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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 6G數(shù)字示波器
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本示波器，具有單通道6GSPS的高采樣率，128Mpts大容量存儲(chǔ)深度，10000wfms/s波形捕獲率，1GHz帶寬。其主要性能指標(biāo)均達(dá)到國(guó)內(nèi)一流水平。
- 詳細(xì)介紹：
- 采樣率、存儲(chǔ)深度和波我們根據(jù)國(guó)外數(shù)字存儲(chǔ)示波器的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)比許多國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)，結(jié)合國(guó)內(nèi)數(shù)字存儲(chǔ)示波器的實(shí)際發(fā)展水平和市場(chǎng)需要，考慮產(chǎn)品可行性和性價(jià)比，最后在老師的指導(dǎo)下經(jīng)過(guò)反復(fù)嚴(yán)密的論證確定了研制所要實(shí)現(xiàn)的示波器主要指標(biāo)為單通道并行采樣6GSPS的高采樣率，128Mpts大容量存儲(chǔ)深度，10000wfms/s波形捕獲率。形捕獲率是衡量數(shù)字示波器最關(guān)鍵的三大指標(biāo)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 隨著近幾年來(lái)計(jì)算機(jī)、通信、視頻等技術(shù)的迅速發(fā)展，給數(shù)字示波器的應(yīng)用帶來(lái)了廣闊的市場(chǎng)，同時(shí)也對(duì)測(cè)試和測(cè)量?jī)x器提出了更高要求。目前國(guó)內(nèi)中、高端數(shù)字存儲(chǔ)示波器市場(chǎng)主要由安捷倫科技、泰克、力科三大國(guó)外生產(chǎn)廠家主導(dǎo)。他們?cè)诓蓸勇省⒉东@率、存儲(chǔ)深度、帶寬等主要性能指標(biāo)上遙遙領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)廠家。國(guó)產(chǎn)示波器要在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中爭(zhēng)得一席之地，研發(fā)較高性能兼具性價(jià)比優(yōu)勢(shì)的示波器是關(guān)鍵。 整個(gè)數(shù)字示波器系統(tǒng)以FPGA為核心，采用了FPGA+DSP的系統(tǒng)主體結(jié)構(gòu)。利用FPGA豐富的邏輯資源及強(qiáng)大的現(xiàn)場(chǎng)可編程能力，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集模塊、通道控制模塊、觸發(fā)管理模塊及波形映射模塊等；DSP憑借其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和控制能力，完成對(duì)波形采樣數(shù)據(jù)的參數(shù)測(cè)量，數(shù)學(xué)運(yùn)算及頻譜分析，以及完成菜單繪制及各部分電路的協(xié)調(diào)控制等。 本示波器的特點(diǎn)是高采樣率、大容量存儲(chǔ)、高捕獲率。 四項(xiàng)項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)： 1、多ADC并行采樣技術(shù)。 2、大容量數(shù)據(jù)高速存儲(chǔ)技術(shù)。 3、波形映射顯示技術(shù)。 4、寬帶示波器觸發(fā)技術(shù)。 主要技術(shù)指標(biāo)如下： ? 單通道最大實(shí)時(shí)采樣速率：6GSPS ? 最大存儲(chǔ)深度：128Mpts ? 波形捕獲率：10000wfm/s ? 垂直分辨率： 8bits ? 3dB帶寬： 1GHz、500MHz、20MHz可控 ?
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 高實(shí)時(shí)采樣率是高性能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。由于受到高速采樣器件的限制，國(guó)內(nèi)主流的示波器為2GSPS采樣率，本系統(tǒng)采用多路ADC并行采樣技術(shù)，利用多片高速采樣率的ADC，通過(guò)高速差分時(shí)鐘相位控制來(lái)實(shí)現(xiàn)更高采樣率，采用分流傳輸和緩沖技術(shù)使高速數(shù)據(jù)流匹配FPGA的運(yùn)行速度。同時(shí)采用寬帶數(shù)字示波器觸發(fā)電路解決了寬帶系統(tǒng)中高速觸發(fā)信號(hào)難以被FPGA有效識(shí)別的問(wèn)題。 存儲(chǔ)深度表示示波器在最高實(shí)時(shí)采樣率下連續(xù)采集并存儲(chǔ)采樣點(diǎn)的能力。高速數(shù)據(jù)采集會(huì)產(chǎn)生巨大的數(shù)據(jù)流，通常需要海量緩存來(lái)存儲(chǔ)采樣數(shù)據(jù)。本品采用FIFIO+DDR2 SDRAM的存結(jié)構(gòu)，128Mpts的存儲(chǔ)深度已達(dá)到國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品的頂級(jí)水品。 傳統(tǒng)數(shù)字存儲(chǔ)示波器采用一種串行處理結(jié)構(gòu)。本品采用并行處理結(jié)構(gòu)和波形映射顯示技術(shù)，在FPGA中的波形映射模塊高速完成采集數(shù)據(jù)到波形圖像的映射，同時(shí)將微處理器從傳統(tǒng)的波形顯示管理中解放出來(lái)，并行完成系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)處理等功能，可以大幅提高波形捕獲率。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 樣機(jī)測(cè)試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 普通許可
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本示波器整體功能較強(qiáng)，指標(biāo)較高，尤其是其高達(dá)6GSPS的采樣率更是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)獨(dú)樹一幟，而128M的存儲(chǔ)深度和10000wfm/s的波形捕獲率也均達(dá)到國(guó)內(nèi)一流水平。加之1GHz的帶寬和齊全的觸發(fā)、耦合和時(shí)基選擇，可以廣泛的應(yīng)用到電子測(cè)量、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和排誤的各種領(lǐng)域。優(yōu)秀的人機(jī)界面設(shè)計(jì)和顯示界面設(shè)計(jì)也可以為使用者提供極大的便利。其預(yù)估的市場(chǎng)價(jià)格也只為國(guó)外同等水平示波器價(jià)格的一半。全面而強(qiáng)大的專業(yè)功能和優(yōu)秀的性價(jià)比表現(xiàn)將使得這款示波器在與同類產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中具有極大的競(jìng)爭(zhēng)力。
同類課題研究水平概述
- 國(guó)際上示波器行業(yè)主要有美國(guó)的泰克、力科、安捷倫公司。這些制造商的產(chǎn)品，基本上反映了國(guó)外示波器技術(shù)的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀和趨勢(shì)。由于他們?cè)谛袠I(yè)中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和品牌價(jià)值，進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)格十分高昂。近幾年，國(guó)內(nèi)示波器廠商如普源精電、優(yōu)利得、鼎陽(yáng)科技、綠楊、利利普、同惠電子、中策等在數(shù)字存儲(chǔ)示波器市場(chǎng)開拓及技術(shù)創(chuàng)新方面取得了不俗的成績(jī)。但是，國(guó)產(chǎn)示波器在許多關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)上，與國(guó)際知名品牌還有著十分巨大的差距。 泰克公司的DPO4000B系列數(shù)字熒光示波器提供了用于調(diào)試、檢測(cè)和分析第1代串行數(shù)據(jù)、RF、存儲(chǔ)器及一般用途設(shè)備的信號(hào)保真度、觸發(fā)和協(xié)議解碼及搜索功能。以下列舉了DPO4000B系列兩種產(chǎn)品型號(hào)： 型號(hào) 帶寬 采樣率 存儲(chǔ)深度 價(jià)格（人民幣） DPO4104B 1GHz 5 GS/s 20 Mpts 120,000 DPO4054B 500 MHz 5 GS/s 20 Mpts 100,000 安捷倫公司的7000系列示波器帶有能夠總保持響應(yīng)的快速M(fèi)egaZoom III深存儲(chǔ)器，從而能隨時(shí)快速捕獲和分析模擬、數(shù)字和串行信號(hào)。7000系列能檢測(cè)到微小的信號(hào)細(xì)節(jié)和偶然事件。以下是該系列的代表產(chǎn)品： 型號(hào) 帶寬 采樣率 存儲(chǔ)深度 價(jià)格（人民幣） DSO7104B 1 GHz 4 GS/s 8 Mpts 8,7000 DSO7054B 500 MHz 4 GS/s 8 Mpts 6,5000 普源精工則是國(guó)產(chǎn)市場(chǎng)的領(lǐng)路者，DS6104型示波器是國(guó)產(chǎn)示波器中的翹楚。 型號(hào) 帶寬 采樣率 存儲(chǔ)深度 價(jià)格（人民幣） DS6104 1 GHz 5 GS/s 140 Mpts 7,8000 本示波器的技術(shù)指標(biāo)： 帶寬 采樣率 存儲(chǔ)深度 波形捕獲率 價(jià)格（人民幣） 1 GHz 6 GS/s 128 Mpts 10,000wfm/s 4,5000
