数字存储示波器通道隔离系统的设计.pdf

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1、分类号密级注1UDC学位论文数字存储示波器通道隔离系统的设计（题名和副题名）秦亮（作者姓名）指导教师姓名叶芃副教授电子科技大学成都（职务、职称、学位、单位名称及地址）申请学位级别硕士专业名称测试计量技术及仪器论文提交日期2012.3.20论文答辩日期2012.5.28.学位授予单位和日期电子科技大学答辩委员会主席谢永乐评阅人王志刚，袁渊2012年月日注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包

2、含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年

3、月日万方数据摘要摘要在如今的测量领域，浮地测量的应用非常广泛，如检测不间断电源、诊断马达驱动器、工控设备和电力系统，甚至放大器等模拟电路。传统的数字存储示波器在测量信号时，由于通道与通道间的接地端在示波器内部是相连的，在测量不共地信号时会发生短路的危险，甚至在大功率电器中发生火灾，不仅会烧坏仪器设备，而且会使得人身安全得不到保障。本文提出了一种数字存储示波器的通道隔离系统，分别从示波器模拟通道的信号隔离、控制隔离以及电源隔离上做硬件设计，使得示波器通道之间，通道与采集系统主板之间相互隔离，即实现浮地测量，这样在测量没有公共点位的信号时就

4、不会发生短路等危险。在研究设计过程中，模拟信号的隔离传输是整个通道隔离系统的重点设计部分，本文通过应用光耦、隔离变压器等器件搭建隔离电路，在数字存储示波器的模拟通道后端做信号隔离；同时，主板也通过数字隔离电路对模拟通道的各个模块进行隔离控制；在通道供电上，本文设计了隔离电源模块。信号隔离模块、控制隔离模块与隔离电源模块共同构成示波器通道隔离系统。本文设计的信号隔离模块的带宽从DC~100MHZ以上，达到了设计要求指标。除了整个隔离系统的设计之外，本文还为数字存储示波器的人机交互接口做了USB隔离模块的硬件设计，既能保证示波器与PC机之间

5、的传输速率，又能够保证两者之间的信号隔离。关键词：浮地测量，模拟通道，信号隔离，控制隔离，隔离电源I万方数据ABSTRACTABSTRACTNowinthemeasurementfield,itisverycommontomeasurethefloatingsignalswithseveraldifferentreferencepoints,suchasdetectinganuninterruptiblepowersupply,thediagnosisofmotordrivers,industrialcontrolequipmentan

6、dpowersystem,evenmeasuringanamplifierandotheranalogcircuits.WhenwemeasurethesignalbythetraditionalDigitalStorageOscilloscope(DSO),thegroundsbetweenchannelsintheDSOareconnectedinternallysothatitwillmakedangerinmeasuringthefloatingsignalssuchasshort-circuitorevenfireintheh

7、igh-powerelectricaldevices,whichwillnotonlydestroytheequipment,butalsomakepersons’safetynotbeguaranteed.ThisarticlepresentsaDigitalStorageOscilloscopeChannelIsolationSystem,whichcontainsthesignalisolationoftheanalogchannelinDSO,thecontrolisolationandpowerisolationhardwar

8、edesign.Thissystemmakesthechannelsthemselves,channelandacquisitionsystemmotherboardisolatefromeachother