[發明專利]一種具有高觸發精度的示波器

有效

• 申請號: 201210573118.4
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103901243B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 龔桂強;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: G01R13/00
• 分類號: G01R13/00
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 任漱晨

本發明提供了一種具有高觸發精度的示波器，包括：設置單元，用于設置比較電平；數據采樣單元，用于對被測信號進行數字采樣，獲得n路采樣數據，n≥1；數字比較單元，用于依據第一高電平和第一低電平，分別對每一路采樣數據進行電平比較處理，產生n路第一比較信號；以及依據第二高電平和第二低電平，分別對每一路采樣數據進行電平比較處理，產生n路第二比較信號；第一高電平小于或等于第二低電平；觸發控制單元，用于依據比較信號進行觸發邏輯處理產生觸發信號。本發明利用四個比較電平對采樣數據進行電平比較處理，既可以消除噪聲，又能夠減小時間誤差，使用戶期望的觸發位置與實際產生的觸發位置更加接近，提高了觸發的精度。

技術領域

本發明涉及測試測量技術領域，特別是涉及一種具有高觸發精度的示波器。

背景技術

示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器，它能把人眼看不見的電信號轉換成人眼可見的波形圖像，便于人們研究各種電信號的變化過程。數字存儲示波器(DigitalStorage oscilloscopes，DSO)，簡稱數字示波器，是通過模數轉換器把被測量信號轉換為數字信息并進行存儲，并利用存儲的數據重建波形信號并在示波器的屏幕上進行顯示。

觸發是示波器的核心功能之一，所謂觸發，是指按照需求設置一定的觸發條件。當被測信號中的波形滿足該觸發條件時，示波器即時捕獲該波形及其相應的部分，并顯示在屏幕上。目前的數字示波器已經出現了數字觸發，即，觸發信號的處理以及觸發方式的擴展可以由數字部分完成。

例如，中國專利CN 200710089788.8“改進型數字觸發器”，公開了一種數字觸發器100，該數字觸發器100可用于數字示波器。參照圖1，數字觸發器 100的數據采樣單元101對被測信號a進行數據采樣，獲得數字化的采樣數據 b；數字比較單元102將采樣數據b與比較電平進行比較，得到比較信號c；觸發單元103根據用戶設置的觸發類型對比較信號c進行邏輯處理，在識別到觸發事件時產生觸發信號d；進一步，數字示波器的采樣存儲單元可以依據觸發信號d對采樣數據b進行存儲，產生波形顯示數據，以供波形顯示單元進行波形顯示。

一般的，觸發控制單元103可用于實現多種觸發類型的邏輯處理，觸發類型可以是邊沿觸發、脈寬觸發、斜率觸發等等。如果是邊沿觸發，則在比較信號的上升沿和/或下降沿產生一觸發信號；如果是脈寬觸發，則在比較信號的正脈寬或負脈寬處于預設脈寬范圍內時產生一觸發信號；如果是斜率觸發，則在比較信號的正斜率時間或負斜率時間滿足預設時間范圍時產生一觸發信號。現有的觸發類型有多種，此處不再贅述。

現有技術的數字比較單元102有兩種電平比較處理方式：

一種方式是采用單一的比較電平來進行比較處理。采樣數據大于比較電平輸出邏輯“1”，小于比較電平輸出邏輯“0”，比較信號c是由數據“1”和數據“0”構成的高低電平信號。由于沒有粘滯作用，無法對采樣數據中的噪聲進行抑制，噪聲周圍的比較信號會時而高時而低，產生波動，不可避免會導致示波器觸發時，在邊沿上會產生波形跳變，導致誤觸發。

另一種方式是采用兩個比較電平來進行比較處理，數字比較單元202由粘滯比較器構成。參照圖2，例如，當被測信號為三角波信號時，經模數轉換后的采樣數據也形成三角波，用戶可以設置比較電平H及一個粘滯范圍，比較電平H和粘滯范圍組合后可以得到兩個物理比較電平，稱為上電平H和下電平L。如果粘滯比較器輸入的采樣數據b大于上電平，則粘滯比較器輸出數據為邏輯“1”，即高電平；如果輸入的采樣數據b小于下電平，則粘滯比較器輸出數據為邏輯“0”，即低電平，如果粘滯比較器輸入的采樣數據b處于上電平和下電平范圍之內，則滯比較器輸出保持前一電平狀態不變，最終產生的比較信號為 c1。