[發明專利]一種具有軌跡顯示功能的數字示波器

有效

• 申請號: 201210537423.8
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN103869127B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 游宇;王悅;王鐵軍;李維森
• 申請（專利權）人: 北京普源精電科技有限公司
• 主分類號: G01R13/02
• 分類號: G01R13/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 戴云霓

技術領域

本發明涉及通用電子測量測試領域，具體地涉及一種具有軌跡顯示功能的數字示波器。

背景技術

圖1為現有技術的一種示波器的結構示意圖。如圖1所示，組成該示波器100的幾個主要單元包括：1、控制器102：用于控制整個示波器系統的設置，提供友好的人機交互體驗；2、狀態機104：用于控制示波器各個主要單元之間的進程和相互關系；3、ADC，模擬數字轉換器106，對被測信號進行采樣，即模擬到數字的轉換，得到采樣數據；4、采樣存儲單元108：用于完成ADC采樣數據的處理和存儲；5、波形處理和繪制單元110：用于對顯示用的采樣數據進行處理，并繪制成顯示的波形；6、屏幕顯示單元112：用于將繪制的波形，人機界面以及其他需要顯示的內容顯示在顯示屏幕上；7、各種存儲器：包括采樣存儲器114、波形存儲器116和顯示存儲器118等，用于存放相應的數據。采樣存儲器114存儲數字量的采樣數據，波形存儲器116存儲繪制好的波形，顯示存儲器118存儲待顯示的波形。有多種方式實現上述這些單元，可以用CPU，可以用DSP，可以用FPGA/CPLD，還可以是ASIC等等。一般來說，控制器102是CPU或DSP，采樣存儲單元108是FPGA或CPLD，存儲器是ASIC，其他單元根據示波器的具體功能和性能需求或有所變化和取舍。

圖2為現有技術的一種具有軌跡顯示功能的示波器的軌跡及波形顯示部分的結構示意圖。如圖2所示，該示波器200包括：波形處理單元1101、控制器210、軌跡存儲控制單元220、軌跡存儲器230、波形繪制單元1102和屏幕顯示單元112，圖2中只給出與波形、軌跡顯示相關的單元，其他附屬單元、器件可參見圖1。波形處理單元1101和波形繪制單元1102對應于圖1中的波形處理和繪制單元110。相同的標號指示相同的器件，不同的標號代表不同的器件或功能發生改變的器件。結合參閱圖1，波形處理單元1101，用于進行波形處理后得到每一幀波形數據；波形繪制單元1102，用于獲取每一幀波形數據，繪制得到波形，供顯示單元112進行波形顯示。所顯示的波形是多幀波形數據的歷史疊加，從而展現出余輝顯示、波形的概率顯示。軌跡一般是由控制器210讀取軌跡存儲器230來獲得。軌跡存儲控制單元220，用于從每n幀波形數據中抽取一幀作為一幀軌跡，存儲在軌跡存儲器230中（覆蓋之前存儲的一條軌跡），之后控制器來210讀取每一幀軌跡，供屏幕顯示單元112在屏幕上進行顯示。波形繪制單元1102的數據來源于波形處理單元1101。但是在早期的示波器中或無概率顯示的示波器的設計中，波形繪制單元1102和軌跡存儲控制單元220的數據是一致的。波形處理單元1101進行的波形處理是指要把采樣數據按要求繪制在屏幕上。簡單的有矢量顯示和點顯示，復雜一些的有概率顯示和余輝顯示。圖2中的CH1表示被測信號來自第一通道，該示波器可以是多通道的示波器。

軌跡是簡單繪制的波形，早期示波器或無概率顯示示波器，軌跡和波形是一樣的。復雜的波形就帶有其他軌跡所無法攜帶的信息，比如概率。運行期間軌跡更新一定比波形更新慢，也就是波形處理數據的一次次抽取顯示。二者是獨立的，沒有具體的關系，但是在停止的時候二者必須是相同的。這里相同的意思是來自同一次的采樣數據。

在高捕獲率示波器上，通常軌跡的捕獲率還是比較低，這是因為通常軌跡是由控制器讀取之后，再進行后續的操作，比如Math運算、測量、分析等等功能，這些操作所耗費的時間都比平均捕獲時間長得多，尤其在操作很多的情況下，耗費的時間將會累加。因此軌跡和波形是不同步的。在運行期間，用戶會感覺軌跡的更新速率明顯低于波形的更新速率，但是軌跡還是波形中的其中一條，例如，波形處理單元產生0~200幀波形處理數據，停止時，軌跡顯示的是依據第190幀而產生的軌跡，波形顯示的是第180~200幀波形數據的疊加。但是在停止的時候，為了讓最后一條軌跡和最后一條波形相同，現有或通常的做法是讀取最后一條波形的軌跡。具體讀取軌跡的辦法有很多，但是都避免不了重新配置的操作，在某些設計中，這樣的重新配置會導致屏幕上停止的波形會發生變化，用戶體驗不好。

發明人在實現本發明的過程中發現，現有技術的不足至少包括：