[发明专利]优化微小信号测量的示波器及其方法

摘要

本发明公开了一种优化微小信号测量的示波器及其方法。示波器包括战舰STM32F103开发板和VCA810程控放大模块。其基本思路为先进行一轮预采样，以判断被测信号是否属于微小信号，并且测出信号的实际幅值；假如通过预采样判定被测信号是微小信号，则微处理器通过程控放大模块放大被测信号，使信号的信噪比提高；示波器对此放大后的信号进行采样，并与预采样得到的幅值相对比，得到信号被放大的倍数；微处理器按照此放大倍数，将采集到的信号数据还原为信号放大前的数据，即原始被测信号的数据，噪声在此过程中将被明显抑制。应用本发明，可以得到准确、清晰、低噪声的波形和准确的幅值、频率信息。

主权项

1.一种利用优化微小信号测量的示波器的示波方法，其特征在于，所述的示波器包括战舰STM32F103开发板和VCA810程控放大模块；战舰STM32F103开发板的DAC输出引脚经过第一电源后，连接至VCA810程控放大模块的DAC控制信号输入引脚；战舰STM32F103开发板的ADC1和ADC2分别连接到VCA810程控放大模块的输入端和输出端；战舰STM32F103开发板的地线引脚通过第二电源后，连接至VCA810程控放大模块的地线引脚；被测信号输入VCA810程控放大模块的输入端；战舰STM32F103开发板上连接用于显示的液晶屏和用于输入的键盘，由STM32F103单片机直接控制；所述示波方法的步骤如下：1）首先将被测信号输送至VCA810程控放大模块的输入端；2）被测信号首先被ADC1采样，STM32F103单片机读取ADC1采样得到的数据，并与预设值比较以判断被测信号是否属于微小信号；当判断出被测信号不属于微小信号时，继续使用ADC1进行采样，STM32F103单片机对ADC1采样得到的数据进行筛选，直至当波形符合用户所设置触发条件时，将采样所得数据存储；当存储数据满足预设条件时，完成一轮采样，STM32F103单片机读取存储的数据，并计算信号的幅值；战舰STM32F103开发板的DAC输出控制信号，使得VCA810程控放大模块不工作；STM32F103单片机根据本轮采样得到的数据，驱动LCD显示屏显示波形及信号参数；3）当判断出被测信号属于微小信号时，示波器将启用ADC2进行采样，STM32F103单片机对ADC2采样得到的数据进行筛选，直至当波形符合用户所设置触发条件时，将采样所得数据存储；当存储数据满足预设条件时，完成一轮采样，STM32F103单片机读取存储的数据，并计算信号的幅值；战舰STM32F103开发板的DAC输出控制信号，使得VCA810程控放大模块工作在放大状态，将被测微小信号放大；STM32F103单片机根据本轮采样得到的数据，驱动LCD显示屏显示波形及信号参数；4）显示一次波形后，示波器重复步骤2）和3），进行下一轮采样并根据本轮采样得到的数据，驱动LCD显示屏显示波形及信号参数。