[發明專利]一種用于示波器帶寬限制的數字濾波裝置及方法

在審

• 申請號: 202010964657.5
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112067869A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 劉永;劉洪慶;王嘯;郭同華;邵建波;向前;王生偉
• 申請（專利權）人: 中電科儀器儀表有限公司
• 主分類號: G01R13/02
• 分類號: G01R13/02;H03H17/00;H03H17/02
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 馬千會

1.一種用于示波器帶寬限制的數字濾波裝置，其特征在于，包括：

控制單元，配置為接收用戶設置的帶寬限制命令和參數，控制帶寬限制單元的運行；

數據接收單元，配置為對ADC量化后的數據進行接收，并整理成需要的數據格式；

濾波參數接收單元，配置為接收控制單元發送的濾波參數和控制命令，輸出適配帶寬限制濾波單元中各個濾波模塊運行需要的各種參數和啟動、停止狀態控制命令；

帶寬限制濾波單元，包括多級不同帶寬限制的濾波模塊，配置為在控制單元的控制下，對各個濾波模塊進行參數配置，實現帶寬限制下的數字濾波。

2.根據權利要求1所述的用于示波器帶寬限制的數字濾波裝置，其特征在于：所述的帶寬限制濾波單元主要由多級FIR濾波模塊級聯組成，啟動的級數越高，能夠實現的帶寬限制頻率越低。

3.根據權利要求2所述的用于示波器帶寬限制的數字濾波裝置，其特征在于：所述的多級FIR濾波模塊包括第1級FIR濾波器、第2級FIR濾波器和第三級FIR濾波器，其中，啟用第1級FIR濾波器后可實現帶寬限制范圍為200MHz～5MHz；啟用第1、2級后可實現5MHz～125KHz；啟用第1、2、3級后可實現125KHz～1KHz。

4.根據權利要求2所述的用于示波器帶寬限制的數字濾波裝置，其特征在于：所述的帶寬限制濾波單元還包括前置多級CIC模塊，用于實現對高速ADC量化數據的前置抗混疊濾波。

5.根據權利要求4所述的用于示波器帶寬限制的數字濾波裝置，其特征在于：所述的前置多級CIC模塊由5級可選的CIC濾波器級聯組成。

6.根據權利要求5所述的用于示波器帶寬限制的數字濾波裝置，其特征在于：所述的帶寬限制濾波單元包括抽取模塊和插值模塊；所述的帶寬限制濾波單元還包括抽取模塊和插值模塊，所述的抽取模塊用于抽取前置多級CIC模塊的濾波數據，以滿足多級FIR模塊對采樣率的要求；所述的插值模塊主要用于對多級FIR濾波模塊濾波后的數據進行采樣率恢復。

7.根據權利要求6所述的用于示波器帶寬限制的數字濾波裝置，其特征在于：所述的帶寬限制濾波單元還包括后置多級CIC濾波模塊，主要用于對插值后數據進行平滑濾波處理；所述后置多級CIC濾波模塊的級數與前置多級CIC濾波模塊的級數相同。

8.根據權利要求1-7任一項所述的用于示波器帶寬限制的數字濾波裝置，其特征在于：還包括延遲控制單元，所述延遲控制單元由多個延遲控制開關組成，每個延遲控制開關對應帶寬限制濾波單元中的一個模塊，用以確?！耙验_啟濾波通道”和“未開啟濾波通道”信號之間的延時關系不變。

9.一種用于示波器帶寬限制的數字濾波方法，其特征在于，包括：

控制單元對用戶輸入的帶寬限制數值進行分析，按照既定的帶寬限制檔位計算濾波參數：前置CIC級數、抽樣倍數、FIR濾波級數與系數、插值倍數、后置CIC級數；

數據接收單元將接收的ADC量化后的數據整理成需要的數據格式，并發送給帶寬限制濾波單元；

濾波參數接收單元接收濾波參數和控制命令，隨后重新啟動示波器采集過程；

帶寬限制濾波單元根據接收的濾波參數，對各個濾波模塊進行參數配置，對采集到的數據進行帶寬限制下的濾波操作。