中可以看到，在一般情況下，CLK_NUM的周期都可以直接通過分頻來獲得，而在時基比較大時，如100ms/div情況下，由于本設(shè)計的存儲深度在3K左右，對應(yīng)了10屏(每屏300個點)的圖形，如果一次連續(xù)的將存儲器填滿，則需要的時間大概為12s，信號刷新率太低，不適合波形顯示，因此在100ms/div時基以后，都采用了軟件采樣的方式，且此時沒有存儲深度的概念。波形顯示采用了掃描的方式，CLK_NUM的周期由ARM內(nèi)部的定時中斷器開控制。此時屏幕上的信號不是一次刷新，而是從屏幕左方向右方依次更新，當(dāng)更新完最后一列信號后，又重新回到屏幕波形顯示區(qū)域的最左側(cè)，依次顯示新的波形。

圖4-29和圖4-30是峰值檢測電路時序仿真圖，其中MAX和M取輸出作為觀察峰值檢測模塊內(nèi)部單次比較結(jié)果，MAX_OUT和MIN_OUT是最終比較出的最大值和最小值，WR_CLK可以作為將比較出的數(shù)據(jù)寫入FPGA內(nèi)部RAM的寫時鐘信號。圖4-29顯示的是在CLK_NUM周期內(nèi)只有4個數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的輸出結(jié)果，而圖4-30表示的在CLK_NUM周期內(nèi)有8個數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的輸出結(jié)果。從兩張圖都可以看到，從數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)輸出都有一定的時間延時。雖然數(shù)據(jù)有延時，但通過這種流水線的方式將模塊的工作速度降了下來，使模塊工作更加穩(wěn)定，同時也不影響波形的正常顯示。

本峰值檢測模塊在示波器模式和時域測量模式下，經(jīng)過實驗證明，完全可以捕獲到寬度超過10ns的毛刺信號，而在200MSPS下，可捕獲的毛刺寬度將更窄。

3.3.3時域測量下的觸發(fā)

與一般的時域反射儀相比，本設(shè)計具有其它產(chǎn)品所沒有的觸發(fā)功能，該觸發(fā)功能的設(shè)計與示波器測量模式下的觸發(fā)完好的銜接在一起。脈沖時域測量的觸發(fā)不像示波器模式下的觸發(fā)那樣，還需要外部觸發(fā)模擬電路支持，由于脈沖信號是由數(shù)字電路來產(chǎn)生，所以可以直接利用FPGA內(nèi)部的數(shù)字邏輯單元來完成觸發(fā)設(shè)計，類似于示波器模式下的上升沿觸發(fā)，同時為了有效觀察脈沖信號的反射，脈沖信號需要在屏幕上可以左右的移動，在觸發(fā)電路設(shè)計上也具有預(yù)觸發(fā)的能力。

預(yù)觸發(fā)是在數(shù)字示波器取代模擬示波器后產(chǎn)生的一種新的觸發(fā)方式。這是因為模擬示波器不具備數(shù)據(jù)存儲的功能，而數(shù)字示波器利用它的大量數(shù)據(jù)存儲能力和軟件處理能力，實現(xiàn)了預(yù)觸發(fā)功能。有時在某些特定測試情況下，人們感興趣的波形部分并不是緊跟在引起穩(wěn)定觸發(fā)信號的后面，而是在觸發(fā)以后一段時間，或者是在觸發(fā)之前。這就需要采集系統(tǒng)能夠?qū)⒂|發(fā)事件前后一段時間內(nèi)發(fā)生的信號都存儲下來，以供處理器處理并顯示出來。在實際操作過程中，可