[發明專利]用于測量儀器的混合信號采集系統

有效

• 申請號: 201010287713.2
• 申請日: 2010-09-17
• 公開（公告）號: CN102033149A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: K·P·科比恩斯
• 申請（專利權）人: 特克特朗尼克公司
• 主分類號: G01R13/00
• 分類號: G01R13/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李娜;王洪斌

技術領域

本發明涉及測試和測量儀器領域，更具體而言涉及用于采集包括模擬信號和邏輯信號的混合信號的系統。

背景技術

用于采集模擬信號和邏輯或數字信號并顯示所采集的信號的測量儀器作為混合信號示波器是眾所周知的?；旌闲盘柺静ㄆ髯罱炎兊脽o處不在。這些儀器在添加數字信號捕捉的情況下增加了傳統的示波器能力。因此，此類儀器被視為示波器與“小型邏輯分析儀”的組合，其中，模擬信號的采集定時與邏輯信號的采集定時對準?！靶⌒瓦壿嫹治鰞x”通道將采集擴展至更多的通道，適合于對邏輯信號使用。這些額外通道可以在調試嵌入式系統時提供有價值的見解。

現在參照圖1，舉例說明傳統混合示波器10的透視圖?；旌鲜静ㄆ?0在殼體12內包括小型邏輯分析儀電路和示波器電路且還在殼體12的前面板上包括具有8通道輸入端子的四個模擬輸入接口14和邏輯輸入接口16。所述前面板包括顯示屏18和多個控制旋鈕和按鈕。圖2示出模擬輸入接口14中的一個的放大視圖，其中，此接口包括BNC型輸入連接器20和六個輔助觸頭22，其用于識別探針類型、對探針施加功率、并在探針與示波器10之間進行通信。在題為“Electronic?Interconnect?Device?for?High?Speed?Signal?and?Data?Transmission”且被轉讓與本發明相同的受讓人的在2002年6月11日授權(issue)的美國專利No.6,402,565(William?R.Pooley等人)中討論了本模擬接口的基本原理。

圖3是傳統混合信號示波器10的方框圖。模擬輸入接口14的四個連接器200～203處的四個通道模擬輸入信號被施加于用于調節輸入信號的振幅等的調節電路240～243。經調節的模擬信號被模數(A/D)轉換器260～263分別數字化成例如8位數字信號。這些數字信號通過抽取器280～283而被存儲在采集存儲器30中。數字接口16的八個連接器160～167處的八個通道邏輯輸入信號分別被通過八個比較器320～327施加于八個鎖存電路340～347，其中，在圖3中為了簡化視圖未示出比較器322～325和鎖存電路342～345。比較器320～327中的每一個將輸入邏輯信號與預定閾值電平相比較以在輸入邏輯信號高于閾值電平時生成“高”邏輯信號并在輸入邏輯信號低于閾值電平時生成“低”邏輯信號。來自比較器320～327的這些邏輯信號被鎖存電路340～347鎖存。來自鎖存電路340～347的鎖存邏輯信號通過8位抽取器36被存儲在采集存儲器30中。來自時鐘發生器40的時鐘信號被施加于A/D轉換器260～263和鎖存電路340～347，以便邏輯采集定時與模擬采集定時對準。

對應于邏輯輸入信號和模擬輸入信號的存儲數字信號被傳輸到顯示控制器/存儲器塊42，其中，顯示控制器柵格化數字信號，將這些信號存儲在顯示存儲器中并隨后在顯示屏18上顯示模擬和邏輯輸入信號的波形?？刂破?4包括微處理器46、存儲器48和輸入設備50，諸如圖1所示的控制旋鈕和按鈕。微處理器46依照存儲在存儲器48中的程序和來自輸入設備50的指令來控制塊240～243、280～283、36、40、30和42的操作。雖然在圖3中為了簡化附圖未示出觸發電路，但觸發電路通過將來自調節電路240～243的信號或來自A/D轉換器260～263的輸出和/或來自鎖存電路340～347的輸出與由控制器44設置的觸發條件相比較來生成觸發信號。該觸發信號控制輸入信號的哪個部分被存儲在采集存儲器30中。

混合信號示波器目前存在的問題之一是要提供多少邏輯通道。為了獲得簡化和成本效益，雖然圖3僅示出8個邏輯通道，大多數儀器已在16個附加邏輯通道方面標準化。雖然這滿足了大多數客戶的需要，但仍存在需要附加通道的應用。另外，用戶常常并不需要全部的模擬采集能力，特別是在4通道混合信號示波器上。

存在已被或正在被添加到示波器以擴展其采集能力的許多“專用”能力。這些包括但不限于(1)高垂直分辨率(10或12位)和(2)觸發并采集高速串行數據信號。這些能力通常在專用儀器中找到。存在少量的高分辨率產品，但其是昂貴的并由利基市場(niche)公司構造。高速串行數據采集已受限于高帶寬示波器。通常，數據采集是模擬的，具有作為二次過程發生的到數字的轉換。

需要的是一種用于允許用戶在使用中相對于模擬和數字通道的數目配置儀器的系統和方法。另外，需要的是一種用于以用于主流混合域示波器的附件的形式提供專用采集能力的方法。

發明內容