[發(fā)明專利]數(shù)字示波器及信號(hào)測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010616918.0
• 申請(qǐng)日: 2010-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102539864A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王悅;王鐵軍;李維森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京普源精電科技有限公司
• 主分類號(hào): G01R13/02
• 分類號(hào): G01R13/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及數(shù)字示波器技術(shù)，具體涉及一種數(shù)字示波器及信號(hào)測(cè)量方法。

背景技術(shù)

示波器是觀察電信號(hào)時(shí)常用到的測(cè)量裝置，示波器可以改變水平檔位來(lái)改變時(shí)基從而觀察波形的細(xì)節(jié)，也可以改變垂直檔位將幅度較小的波形進(jìn)行放大從而便于觀察。數(shù)字示波器（DSO）是近年發(fā)展起來(lái)的一種先進(jìn)測(cè)量?jī)x器。與傳統(tǒng)的模擬示波器相比，數(shù)字示波器具有很多優(yōu)點(diǎn)，如數(shù)字示波器可以進(jìn)行波形存儲(chǔ)、快速傅立葉變換等等。

參考圖1，數(shù)字示波器100包括測(cè)量部件101、軌跡強(qiáng)度生成器102、存儲(chǔ)器103、顯示部件104、觸發(fā)器105和中央控制器106。

測(cè)量部件101接收被測(cè)信號(hào)，對(duì)被測(cè)電信號(hào)進(jìn)行信號(hào)整理，并執(zhí)行數(shù)字采樣。測(cè)量部件101在將經(jīng)過(guò)信號(hào)整理的被測(cè)信號(hào)輸出至觸發(fā)器105的同時(shí)，還得到并輸出采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)。

觸發(fā)器105根據(jù)測(cè)量部件101產(chǎn)生的經(jīng)過(guò)信號(hào)整理的被測(cè)信號(hào)或其輸出的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)。觸發(fā)器105可以具有多種觸發(fā)類型，比如：邊沿觸發(fā)類（上升沿、下降沿、上升沿&下降沿）、脈沖寬度觸發(fā)類（大于、小于或等于設(shè)定的脈沖寬度）、斜率觸發(fā)類（大于或小于設(shè)置的上升或下降時(shí)間）、時(shí)間設(shè)置類（設(shè)置上升或下降時(shí)間或時(shí)間窗）等。當(dāng)測(cè)量部件101接收的被測(cè)信號(hào)或其輸出的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)符合觸發(fā)條件時(shí)，觸發(fā)器105可以產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，并將觸發(fā)信號(hào)輸出到中央控制單元106。中央控制單元106根據(jù)觸發(fā)器105輸出的觸發(fā)信號(hào)，控制軌跡強(qiáng)度生成器102從測(cè)量單元101采集所述采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)。示波器100也可以接收來(lái)自示波器100的外部或內(nèi)部其他的部件的觸發(fā)信號(hào)，中央控制單元106也可以根據(jù)這些觸發(fā)信號(hào)，控制軌跡強(qiáng)度生成器102從測(cè)量單元101采集所述采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)。

在本實(shí)施例中，軌跡強(qiáng)度生成器102的主要工作是根據(jù)采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)波形軌跡進(jìn)行繪圖。具體而言，軌跡強(qiáng)度生成器102接收來(lái)自測(cè)量部件101的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算出波形軌跡的強(qiáng)度信息。例如，軌跡強(qiáng)度生成器102在接收到關(guān)于被測(cè)信號(hào)的采樣信息后，執(zhí)行如下操作：

1.??????????????在來(lái)自測(cè)量單元101的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)中，依次根據(jù)每?jī)蓚€(gè)相鄰采樣點(diǎn)的幅度差值的大小，即根據(jù)每?jī)蓚€(gè)相鄰采樣點(diǎn)的幅度值的差值的絕對(duì)值的大小,設(shè)定兩個(gè)采樣點(diǎn)中的后一個(gè)采樣點(diǎn)的強(qiáng)度，從而得到一組反映所述采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)中全部采樣點(diǎn)的幅度值變化情況的強(qiáng)度值。在關(guān)于幅度值變化情況的強(qiáng)度值計(jì)算時(shí)，對(duì)應(yīng)幅度變化大的采樣點(diǎn)，可以設(shè)置較小的強(qiáng)度值，反之則設(shè)置較大的強(qiáng)度值。強(qiáng)度的具體取值可以由函數(shù)計(jì)算或通過(guò)查表方式來(lái)獲得；

2.??????????????根據(jù)顯示部件104中的LCD顯示器108的像素?cái)?shù)目、示波器100的顯示時(shí)基和測(cè)量部件101的采樣率，將上述關(guān)于采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)中各個(gè)采樣點(diǎn)的強(qiáng)度值按采樣先后順序劃分入多個(gè)時(shí)間窗口中，進(jìn)行壓縮合并處理，可以形成用于在LCD顯示器108上顯示波形軌跡的強(qiáng)度信息。在LCD顯示器108上，顯示器108的橫軸對(duì)應(yīng)波形軌跡的時(shí)間軸，縱軸對(duì)應(yīng)波形軌跡的幅度值，橫軸上的每個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)所述時(shí)間窗口。在所述波形軌跡的強(qiáng)度信息中，對(duì)應(yīng)一個(gè)時(shí)間點(diǎn)可以有多個(gè)軌跡點(diǎn)的強(qiáng)度信息，每個(gè)所述軌跡點(diǎn)的強(qiáng)度值均是由對(duì)應(yīng)同一時(shí)間窗口、同一幅度值的一個(gè)或多個(gè)采樣點(diǎn)的強(qiáng)度值計(jì)算而得。在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于波形軌跡的同一時(shí)間窗口上的每個(gè)軌跡點(diǎn)的強(qiáng)度值的計(jì)算有多種方法，對(duì)于本實(shí)施例而言，采用了點(diǎn)顯示方式和矢量顯示方式兩種，用戶可以選擇。

對(duì)于點(diǎn)顯示方式：通過(guò)對(duì)同一時(shí)間窗口內(nèi)的每一個(gè)幅度值，統(tǒng)計(jì)采樣點(diǎn)出現(xiàn)的次數(shù)，使采樣點(diǎn)出現(xiàn)的次數(shù)多，強(qiáng)度值就高，出現(xiàn)的次數(shù)少，強(qiáng)度值就小，由此可以計(jì)算出對(duì)應(yīng)該時(shí)間窗口的所有軌跡點(diǎn)的強(qiáng)度值。

對(duì)于矢量顯示方式：不僅需要計(jì)算出每個(gè)所述時(shí)間窗口中的每個(gè)軌跡點(diǎn)的強(qiáng)度值，還需根據(jù)每?jī)蓚€(gè)軌跡點(diǎn)的強(qiáng)度值，計(jì)算出每?jī)蓚€(gè)軌跡點(diǎn)之間的各個(gè)中間點(diǎn)的強(qiáng)度值，在計(jì)算每?jī)蓚€(gè)軌跡點(diǎn)之間的各個(gè)中間點(diǎn)的強(qiáng)度值時(shí)，可以根據(jù)兩個(gè)采樣點(diǎn)之間的幅值變化快慢確定其強(qiáng)度的大小，變化快使其強(qiáng)度值小，變化慢，使其強(qiáng)度值大。

在本實(shí)施例中，顯示部件104包括強(qiáng)度映射裝置和LCD顯示器。強(qiáng)度映射裝置接收來(lái)自軌跡強(qiáng)度生成器102輸出的強(qiáng)度信息，將強(qiáng)度信息映射為L(zhǎng)CD顯示器的亮度，在對(duì)應(yīng)LCD顯示器的一個(gè)像素位置，軌跡強(qiáng)度生成器102輸出不同的強(qiáng)度信息時(shí)，強(qiáng)度映射裝置可以使LCD顯示器的該像素位置呈現(xiàn)不同的亮度，據(jù)此實(shí)現(xiàn)波形軌跡的顯示。