[發(fā)明專利]一種數(shù)字熒光示波器波形顯示數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611152282.2
• 申請(qǐng)日: 2016-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN106841729B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高禮忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R13/02
• 分類號(hào): G01R13/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 彭雄

1.一種數(shù)字熒光示波器波形顯示數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換計(jì)算方法，其特征在于：將統(tǒng)計(jì)的各點(diǎn)波形頻度值轉(zhuǎn)換為顯示亮度分量值，且所述顯示亮度分量值能夠根據(jù)用戶設(shè)置的顯示亮度而改變并轉(zhuǎn)換得到RGB格式的顯示數(shù)據(jù)；波形頻度值轉(zhuǎn)換為顯示亮度分量值的方法為：先將波形頻度值區(qū)間按近似對(duì)數(shù)的關(guān)系進(jìn)行分段，而每段區(qū)間內(nèi)頻度值到顯示亮度分量值的轉(zhuǎn)換則采用線性壓縮的方法；具體包括以下步驟：

步驟（1），根據(jù)數(shù)字熒光示波器的最大波形更新率和顯示刷新的定時(shí)時(shí)間計(jì)算并確定波形頻度值的理論最大值和波形頻度值按二進(jìn)制存儲(chǔ)所需的位數(shù)；

步驟（2），根據(jù)步驟（1）確定的波形頻度值理論最大值確定波形頻度值理論最大值的區(qū)間，將波形頻度值理論最大值的區(qū)間按近似對(duì)數(shù)的關(guān)系進(jìn)行分段，得到各個(gè)分段區(qū)間；

所述步驟（2）將波形頻度值理論最大值的區(qū)間按近似對(duì)數(shù)的關(guān)系進(jìn)行分段的方法為：

將波形頻度值理論最大值歸一化，歸一化的值一分為二，其中點(diǎn)為1/2，取1/2～1之間的值作為段(S-1)；剩余的0～1/2再一分為二，中點(diǎn)為1/4，取1/4～1/2之間的值作為段(S-2)，依此分下去，直至剩余的最后一段（0～1/2^(S-1)）作為段0；其中，S表示分段數(shù)；

波形頻度值理論最大值區(qū)間為[0，F(xiàn)-1]，各段具體的分段區(qū)間為：

第0段的頻度值區(qū)間為[0，F(xiàn)/2^(S-1)-1]；

第i段的頻度值區(qū)間為[F/2^S-i，F(xiàn)/2^S-i-1-1]，其中，1≤i≤(S-1)；

分段數(shù)S應(yīng)為2的冪次方，即S=2^j，j＜h，且分段數(shù)S應(yīng)小于二進(jìn)制波形頻度值的位數(shù)K ，其中h 表示顯示亮度分量值t的二進(jìn)制位數(shù)；

步驟（3），根據(jù)顯示采用的RGB格式，確定顯示亮度分量值t的二進(jìn)制位數(shù)h和取值區(qū)間；

步驟（4），在顯示刷新定時(shí)時(shí)間到時(shí)，先讀出疊加處理的波形總幀數(shù)，判斷波形總幀數(shù)和波形頻度值理論最大值的大小關(guān)系，確定波形頻度值的擴(kuò)大調(diào)整倍數(shù)，再讀出波形頻度值存儲(chǔ)器中各個(gè)波形頻度值做相應(yīng)的調(diào)整，得到調(diào)整后的波形頻度值；

步驟（5），根據(jù)步驟（2）確定的分段區(qū)間，判斷步驟（4）調(diào)整后的波形頻度值所屬的分段區(qū)間，得到對(duì)應(yīng)的段值d作為轉(zhuǎn)換后顯示亮度分量值t的高j位，在這段內(nèi)對(duì)調(diào)整后的波形頻度值進(jìn)行線性壓縮轉(zhuǎn)換得到顯示亮度分量值的低(h-j)位，高j位和低(h-j)位合并起來(lái)即為波形的顯示亮度分量值t，h 表示顯示亮度分量值t的二進(jìn)制位數(shù)，j表示波形頻度值所屬分段的段值d的二進(jìn)制位數(shù)；

所述步驟（5）中判斷調(diào)整后的波形頻度值所屬的分段區(qū)間，得到對(duì)應(yīng)段值d的具體方法為：

調(diào)整后的波形頻度值n用二進(jìn)制可表示為b_k-1b_k-2 b_k-3…b₂b₁b₀；

若0≤n≤2^K-(S-1)-1，則n所屬的頻度值區(qū)間為第0段的頻度值區(qū)間，對(duì)應(yīng)段值d=0；

若2^k-i-1≤n≤2^k-i-1，i為非負(fù)整數(shù)，且0≤i≤S-2，則n所屬的頻度值區(qū)間為第(S-1-i)段的頻度值區(qū)間，對(duì)應(yīng)段值d=S-1-i；

段值d作為轉(zhuǎn)換后亮度分量值t的高j位；

所述步驟（5）中判斷調(diào)整后的波形頻度值所屬的分段區(qū)間，得到對(duì)應(yīng)段值d的判斷方法為：

若調(diào)整后的波形頻度值n的二進(jìn)制數(shù)值的第（k-1）位為1，即b_k-1=1，則其所屬的頻度值區(qū)間為第（S-1）段的頻度值區(qū)間，對(duì)應(yīng)段值d=S-1；

若調(diào)整后的波形頻度值n的二進(jìn)制數(shù)值的第（k-1）位為0且第（k-2）位為1，即b_k-1b_k-2=01，則其所屬的頻度值區(qū)間為第（S-2）段的頻度值區(qū)間，對(duì)應(yīng)段值d=S-2；

若調(diào)整后的波形頻度值n的二進(jìn)制數(shù)值的第（k-1）位及第（k-2）位均為0且第（k-3）位為1，即b_k-1b_k-2b_k-3=001，則其所屬的頻度值區(qū)間為第（S-3）段的頻度值區(qū)間，對(duì)應(yīng)段值d=S-3；

……

若調(diào)整后的波形頻度值n的二進(jìn)制數(shù)值的第（k-1）位、第（k-2）位直至第（k-S+1）位均為0且第（k-S）位為1，即b_k-1b_k-2b_k-3…b_k-S+1b_k-S =000…01，則其所屬的頻度值區(qū)間為第0段的頻度值區(qū)間，對(duì)應(yīng)段值d=0；

所述步驟（5）中對(duì)調(diào)整后的波形頻度值進(jìn)行段內(nèi)線性壓縮轉(zhuǎn)換的方法為：

第(S-i)段的二進(jìn)制頻度值有效位共有(k-i)位：b_k-1-ib_k-1-i-1…b₁b₀，截取其高（h-j）位作為轉(zhuǎn)換的亮度分量值t的低（h-j）位，即可完成段內(nèi)的線性壓縮轉(zhuǎn)換；

對(duì)頻度值最低的段0，根據(jù)顯示情況將其亮度分量值適當(dāng)加大至可見亮度值；

步驟（6），根據(jù)用戶設(shè)置的波形亮度百分比和步驟（5）得到的顯示亮度分量值t計(jì)算得到百分比亮度分量值t’，并按照顯示采用的RGB格式轉(zhuǎn)換為RGB格式的顯示數(shù)據(jù)。