[發明專利]一種在示波器中提高數據采樣精度的裝置和方法

有效

• 申請號: 200910107739.1
• 申請日: 2009-05-27
• 公開（公告）號: CN101576610A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 秦軻;邵海濤;趙亞鋒
• 申請（專利權）人: 秦軻;邵海濤;趙亞鋒
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司
• 代理人: 何 平

技術領域

本發明涉及一種在示波器中提高數據采樣精度的裝置和方法。

背景技術

在目前的示波器開發中，為了提高采樣率，通常采用多個相對低速的模數 轉換器來拼出一個更高采樣率的系統。具體實施辦法是通過控制輸入給模數轉 換器的采樣時鐘相位，根據采用的模數轉換器的個數，將輸出的多路時鐘相位 均勻分布在360度內，最終再將多個模數轉換器采樣到的數據根據時鐘相位按 順序排列出來，就形成一個更高采樣率的系統。

圖1是傳統的數據采集系統的示意圖。傳統的數據采集系統通常包含模擬 信號輸入通道、多路模數轉換單元、數據處理單元、時鐘信號產生單元。時鐘 信號產生單元用于產生多個時鐘信號，每個時鐘信號的頻率相同，但相位不同， 各時鐘信號的相位在360度內均勻分布。圖1所示的是時鐘信號產生單元輸出4 個時鐘信號的情況，4個時鐘信號依次是CLK1、CLK2、CLK3、CLK4，那么 CLK1的相位是0度，CLK2的相位是90度，CLK3的相位是180度，CLK4的 相位是270度。多路模數轉換單元由多個模數轉換器組成，每個模數轉換器分 別接收一個時鐘信號作為采樣時鐘。圖1所示的是多路模數轉換單元由4個模 數轉換器組成的情況，4個模數轉換器依次是第一模數轉換器、第二模數轉換器、 第三模數轉換器、第四模數轉換器。

外界的模擬信號經過調理后分發到每個模數轉換器，模擬信號經過模數轉 換后進入數據處理單元。第一至第四模數轉換器輸出的數字信號依次是D1、D2、 D3、D4。數據處理單元根據時鐘信號的相位順序對數字信號進行排序，對圖1 而言，數據排列的前后順序是D1、D2、D3、D4。

時鐘信號的相位精度決定了數據采集系統的精度。而傳統的數據采集系統 的時鐘信號的相位是固定的，類似一個開環系統，因此不能消除各時鐘信號間 固有的誤差。也不能根據不同機器的芯片、硬件之間的差異，以及環境溫度的 變化來動態的調整時鐘信號的相位誤差。從而導致數據采集系統的采樣精度比 較低。

發明內容

有鑒于此，有必要針對上述問題，提供一種采樣精度較高的時鐘信號相位 校正裝置。

一種時鐘信號相位校正裝置，包括多路模數轉換單元、時鐘信號產生單元、 相位校正信號產生單元、相位比較單元、時鐘相位控制單元；所述相位校正信 號產生單元用于產生相位校正信號，所述相位校正信號是上升沿為ps級的脈沖 信號；所述多路模數轉換單元對相位校正信號進行模數轉換處理，輸出至少二 路數字信號；所述相位比較單元用于比較任意二路數字信號的相位，并輸出相 位差；所述時鐘相位控制單元根據相位差產生控制信號；所述時鐘信號產生單 元根據控制信號調整時鐘信號的相位。

優選的，所述多路模數轉換單元包括至少二個模數轉換器。

優選的，所述多路模數轉換單元包括十個模數轉換器。

優選的，所述比較任意二路數字信號的相位包括：選擇某一路數字信號作 為基準信號，將其它路數字信號的相位分別與基準信號的相位進行比較。

還提供一種時鐘信號相位校正方法。

一種時鐘信號相位校正方法，包括：產生相位校正信號，所述相位校正信 號是上升沿為ps級的脈沖信號；對相位校正信號進行模數轉換處理，輸出至少 二路數字信號；比較任意二路數字信號的相位，并輸出相位差；根據相位差產 生控制信號；根據控制信號調整時鐘信號的相位。

優選的，所述至少二路數字信號是十路數字信號。

優選的，所述比較任意二路數字信號的相位包括：選擇某一路數字信號作 為基準信號，將其它路數字信號的相位分別與基準信號的相位進行比較。

還提供一種數據采集系統，包括模擬信號輸入通道、多路模數轉換單元、 數據處理單元、時鐘信號產生單元、相位校正信號產生單元、切換開關、時鐘 相位控制單元；所述數據處理單元包括相位比較單元；所述相位校正信號產生 單元用于產生相位校正信號，所述相位校正信號是上升沿為ps級的脈沖信號； 所述切換開關用于使多路模數轉換單元選擇連接模擬信號輸入通道或相位校正 信號產生單元；所述多路模數轉換單元對相位校正信號進行模數轉換處理，輸 出至少二路數字信號；所述相位比較單元用于比較任意二路數字信號的相位， 并輸出相位差；所述時鐘相位控制單元根據相位差產生控制信號；所述時鐘信 號產生單元根據控制信號調整時鐘信號的相位。