數(shù)字存儲(chǔ)示波器波形運(yùn)算算法設(shè)計(jì)ppt課件

1、LOGO數(shù)數(shù)字存字存儲(chǔ)儲(chǔ)示波器波形示波器波形運(yùn)運(yùn)算算法算算法設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)爭(zhēng)辯畢業(yè)設(shè)計(jì)爭(zhēng)辯n班班級(jí)級(jí)：xxxxxxxxxxn學(xué)學(xué)生：生：xxxxxxn學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)：xxxxxx四、主要任務(wù)回想四、主要任務(wù)回想二、選題根據(jù)及意義二、選題根據(jù)及意義五、主要技術(shù)實(shí)際五、主要技術(shù)實(shí)際六、成果展現(xiàn)六、成果展現(xiàn)三、課題研討內(nèi)容三、課題研討內(nèi)容七、致謝七、致謝主要內(nèi)容主要內(nèi)容論文構(gòu)造二元運(yùn)算及二元運(yùn)算及高級(jí)數(shù)學(xué)功高級(jí)數(shù)學(xué)功能設(shè)計(jì)能設(shè)計(jì)數(shù)字示波器數(shù)字示波器系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述數(shù)字存儲(chǔ)示數(shù)字存儲(chǔ)示波器波形運(yùn)波器波形運(yùn)算算法設(shè)計(jì)算算法設(shè)計(jì)VisualDSP+簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介終了語(yǔ)終了語(yǔ)引言引言國(guó)外示波器運(yùn)用功能強(qiáng)大的處置器將數(shù)

2、學(xué)運(yùn)算功能拓展至高級(jí)數(shù)學(xué)運(yùn)算功能，它能實(shí)現(xiàn)丈量參數(shù)、函數(shù)、通道、常量之間的混合運(yùn)算，極大的提升了信號(hào)的處置和分析才干，如泰克的DSA70000。但是國(guó)內(nèi)示波器因本錢(qián)限制，尚不能運(yùn)用功能強(qiáng)大的CPU，根本的數(shù)學(xué)運(yùn)算功能只能實(shí)現(xiàn)波形的二元運(yùn)算、濾波運(yùn)算和FFT運(yùn)算。如何利用現(xiàn)有的硬件資源實(shí)現(xiàn)波形的微積分運(yùn)算、含括弧的四那么混合運(yùn)算也成為國(guó)內(nèi)示波器研發(fā)公司的主要義務(wù)之一。選題根據(jù)及背景選題根據(jù)及背景課題研討內(nèi)容 首先要學(xué)習(xí)C言語(yǔ)、數(shù)字存儲(chǔ)示波器相關(guān)知識(shí)和Visual DSP+集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)數(shù)字存儲(chǔ)示波器波形運(yùn)算功能定奠定根底。 其次，在Visual DSP+上編寫(xiě)C代碼，建立DSP工程，利用仿真

3、器銜接數(shù)字存儲(chǔ)示波器和PC，進(jìn)展調(diào)試，最終在數(shù)字存儲(chǔ)示波器中實(shí)現(xiàn)波形運(yùn)算的功能。一、穩(wěn)定C言語(yǔ)根底。二、了解了示波器的任務(wù)原理。三、學(xué)習(xí)了波形運(yùn)算的相關(guān)原理。四、熟習(xí)了DSP開(kāi)發(fā)環(huán)境。五、運(yùn)用Visual DSP+，進(jìn)展了波形的加減乘除及微積分的程序編寫(xiě)。主要技術(shù)實(shí)際主要技術(shù)實(shí)際二元運(yùn)算流程圖二元運(yùn)算流程圖ZOOM表示視窗擴(kuò)展方式，操作數(shù)1、2為通道的顯示數(shù)據(jù)，變量i表示當(dāng)前處置的600個(gè)數(shù)據(jù)的第i個(gè)，由于ADC是八位的，采樣值的范圍為0-255，所以在進(jìn)展二元運(yùn)算時(shí)，需求判別該處置數(shù)值能否有效，即能否處于0-255的區(qū)間范圍內(nèi)。示波器各個(gè)通道間的時(shí)基都是一致的，進(jìn)展運(yùn)算時(shí)，只需求把屏幕上每個(gè)

4、點(diǎn)進(jìn)展相應(yīng)的運(yùn)算即可。但是每個(gè)通道都擁有本人的幅度檔位，在計(jì)算時(shí)，需求把顯示數(shù)據(jù)區(qū)Dispbuffer中的數(shù)值轉(zhuǎn)化成同一的幅度單位數(shù)值，再進(jìn)展運(yùn)算，才干得到正確的波形運(yùn)算值。 復(fù)化求積公式中以復(fù)化Cotes公式精度最高，故本文采用復(fù)化Cotes公式。積分運(yùn)算流程圖在本系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)積分運(yùn)算流程圖如右圖所示。系統(tǒng)的顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)Dispbuffer長(zhǎng)度為600，其中，300個(gè)最小值，300個(gè)最大值，進(jìn)展積分運(yùn)算時(shí)，是將最大值和最小值平均后進(jìn)展運(yùn)算的，因此3式中的f(a)/f(b)即為a、b點(diǎn)的函數(shù)值，Si為區(qū)間a,i的積分結(jié)果。右圖中，T0和T299表示數(shù)據(jù)兩端的積分值。首先需判別要處理的數(shù)據(jù)能否

5、為第一個(gè)數(shù)據(jù)，假設(shè)是，那么用復(fù)化Cotes公式計(jì)算T0和T299，得到第一個(gè)數(shù)據(jù)的積分；假設(shè)不是，那么經(jīng)過(guò)3式計(jì)算Ti，經(jīng)過(guò)Si=Si-1+Ti，Si作為第i個(gè)數(shù)據(jù)的積分值送到顯示數(shù)據(jù)區(qū)待顯。300個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)都處理完之后即進(jìn)展顯示。數(shù)值積分原理10 ( )2( )( )/2niniTh f af xf b 111/ 201 ( )4()2( )( )/6nniiniiSh f af xf xf b 復(fù)化求積方法是把積分區(qū)間a,b分為n等分，為步長(zhǎng)，即在每個(gè)子區(qū)間上運(yùn)用低階求積公式，它又分為三種：復(fù)化梯形公式：復(fù)化Simpson公式：復(fù)復(fù)化化Cotes公式：公式：111/ 43 / 400111/

6、 2017 ( )( )32 ()() 12() 14( )/90nnniiiinniiiiThf af bf xf xf xf x123數(shù)值微分原理000( ) 3 ()4 ()(2 )/2ofxf xf xhf xhh 000( ) 3 ()4 ()(2 )/2ofxf xf xhf xhh 三點(diǎn)式公式又分為前向三點(diǎn)式和后向三點(diǎn)式。公式如下：00000() (2 ) 8 ()8 ()(2 )/12fxf xhf xhf xhf xhh45五點(diǎn)式公式如下：6 參與微分運(yùn)算的波形數(shù)據(jù)與積分一樣，本系統(tǒng)采用了頭尾數(shù)據(jù)進(jìn)展三點(diǎn)式微分，中間數(shù)據(jù)五點(diǎn)式微分的方法進(jìn)展運(yùn)算。 微分的流程如右圖所示。先判別

7、待處置的數(shù)據(jù)是第一個(gè)還是最后一個(gè)處置值，第一個(gè)處置值由于無(wú)法前向處置，因此采用后向三點(diǎn)式公示處置，同理，最后一個(gè)處置值采用前向三點(diǎn)式公示處置，處于中間段的數(shù)據(jù)采用五點(diǎn)式微分，300個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)處置完后送入顯示數(shù)據(jù)區(qū)待顯。微分運(yùn)算流程圖主要成果主要成果波形加法運(yùn)算的驗(yàn)證 本設(shè)計(jì)中，在CHI通道輸入頻率為1KHz的方波信號(hào)，CH2通道也輸入頻率為1KHz的方波信號(hào)，兩者幅值都為正負(fù)1.5V，經(jīng)過(guò)本設(shè)計(jì)的加法運(yùn)算之后，得到的結(jié)果是是幅度為正負(fù)3V的方波波形，與預(yù)期符合，如圖2。波形減法運(yùn)算驗(yàn)證 本設(shè)計(jì)中，在CHI通道輸入頻率為1KHz的方波信號(hào)，CH2通道也輸入頻率為1KHz的方波信號(hào)，兩者幅值都為正負(fù)

8、1.5V，經(jīng)過(guò)本設(shè)計(jì)的減法運(yùn)算之后得到的信號(hào)為幅度為0V的直線波形，與預(yù)期符合，如圖3。波形乘法運(yùn)算驗(yàn)證 本設(shè)計(jì)中，在CHI通道輸入頻率為1KHz的方波信號(hào)，CH2通道也輸入頻率為1KHz的方波信號(hào)，兩者幅值都為正負(fù)1.5V，經(jīng)過(guò)本設(shè)計(jì)的乘法運(yùn)算之后得到的信號(hào)為幅度為2.25V的直線波形.，與預(yù)期符合，如圖4。波形的除法運(yùn)算驗(yàn)證 CHI通道輸入頻率為1KHz的方波信號(hào)，CH2通道也輸入頻率為1KHz的方波信號(hào)，兩者幅值都為正負(fù)1.5V，經(jīng)過(guò)本設(shè)計(jì)的除法運(yùn)算之后得到的信號(hào)為幅度為1V的直線波形，與預(yù)期符合，如圖5。波形積分運(yùn)算驗(yàn)證 本設(shè)計(jì)中，在CHI通道輸入頻率為1MHz的正弦信號(hào)，經(jīng)過(guò)本設(shè)計(jì)的

9、積分運(yùn)算之后，得到的負(fù)余弦信號(hào)如以下圖6所示，從圖6可以看出復(fù)化Cotes公式較好的實(shí)現(xiàn)了波形的積分運(yùn)算。波形微分運(yùn)算驗(yàn)證 CHI通道輸入頻率為1MHz的正弦信號(hào)，經(jīng)過(guò)本設(shè)計(jì)的微分運(yùn)算之后，得到的信號(hào)如以下圖7所示，輸入的正弦波信號(hào)在經(jīng)過(guò)本設(shè)計(jì)的微分運(yùn)算之后，正弦信號(hào)變?yōu)橛嘞倚盘?hào)。波形微積分運(yùn)算驗(yàn)證 為驗(yàn)證本設(shè)計(jì)中的微積分運(yùn)算能否正確，輸入一個(gè)正弦信號(hào)之后，經(jīng)過(guò)本設(shè)計(jì)的積分運(yùn)算，再進(jìn)展微分操作，其結(jié)果應(yīng)該為信號(hào)本身。從圖8可以看出，本設(shè)計(jì)完美的驗(yàn)證了數(shù)值微積分運(yùn)算在DSO中的正確運(yùn)用。u大學(xué)本科的學(xué)習(xí)生活即將終了。在此，我大學(xué)本科的學(xué)習(xí)生活即將終了。在此，我要贊賞一切曾經(jīng)教導(dǎo)過(guò)我的教師和關(guān)懷過(guò)要贊賞一切曾經(jīng)教導(dǎo)過(guò)我的教師和關(guān)懷過(guò)我的同窗，他們?cè)谖疑L(zhǎng)過(guò)程中給予了我我的同窗，他們?cè)谖疑L(zhǎng)過(guò)程中給予了我很大的協(xié)助。