Projekt Universeller Analogeingang für FPGA-basiertes Oszilloskop

Diese Projektseite definiert einen universellen Analogeingang für FPGA-basierte Oszilloskope, Spektrumanalysatoren und Logikanalysatoren.

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Projekt

Projektstatus

Das Projekt ist in Planung

Kostenziel

Zeitplan

Konzept

Feature List

Hier bitte die gewünschten Features eintragen:

Kalibierspannungen mit Abgleichfunktion
kalibierte Offsetspannungen für Eingangsverschiebung
grosser, AC-tauglicher common mode-freier Schiebebereich
Einstellbare Eingangsverstärkung
Automatische Eingangsverstärkungsregelung (automatic gain control)
Mischer für Eingangsspannungen
Analoger Differenzbildner
Eingangswahlschalter für Signalquelle(n) / GND
Eingangskopplung DC, AC
Eingangsdämpfung HF, LF
zuschaltbarer Terminator 50Ω, 75Ω
über Relais einstellbarer Eingangsspannungsteiler, welche Relais genau wäre zu klären, Teilung 1:10 und 1:100
zuschaltbarer 50Ω-Abschluss-Widerstand für max. 40Vpp am Eingang (5V/div)
umschaltbare AC/DC-Kopplung, wer das lieber in Software realisieren mag bestückt den AC-Teil einfach nicht
möglichst große und einstellbare Analogbandbreite für den vielseitigen Einsatz
zusätzliche Bandbreitenbegrenzung (entfällt bei Einsatz des LMH6518)
über DAC einstellbare Offset-Verschiebung, auch hier gilt wieder, wer das in Software mit den digitalisierten Werten realisieren mag bestückt den Teil einfach wieder nicht, es wäre zu klären was für ein DAC zum Einsatz kommen soll (16bit?)
AA-Filter sollten genauso wenig auf der Eingangsstufe platziert sein wie auch ggf. notwendige zusätzliche ADC-Treiber, das erhöht die Flexibilität der Eingangsstufe und mögliche Einsatzzwecke, sie gehören daher auf die ADC-Platine
zentrale Spannungsversorgung, aus der alle weiteren Spannungen abgeleitet werden, das erhöht die Betriebssicherheit
zu klären wäre, wie sämtliche Interfaces (DAC, SPI, CM-Spannungen) ausgestaltet werden sollen
Ground-Coupling, möglichst an der BNC-Buchse, um das tatsächliche Eingangsrauschen der gesamten Stufe samt Eingangsspannungsteiler beurteilen zu können
Einschleifen eines Testsignals zur Geräte-Kalibrierung
verschiedene Kalibrierspannungen

bei Einsatz des LMH6518:

herausgeführte CM-Anschlüsse für MainOut und AuxOut, damit die Möglichkeit besteht beides an entsprechende Zusatz-Module anzupassen
über Koax-Anschlüsse herausgeführtes diff. MainOut und diff. AuxOut (50Ω-Technik, vorzugsweise SMA oder SMB)
Potentialfreie (galvanisch getrennte) Analog Eingänge
mehrere unterschiedlich steile / flache AA-Filter

Realisierung

Zielplattformen

Terasic DE2-115 Altera Cyclone 4
Digilent Xilinx Spartan 3E Dev board
Digilent Spartan 3E
Digilent Xilinx Spartan 3A Dev board
Digilent Atlys / Nexys
Trenz Spartan 6 SLX45, TE630 SLX75
AVNET LX150T
SUMP-LA (?)

Digitale Funktionen

Hier bitte die gewünschten, realisierten digitalen Funktionen eintragen:

Anstatt eines Mini-TFT 640×320 oder einer kleinen Oszi-Röhre, eine übersichtliche Ausgabe im Breitbild auf TFT mit > 1024 Punkten
Mehrer Bildschirme für FFT, Spektrum, Mathematik, Analogfunktionen, z.B: parallele Ausgabe von totalem Bildschirm und gezoomtem Bildschirm auf zwei Monitoren und parallele Ausgabe von FFT, Spektrum der eingehenden Signale, mathematische Funktonen auf drittem Monitor
statt fest eingebranntem 10×8–Gitter eine bequeme und stufenlose Zoomfunktion mit Autoskalierung, die dynamisch angepasst ist,
geschickte(re) Farbgebung, damit "Strahl" und "Gitter" differenzierbar sind und trotzdem direkt zur Messung verwendet werden können
real time FFT mit z.B. 64k, damit man auch etwas Auflösung hat
statt langsamer Übertragungsrate zum PC, hohe Updatraten in Realzeit mit ausreichend geringer Latenz nahe Null, so dass 75Hz verzögerungsfrei dargestellt werden können,
real time interpreter für eigenes serielles Daten-Protokoll (in openVHDL leicht machbar)
Verzerrungsmessgerät THDN auf der Basis von FFT und Vergleichseingang
Screen-Splitting, wählbare Aufteilung des Bildschirmes (1,2,4 Subframes) in verschiedene Teilbereiche, in denen unterschiedliche Signaldarstellungen laufen
Ausgabe der gewonnenen Daten über USB / Ethernet an PC