[實(shí)用新型]降低示波器外觸發(fā)波形抖動(dòng)的系統(tǒng)、數(shù)字芯片和示波器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720141733.6
• 申請(qǐng)日: 2017-02-16
• 公開（公告）號(hào): CN206489205U
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李振軍;王永添;鄭文明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市鼎陽科技有限公司
• 主分類號(hào): G01R13/02
• 分類號(hào): G01R13/02
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44281
• 代理人: 郭燕

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及示波器領(lǐng)域，具體涉及一種降低示波器外觸發(fā)波形抖動(dòng)的系統(tǒng)、數(shù)字芯片和示波器。

背景技術(shù)

在進(jìn)行現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)時(shí)，工程師在關(guān)注其設(shè)計(jì)中的電子信號(hào)時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)所需要觀測的信號(hào)波形數(shù)目超過示波器模擬通道個(gè)數(shù)的情況，因而需要將示波器的觸發(fā)通道選擇為外觸發(fā)通道(與模擬通道相比，外觸發(fā)通道輸入的波形不能在示波器上顯示)。外觸發(fā)功能屬于模擬觸發(fā)，在使用外觸發(fā)通道產(chǎn)生的觸發(fā)信號(hào)控制波形采集時(shí)，降低外觸發(fā)通道所帶來的波形抖動(dòng)，提高波形采集的穩(wěn)定性是非常重要的。

現(xiàn)有技術(shù)方案中首先將待測信號(hào)同時(shí)輸出到模擬通道及外觸發(fā)通道。外觸發(fā)通道輸入端輸入的待測信號(hào)經(jīng)過放大耦合電路送到外觸發(fā)模擬比較器后送給數(shù)字芯片。數(shù)字芯片采用其內(nèi)部的鎖相環(huán)從來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的隨路時(shí)鐘中恢復(fù)出系統(tǒng)時(shí)鐘，用以產(chǎn)生觸發(fā)脈沖。該觸發(fā)脈沖送到外部的外觸發(fā)脈沖擴(kuò)展電路中進(jìn)行線性展寬后送回到數(shù)字芯片中。數(shù)字芯片使用自身工作的系統(tǒng)時(shí)鐘對(duì)線性展寬后的脈沖進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將統(tǒng)計(jì)值轉(zhuǎn)換為觸發(fā)校正值。

假設(shè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC的采樣率為Fc，數(shù)字芯片的系統(tǒng)時(shí)鐘周期為T，則數(shù)字芯片每個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘需要處理的并行數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)為M＝Fc×T。且外觸發(fā)脈沖擴(kuò)展電路能夠支持在任何環(huán)境下均線性擴(kuò)展的倍數(shù)是固定的，假定為N倍。則可知該擴(kuò)展電路的分辨率R(每個(gè)脈沖統(tǒng)計(jì)周期所能表示的采樣點(diǎn)的數(shù)目)為R＝M÷N＝Fc×T÷N。從公式可知，當(dāng)Fc越高時(shí)，R越大，也就是說單位時(shí)間的點(diǎn)數(shù)越多，即分辨率越粗糙，所帶來的波形抖動(dòng)越大。

因此，現(xiàn)有技術(shù)有待改進(jìn)和提高。

實(shí)用新型內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N降低示波器外觸發(fā)波形抖動(dòng)的系統(tǒng)、數(shù)字芯片和示波器，通過產(chǎn)生一個(gè)頻率為系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的K倍的外觸發(fā)時(shí)鐘，根據(jù)所述外觸發(fā)時(shí)鐘產(chǎn)生外觸發(fā)脈沖信號(hào)，以提高示波器采樣率，從而降低了波形的抖動(dòng)，提高了波形采集的穩(wěn)定性。

根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面，本實(shí)用新型提供一種降低示波器外觸發(fā)波形抖動(dòng)的系統(tǒng)，包括：

外觸發(fā)通道，用于接收待測信號(hào)；

比較模塊，用于將外觸發(fā)通道輸出的信號(hào)與比較電平比較，將外觸發(fā)通道輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為高低電平的外觸發(fā)信號(hào)；

觸發(fā)控制模塊，用于產(chǎn)生一個(gè)頻率為系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的K倍的外觸發(fā)時(shí)鐘；根據(jù)所述外觸發(fā)時(shí)鐘和外觸發(fā)信號(hào)，生成外觸發(fā)脈沖信號(hào)；K大于1；

所述外觸發(fā)通道的輸出端通過比較模塊連接觸發(fā)控制模塊。

所述的降低示波器外觸發(fā)波形抖動(dòng)的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)還包括與所述觸發(fā)控制模塊連接的外觸發(fā)脈沖擴(kuò)展電路，用于對(duì)所述外觸發(fā)脈沖信號(hào)進(jìn)行線性展寬。

所述的降低示波器外觸發(fā)波形抖動(dòng)的系統(tǒng)，其中，所述觸發(fā)控制模塊包括：

鎖相環(huán)，用于從待測信號(hào)的隨路時(shí)鐘中恢復(fù)出系統(tǒng)時(shí)鐘，并產(chǎn)生一個(gè)頻率為所述系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的K倍的外觸發(fā)時(shí)鐘；

外觸發(fā)脈沖生成單元，用于根據(jù)所述外觸發(fā)時(shí)鐘和外觸發(fā)信號(hào)，生成外觸發(fā)脈沖信號(hào)以控制波形采集；

時(shí)間片檢測單元，用于根據(jù)所述外觸發(fā)時(shí)鐘將系統(tǒng)時(shí)鐘周期分為K個(gè)時(shí)間片，并檢測出所述外觸發(fā)脈沖信號(hào)的發(fā)生時(shí)間所處的時(shí)間片；

擴(kuò)展脈沖寬度統(tǒng)計(jì)單元，用于統(tǒng)計(jì)線性展寬后的外觸發(fā)脈沖信號(hào)的寬度，結(jié)合外觸發(fā)脈沖信號(hào)所處的時(shí)間片得到觸發(fā)校正值，以對(duì)采集波形進(jìn)行位置校正；

所述鎖相環(huán)的外觸發(fā)時(shí)鐘輸出端連接外觸發(fā)脈沖生成單元的第一輸入端、時(shí)間片檢測單元的第一輸入端和擴(kuò)展脈沖寬度統(tǒng)計(jì)單元的第一輸入端；所述外觸發(fā)脈沖生成單元的第二輸入端連接比較模塊的輸出端，所述外觸發(fā)脈沖生成單元的輸出端連接外觸發(fā)脈沖擴(kuò)展電路的輸入端和時(shí)間片檢測單元的第二輸入端，所述時(shí)間片檢測單元的輸出端連接擴(kuò)展脈沖寬度統(tǒng)計(jì)單元的第二輸入端，所述外觸發(fā)脈沖擴(kuò)展電路的輸出端連接擴(kuò)展脈沖寬度統(tǒng)計(jì)單元的第三輸入端。

所述的降低示波器外觸發(fā)波形抖動(dòng)的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)還包括串接在外觸發(fā)通道和比較模塊之間的外觸發(fā)通道放大耦合電路，用于對(duì)外觸發(fā)通道輸出的信號(hào)進(jìn)行增益控制及交流、直流耦合。

所述的降低示波器外觸發(fā)波形抖動(dòng)的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)還包括：

模擬通道，用于接收所述待測信號(hào)；

波形通道放大及耦合電路，用于對(duì)模擬通道輸出的信號(hào)進(jìn)行增益控制及交流、直流耦合；

模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將模擬波形信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字波形信號(hào)；

所述模擬通道的輸出端通過波形通道放大及耦合電路連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端連接鎖相環(huán)。