[發明專利]一種數字示波器觸發系統

有效

• 申請號: 201410168774.5
• 申請日: 2014-04-24
• 公開（公告）號: CN103969483B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 劉洪慶;張成森;郭同華;陳秋偉;姜正吉
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: G01R13/02
• 分類號: G01R13/02
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司11340
• 代理人: 陳永寧

技術領域

本發明屬于數字示波器測試技術領域，尤其涉及的是一種數字示波器觸發系統。

背景技術

傳統的模擬觸發系統，信號的采集和觸發分成兩個路徑，由于兩路的延時和幅度都有不同，導致在觸發點的顯示結果，總會有抖動變化；同時模擬觸發系統多數采用模擬比較器和高速的邏輯門電路實現，器件布局面積大，器件發熱量高，整機功耗大；由于噪聲信號的影響，傳統的模擬比較器需要加入遲滯電路，以獲得穩定的顯示波形，但是限制了模擬觸發系統的觸發靈敏度。

數字示波器的觸發系統不僅能夠穩定地顯示重復的周期性信號，同時能夠顯示具有特定特征的信號，其觸發系統的精度以及靈活性決定了數字示波器是否能夠準確地顯示和分析測量信號。

數字示波器現有的觸發系統多數為模擬觸發系統，負責檢測信號電平的觸發器仍然使用處理原始測量信號的模擬電路。

信號進入示波器是走了兩個路徑，一個是信號通過放大器和調理電路，順利進入了A/D轉換器，進行數字采樣，進入采集緩存存儲器。另一路恰恰是不過A/D轉換器，從前端電路直接分離，走的是觸發電路路徑。兩條路徑包括不同的線性和非線性失真，這些失真引起顯示的信號和確定的觸發點間的系統性偏差。最糟糕情況是，觸發電路或許不響應有效觸發電平，或者觸發電路對觸發事件做出響應，而這些觸發事件事實上不能被采集路徑捕獲和顯示。因此，兩個路徑的頻響不同，噪聲環境各異，所以在采集來看，兩路的延時和幅度都有不同，導致在觸發點的顯示結果，總會有抖動變化。

數字示波器的觸發系統包含觸發建立和時間測量兩個部分。觸發建立部分包含高速比較器、觸發源選擇、觸發條件判定、觸發脈沖形成四個部分，主要通過高速的模擬比較器、高速的邏輯門電路來實現。由于器件多、速率高，觸發建立電路的器件布局面積大，器件發熱量高，整機功耗大。時間測量主要用于測量采樣點與觸發點的時間間隔△t，通過時間間隔TDC芯片來實現。TDC測量結果不精確會導致個別顯示波形相對觸發點偏移。TDC誤差的隨機分量引起在每個觸發事件上改變這個偏移，從而導致觸發抖動。

模擬觸發系統存在的問題主要有觸發抖動總是存在的，而且跟硬件電路關聯很大；即使通過數字后處理補償掉一部分抖動，但極大降低了處理速度和刷新速率；噪聲信號的穩定觸發，要求模擬觸發系統在觸發門限周圍實現一定遲滯，但是，對于小振幅信號，較大的遲滯又會限制模擬觸發系統的靈敏度。

因此，現有技術存在缺陷，需要改進。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種數字示波器觸發系統。

本發明的技術方案如下：

一種數字示波器觸發系統,其中,由模數轉換ADC模塊、數據重組模塊、上采樣器模塊、數字比較器模塊組成并依次連接；所述模數轉換ADC模塊,用于將示波器模擬通道傳送的模擬信號轉換成數字信號，產生2.5GSa/s采樣率的采樣數據，系統外部的時鐘發生模塊,用于為數字示波器的觸發系統提供1.25GHz的同步時鐘，1.25GHz的時鐘信號發送至所述模數轉換ADC模塊中的時鐘分配模塊，產生1.25GHz的0°和180°相位差的時鐘信號分別送到兩個1.25GSa/s采樣率的模數轉換ADC模塊中進行交叉采樣產生2路8位1.25Gbps的數據流，所述1.25Gbps的數據流在625MHz時鐘控制下經過1：2解復用輸出，產生4路8位的625Mbps的數據流及625MHz的同步時鐘發送至數據重組模塊作為數據重組模塊的數據輸入和時鐘輸入；所述數據重組模塊,用于將模數轉換ADC模塊輸出的4路8位625Mbps的數據流進行并行接收并緩沖存儲輸出x(n)給上采樣器模塊；所述上采樣器模塊，用于接收數據重組模塊的信號x(n)，通過插值算法進行重采樣，使屏幕的像素點和波形采樣點保持一致；所述數字比較器模塊將上采樣器模塊輸出的信號y(n)與規定的觸發門限值0-255進行比對，如果檢測到樣本點y(n)大于觸發門限值，所述數字比較器模塊改變輸出電平，輸出觸發信號。

所述的數字示波器觸發系統,其中,所述模數轉換ADC模塊為MXT2815。

所述的數字示波器觸發系統,其中,所述時鐘發生模塊為高穩定的時鐘鎖相環。