[發(fā)明專利]數(shù)字示波器及其數(shù)據(jù)處理方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910108940.1
• 申請(qǐng)日: 2009-07-21
• 公開（公告）號(hào): CN101666820A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦軻;邵海濤;趙亞鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 秦軻;邵海濤;趙亞鋒
• 主分類號(hào): G01R13/02
• 分類號(hào): G01R13/02
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 吳 平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種數(shù)字示波器及其數(shù)據(jù)處理方法。

背景技術(shù)

數(shù)字示波器是一種電信號(hào)測(cè)試儀器，用于測(cè)量、觀察、記錄和分析各種瞬時(shí)物理電信號(hào)變化，在顯示屏上以波形方式顯示電信號(hào)在時(shí)間軸上的變化。數(shù)字示波器每秒鐘內(nèi)捕獲信號(hào)的次數(shù)，就是波形捕獲速率，也稱波形刷新率，單位是波形數(shù)/秒(wfms/s)。數(shù)字示波器的波形刷新率越高，捕獲偶發(fā)隨機(jī)事件的概率越高，越能重現(xiàn)微觀物理電信號(hào)的實(shí)時(shí)真實(shí)變化。

傳統(tǒng)的數(shù)字示波器都是采集一個(gè)波形數(shù)據(jù)，然后處理并顯示一個(gè)波形數(shù)據(jù)。受到數(shù)據(jù)處理速度的限制，在相同硬件環(huán)境下，數(shù)字示波器的總體刷新率沒(méi)有發(fā)揮到最大的功效。舉例來(lái)說(shuō)，數(shù)字示波器的前端已經(jīng)采集了10W個(gè)波形數(shù)據(jù)，后端可能只處理了2W個(gè)波形數(shù)據(jù)，因此，波形刷新率只有2wfms/s(理論上波形刷新率最大值為10wfms/s)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，有必要針對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)字示波器波形刷新率不高的問(wèn)題，提供一種能提高波形刷新率的數(shù)字示波器。

一種數(shù)字示波器，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、存儲(chǔ)模塊、顯存、顯示模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊采樣模擬信號(hào)，并將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；所述數(shù)據(jù)處理模塊用于將數(shù)據(jù)采集模塊輸出的數(shù)字信號(hào)暫存在存儲(chǔ)模塊中，判斷存儲(chǔ)模塊暫存的數(shù)據(jù)量是否等于預(yù)設(shè)值，在存儲(chǔ)模塊暫存的數(shù)據(jù)量等于預(yù)設(shè)值時(shí)從存儲(chǔ)模塊中讀取暫存的數(shù)據(jù)并進(jìn)行波形處理，從顯存中讀取波形數(shù)據(jù)，控制顯示模塊顯示波形。

優(yōu)選的，所述存儲(chǔ)模塊是靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。

優(yōu)選的，所述靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器采用先進(jìn)先出的存儲(chǔ)方式。

優(yōu)選的，所述存儲(chǔ)模塊暫存的數(shù)據(jù)量為數(shù)據(jù)采集模塊至少采集2次的數(shù)據(jù)量。

優(yōu)選的，所述存儲(chǔ)模塊暫存的數(shù)據(jù)量為數(shù)據(jù)采集模塊采集7次的數(shù)據(jù)量。

還提供一種數(shù)字示波器的數(shù)據(jù)處理方法。

一種數(shù)字示波器的數(shù)據(jù)處理方法，包括：S1：采集數(shù)據(jù)；S2：暫存數(shù)據(jù)；S3：判斷暫存的數(shù)據(jù)量是否等于預(yù)設(shè)值，如果是，則執(zhí)行S4，如果否，則執(zhí)行S1；S4：讀取暫存的數(shù)據(jù)并進(jìn)行波形處理；S5：顯示波形。

優(yōu)選的，所述步驟S3是通過(guò)計(jì)算采集數(shù)據(jù)的次數(shù)，并判斷采集數(shù)據(jù)的次數(shù)是否等于預(yù)設(shè)的次數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)的次數(shù)是7次。

優(yōu)選的，所述步驟S1和S2是一直進(jìn)行的。

上述數(shù)字示波器通過(guò)優(yōu)化工作流程(采集多次，處理一次)，提高了波形刷新率。

附圖說(shuō)明

圖1是數(shù)字示波器的示意圖。

圖2是數(shù)字示波器的數(shù)據(jù)處理方法的流程圖。

圖3是存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的格式示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1是數(shù)字示波器的示意圖。數(shù)字示波器包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、存儲(chǔ)模塊、顯存、顯示模塊。

數(shù)據(jù)采集模塊包括多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器。每個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器按特定的頻率實(shí)時(shí)采樣模擬信號(hào)，并將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。數(shù)據(jù)采集模塊的采樣速率一般很大，例如一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器在10ns內(nèi)采樣的數(shù)據(jù)量為2B，當(dāng)數(shù)據(jù)采集模塊的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的個(gè)數(shù)為5個(gè)時(shí)，其采樣速率便是1GB/s。

存儲(chǔ)模塊一般采用靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(Static?Random?Access?Memory，SRAM)。靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器最好采用先進(jìn)先出(First-In?First-Out，F(xiàn)IFO)的存儲(chǔ)方式。

數(shù)據(jù)處理模塊用于將數(shù)據(jù)采集模塊輸出的數(shù)字信號(hào)暫存在存儲(chǔ)模塊中，判斷存儲(chǔ)模塊暫存的數(shù)據(jù)量是否等于預(yù)設(shè)值，從存儲(chǔ)模塊中讀取暫存的數(shù)據(jù)并進(jìn)行波形處理，從顯存中讀取波形數(shù)據(jù)，控制顯示模塊顯示波形。

圖2是數(shù)字示波器的數(shù)據(jù)處理方法的流程圖。數(shù)字示波器的數(shù)據(jù)處理方法包括：

S1：采集數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)采集模塊的多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作方式為并行工作方式。每個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器按特定的頻率實(shí)時(shí)采樣模擬信號(hào)，并將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。

S2：暫存數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)處理模塊將數(shù)據(jù)采集模塊輸出的數(shù)字信號(hào)暫存在存儲(chǔ)模塊中。假設(shè)數(shù)據(jù)采集模塊一次采集的數(shù)據(jù)量為20Kb，存儲(chǔ)模塊的容量為2MB，那么存儲(chǔ)模塊最多可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)采集模塊100次采集的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的格式如圖3所示。數(shù)據(jù)采集模塊每次采集的數(shù)據(jù)都是暫存在存儲(chǔ)模塊中(而傳統(tǒng)的數(shù)字示波器是直接對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并進(jìn)行顯示)，然后數(shù)據(jù)采集模塊繼續(xù)采集數(shù)據(jù)。

S3：判斷暫存的數(shù)據(jù)量是否等于預(yù)設(shè)值，如果是，則執(zhí)行S4，如果否，則執(zhí)行S1。

該步驟可以通過(guò)計(jì)算數(shù)據(jù)采集模塊采集數(shù)據(jù)的次數(shù)，并判斷數(shù)據(jù)采集的次數(shù)是否等于預(yù)設(shè)的次數(shù)(可自由設(shè)定，例如100次)來(lái)實(shí)現(xiàn)。