基于NIOS II平台的触摸便携式数字存储示波器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于NIOSII平台的触摸便携式数字存储示波器，包括有FPGA控制板、电源模块，FPGA控制板内部集成有信号调整电路，FPGA控制板的I/O口扩展有TFT彩屏、SD卡、SDRAM，双通道模拟信号分别通过一个BNC接口连接到FPGA控制板的信号调整电路进行适当的电压变换与调整，调整后的信号接入模数转换器经过采样、转换成数字信号，数字信号保存于FPGA控制板内部构建的FIFO栈；FPGA控制板内部嵌入NIOSII软核，NIOSII软核将FIFO栈中的采样值读取入软件中，进行处理、显示、保存。本实用新型专利技术改变以往示波器笨重的形象，小型化，精密化；采用触摸屏技术，使得人机交互变得更顺畅便捷；改变以往示波器繁杂的硬件体系结构，设计出SOPC系统。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

Touch portable digital storage oscilloscope based on NIOS II platform

The utility model discloses a touch portable digital storage oscilloscope based on NIOSII platform, including the FPGA control board, power supply module, internal FPGA integrated circuit control board, FPGA control board I/O port expansion TFT color screen, SD card, SDRAM, dual channel analog signal through a BNC interface connected to the signal the adjusting circuit of FPGA control board for voltage conversion and proper adjustment, signal access ADC adjusted after sampling, converted into digital signals, digital signals stored in the FPGA control panel to construct FIFO stack; FPGA control board embedded within the NIOSII core, NIOSII core FIFO will sample the value in the stack read into the software. Processing, display and storage. The utility model changes the past oscilloscope heavy image, miniaturization, precision; using touch screen technology, human-computer interaction becomes more smooth and convenient; change the oscilloscope complicated hardware architecture, the design of SOPC system.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及示波器领域，本技术涉及一种基于NIOS II平台的触摸便携式数字存储示波器。
技术介绍
传统数字示波器比较笨重，不够便携，另外人机接口操作也较复杂，而且价格昂贵，较好一些的价格在5000元以上；然而一些应用场合不方便携带体积庞大的示波器，或者出于成本考虑，性能较高的示波器价格昂贵，而价格低的示波器性能又欠佳，综合以上考虑，设计出了便携的、可触摸的、价格低廉的数字示波器。
技术实现思路
本技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种基于NIOS II平台的触摸便携式数字存储示波器。本技术是通过以下技术方案实现的:一种基于NIOS II平台的触摸便携式数字存储示波器，其特征在于:包括有FPGA控制板、电源模块，FPGA控制板内部集成有信号调整电路，FPGA控制板的I/O 口扩展有TFT彩屏、SD卡、SDRAM，信号调整电路的信号输入端连接有BNC接口，双通道模拟信号分别通过一个BNC接口连接到FPGA控制板的信号调整电路进行适当的电压变换与调整，调整后的信号接入模数转换器经过采样、转换成数字信号，数字信号保存于FPGA控制板内部构建的FIFO栈；FPGA控制板内部嵌入NIOS II软核，NIOS II软核将FIFO栈中的采样值读取入软件中，进行处理、显示、保存。所述的基于NIOS II平台的触摸便携式数字存储示波器，其特征在于:所述的TFT彩屏的控制器为SSD1963，TFT彩屏自带触摸屏，触摸屏的控制器为XPT2046，用于人机交互的实现。SD卡用于读写文件，保存采集到的波形；SDRAM用于给NIOS内核提供运行所需的内存。所述的基于NIOS II平台的触摸便携式数字存储示波器，其特征在于:所述的模数转换器采用AD9288。所述的基于NIOS II平台的触摸便携式数字存储示波器，其特征在于:所述的电源模块分为数字电源与模拟电源，数字电源部分:外部供电为7V电压，经过LM2596-3.3V开关芯片变换成3.3V电压，负责给FPGA的I/O 口相关部分供电，3.3V经过LM1117-1.2V变换成1.2V电压，给FPGA内核供电，3.3V经过SPX3940-2.5V变换成2.5V电压给FPGA的PLL电路供电；模拟电源部分:7V经过LM1117-5V变换成5V电压给运算放大器正电压供电，5V经过MAX735开关芯片变换成-5V电压给运算放大器负电压供电。本技术的原理是:模拟信号通过信号调理电路进行适当的电压缩放、提升变换，然后经过AD芯片采样后，由NIOS II软核读取数据并处理。本技术的优点是:(I)对结构进行改进，改变以往示波器笨重的形象，小型化，精密化。(2)采用触摸屏技术，使得人机交互变得更为顺畅便捷。(3)改变以往示波器繁杂的硬件体系结构，设计出SOPC系统。(4)系统结构的改造，实现真正意义上的SOPC系统。(5)高速、高精度、低噪声的模拟输入通道的设计，以及PCB板布线的优化，提高抗干扰性。(6)图形内核的嵌入，提高人机交互的可操作性、便捷性。附图说明图1为本技术的结构框图。图2为模拟电源的电路图。图3为数字电源的电路图。图4为信号调整电路的电路图。具体实施方式如图1所示，一种基于NIOS II平台的触摸便携式数字存储示波器，包括有FPGA控制板1、电源模块2，FPGA控制板I内部集成有信号调整电路3，FPGA控制板I的I/O 口扩展有TFT彩屏4、SD卡5、SDRAM 6，信号调整电路3的信号输入端连接有BNC接口 7，双通道模拟信号分别通过一个BNC接口 7连接到FPGA控制板I的信号调整电路3进行适当的电压变换与调整，调整后的信号接入模数转换器8经过采样、转换成数字信号，数字信号保存于FPGA控制板I内部构建的FIFO栈；FPGA控制板I内部嵌入NIOS II软核，NIOS II软核将FIFO栈中的采样值读取入软件中，进行处理、显示、保存。TFT彩屏4的控制器为SSD1963，TFT彩屏4自带触摸屏，触摸屏的控制器为XPT2046，用于人机交互的实现。SD卡5用于读写文件，保存采集到的波形；SDRAM 6用于给NIOS内核提供运行所需的内存。如图2、3所示，电源模块分为数字电源与模拟电源，数字电源3部分:外部供电为7V电压，经过LM2596-3.3V开关芯片变换成3.3V电压，负责给FPGA的I/O 口相关部分供电，3.3V经过LMl117-1.2V变换成1.2V电压，给FPGA内核供电，3.3V经过SPX3940-2.5V变换成2.5V电压给FPGA的PLL电路供电；模拟电源2部分:7V经过LM1117-5V变换成5V电压给运算放大器正电压供电，5V经过MAX735开关芯片变换成-5V电压给运算放大器负电压供电。如图4所示，继电器Kl控制耦合方式:K1闭合为直流耦合，断开为交流耦合。输入信号经过Rl，R2，R3分压电阻网络进行衰减，继电器K2负责控制衰减倍数，然后经过运算放大器OPl进行电压跟随，再经过1/3衰减后，送入程控放大器AD603。REF3040芯片是基准电压源，作为D/A芯片的参考电压以及AD603的控制电压。AD5320是D/A芯片，其输出控制AD603的放大倍数。信号经过AD603进行适当放大(缩小)后，再经过运算放大器0P3进行电压提升后，送入AD9288芯片采样，采样结果将按时钟信号存放入FPGA内部的FIFO栈中。本技术的主要技术指标:(I)数字带宽 IOOMHz。(2)模拟带宽 IOMHz。(3 )存储深度:双通道，每通道8KB。(4)电压灵敏度:25mv/div 10v/div。(5)扫速范围:100ns/div 10s/div。触发方式:单次、正常、自动。权利要求1.一种基于NIOS II平台的触摸便携式数字存储示波器，其特征在于:包括有FPGA控制板、电源模块，FPGA控制板内部集成有信号调整电路，FPGA控制板的I/O 口扩展有TFT彩屏、SD卡、SDRAM，信号调整电路的信号输入端连接有BNC接口，双通道模拟信号分别通过一个BNC接口连接到FPGA控制板的信号调整电路进行适当的电压变换与调整，调整后的信号接入模数转换器经过采样、转换成数字信号，数字信号保存于FPGA控制板内部构建的FIFO栈。2.根据权利要求1所述的基于NIOSII平台的触摸便携式数字存储示波器，其特征在于:所述的TFT彩屏的控制器为SSD1963，TFT彩屏自带触摸屏，触摸屏的控制器为XPT2046。3.根据权利要求1所述的基于NIOSII平台的触摸便携式数字存储示波器，其特征在于:所述的模数转换器采用AD9288。4.根据权利要求1所述的基于NIOSII平台的触摸便携式数字存储示波器，其特征在于:所述的电源模块分为数字电源与模拟电源，数字电源部分:外部供电为7V电压，经过LM2596-3.3V开关芯片变换成3.3V电压，负责给FPGA的I/O 口相关部分供电，3.3V经过LM1117-1.2V变换成1.2V电压，给FPGA内核供电，3.3V经过SPX3940-2.5V变换成2.5V电压给FPGA的PLL电路供电；模拟电源部分:7V经过LM1117-5V变换成5V电压给运算放大器正电压供电，5V经过MAX735开关芯片变换成-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于NIOS?II平台的触摸便携式数字存储示波器，其特征在于：包括有FPGA控制板、电源模块，FPGA控制板内部集成有信号调整电路，FPGA控制板的I/O口扩展有TFT彩屏、SD卡、SDRAM，信号调整电路的信号输入端连接有BNC接口，双通道模拟信号分别通过一个BNC接口连接到FPGA控制板的信号调整电路进行适当的电压变换与调整，调整后的信号接入模数转换器经过采样、转换成数字信号，数字信号保存于FPGA控制板内部构建的FIFO栈。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王宾，于水娟，石晓艳，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：实用新型
国别省市：