FPGA多处理器实现高波形捕获率数字存储示波器

"这篇论文研究了基于FPGA的多处理器数字存储示波器的设计，旨在提高波形捕获率和减少‘死区时间’，从而提升示波器的测量效率和异常信号检测能力。" 在现代科技领域，尤其是在电力电子和通信技术中，数字存储示波器扮演着至关重要的角色，用于产品设计和调试。随着技术的进步，工程师对示波器性能的需求不断提升，数字存储示波器因其强大的分析和计算功能逐渐成为主流。实时采样率和实时带宽是评估其性能的关键指标，但波形捕获率同样不容忽视，它直接影响到对偶发事件的观测能力。 传统的数字存储示波器存在“死区时间”的问题，即在数据处理和存储期间无法进行采样，导致大量信号信息丢失，从而降低调试效率。论文作者姚笛和吴友宇提出了一种创新方案，利用FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）实现多处理器并行处理的示波器架构，以解决这一问题。 FPGA是一种可编程的集成电路，能根据需求配置成各种逻辑功能。在本文提出的系统中，FPGA被用来驱动多个处理器协同工作，每个处理器负责不同的任务，如数据采集、处理和显示，这样可以减少“死区时间”，增加波形捕获率。通过并行处理，数据的存储和分析同时进行，显著提升了整体测量效率，使得示波器能更有效地捕捉和分析随机异常信号，对于电路故障的快速调试具有重要意义。 系统结构包括前端的放大器和A/D采样模块，后端的多处理器系统、存储器以及显示器。FPGA协调各个处理器的工作，确保在数据采集的同时进行处理，从而大大减少“死区时间”，提高波形捕获率。 通过对比分析，论文强调了高波形捕获率对于检测异常信号和提高调试效率的重要性。多处理器并行处理的数字存储示波器结构为示波器设计提供了一个新的方向，有助于提升电子设备测试和调试的效率，推动相关行业的发展。 关键词：FPGA，多处理器，数字存储示波器，波形捕获率，死区时间，电路调试