[發(fā)明專利]基于隨機(jī)信號(hào)的平均波形捕獲率測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510375713.0
• 申請(qǐng)日: 2015-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN105044642B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張沁川;葉芃;蔣俊;楊擴(kuò)軍;宋金鵬;趙佳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R35/00
• 分類號(hào): G01R35/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙)51220
• 代理人: 溫利平,陳靚靚

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)字示波器技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種基于隨機(jī)信號(hào)的平均波形捕獲率測(cè)試方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著以PCI Express、SATA、USB3.0等為代表的高速串行總線的廣泛應(yīng)用，信號(hào)帶寬、非平穩(wěn)特性以及信息量急速增長，由此導(dǎo)致的信號(hào)完整性問題使得低概率偶發(fā)事件日益突出，抖動(dòng)、異步故障和瞬態(tài)問題變得難以發(fā)現(xiàn)。為了提高測(cè)試的可靠性、縮短測(cè)試時(shí)間，要求測(cè)試系統(tǒng)能夠高速的獲取與實(shí)時(shí)處理、分析被測(cè)信號(hào)，具體而言，要求測(cè)試系統(tǒng)具有高速高精度采樣性能、深存儲(chǔ)能力和高的波形捕獲率，這是滿足寬帶、瞬態(tài)等現(xiàn)代測(cè)量需求的關(guān)鍵。

目前，國內(nèi)外廠商相繼從測(cè)試儀器的體系結(jié)構(gòu)入手，利用并行采集和處理技術(shù)、快速波形映射技術(shù)對(duì)測(cè)試儀器進(jìn)行了改進(jìn)，優(yōu)化測(cè)試儀器采集、處理、顯示三個(gè)邏輯模塊之間的關(guān)系，縮短被測(cè)信號(hào)在測(cè)試系統(tǒng)中的處理時(shí)間，以期提高系統(tǒng)的波形捕獲率，甚至實(shí)現(xiàn)所謂的“無縫采集”。其中，數(shù)字存儲(chǔ)示波器發(fā)展相當(dāng)迅速，在新修訂的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 15289—2009《數(shù)字存儲(chǔ)示波器通用規(guī)范》中，明確指明了波形捕獲率是衡量其數(shù)據(jù)采集性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，其定義為“單位時(shí)間內(nèi)示波器所能捕獲并顯示的波形幅數(shù)，wfms/s”，它表示單位時(shí)間內(nèi)采集系統(tǒng)所獲取并顯示的信息量的大小。另一方面，國內(nèi)外主要的數(shù)字存儲(chǔ)示波器廠商也都在其產(chǎn)品中明確的注明了儀器的波形捕獲率，如泰克公司的DPO70000系列數(shù)字熒光示波器最高波形捕獲率達(dá)300000wfms/s，安捷倫公司的Infiniium 90000A系列的數(shù)字存儲(chǔ)示波器波形捕獲率為400000wfms/s，國內(nèi)的Rigol公司的DS6000系列的最高波形捕獲率是180000wfms/s等。

雖然在數(shù)字存儲(chǔ)示波器中波形捕獲率指標(biāo)得到了廣泛的使用，但這些指標(biāo)都是儀器設(shè)計(jì)廠商按各自測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量計(jì)算所得，不同廠商之間儀器的指標(biāo)沒有嚴(yán)格的可比性，因此，在用戶實(shí)際使用中，該指標(biāo)只能作為某種參考。目前，有關(guān)通過外特性定量測(cè)試該項(xiàng)指標(biāo)的方法和專利還是較少，即2011年06月01日授權(quán)公告的、公告號(hào)為CN 101281224B、名稱為“數(shù)字示波器波形捕獲率的測(cè)試方法”，該方法也稱為“雙脈沖測(cè)試法”，填補(bǔ)了波形捕獲率測(cè)試方法的空白。但其實(shí)質(zhì)上其測(cè)量的是系統(tǒng)的最大波形捕獲率，也是瞬時(shí)波形捕獲率，并不能反映系統(tǒng)的平均性能；系統(tǒng)平均波形捕獲率，是通過構(gòu)造特殊的復(fù)合信號(hào)來測(cè)量短時(shí)平均波形捕獲率，雖然該指標(biāo)能反映系統(tǒng)波形捕獲率的短時(shí)平均性能，但是測(cè)試時(shí)間較短，僅有納秒到微妙級(jí)時(shí)間長度，而且測(cè)試方法較復(fù)雜，需要專門的測(cè)試裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于隨機(jī)信號(hào)的平均波形捕獲率測(cè)試方法，采用隨機(jī)脈沖信號(hào)作為測(cè)試信號(hào)來得到數(shù)字三維示波器的平均波形捕獲率。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明基于隨機(jī)信號(hào)的平均波形捕獲率測(cè)試方法，包括以下步驟：

S1：根據(jù)預(yù)設(shè)的隨機(jī)脈沖數(shù)量R生成隨機(jī)脈沖序列信號(hào)，R的取值范圍為R≥1/(T_acq*w)，其中w表示數(shù)字三維示波器的標(biāo)稱波形捕獲率，T_acq表示數(shù)字三維示波器的采集時(shí)間；將測(cè)試時(shí)間T_t劃分為個(gè)時(shí)間單元，r表示數(shù)字三維示波器工作在最高波形捕獲率下的時(shí)基檔位，利用偽隨機(jī)序列發(fā)生器生成在[0,N-1]范圍內(nèi)的隨機(jī)數(shù)，確定R個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的時(shí)間單元，脈沖對(duì)應(yīng)時(shí)間單元內(nèi)的起始時(shí)刻隨機(jī)確定；

S2：生成觸發(fā)信號(hào)，其頻率g超過被測(cè)示波器標(biāo)稱的最大波形捕獲率；

S3：調(diào)節(jié)數(shù)字三維示波器的工作參數(shù)使其工作在最快實(shí)時(shí)采樣檔或標(biāo)稱的最高波形捕獲率狀態(tài)下的時(shí)基檔位，然后根據(jù)脈沖信號(hào)的幅度設(shè)置數(shù)字三維示波器的垂直檔位；顯示方式為點(diǎn)顯示、無限余輝；存儲(chǔ)深度設(shè)置為最小值；設(shè)置數(shù)字三維示波器的觸發(fā)參數(shù)為：邊沿觸發(fā)類型、正常觸發(fā)方式、觸發(fā)源為觸發(fā)信號(hào)輸入的通道；

S4：同時(shí)將隨機(jī)脈沖序列信號(hào)和觸發(fā)信號(hào)輸入數(shù)字三維示波器，經(jīng)過測(cè)試時(shí)間T后，關(guān)閉信號(hào)輸入，記錄本次測(cè)試中數(shù)字三維示波器顯示的脈沖信號(hào)數(shù)量x_i；

S5：重復(fù)步驟S1至步驟S4共計(jì)Q次，將Q次測(cè)試捕獲到的脈沖信號(hào)數(shù)量求和得到捕獲到的脈沖信號(hào)總量

S6：計(jì)算平均波形捕獲率