[發明專利]一種數字示波器及采樣時刻失配的校正方法

有效

• 申請號: 202110616417.0
• 申請日: 2021-06-03
• 公開（公告）號: CN113063978B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 張傳民;朱宇通;容嘉喜
• 申請（專利權）人: 深圳市鼎陽科技股份有限公司
• 主分類號: G01R13/02
• 分類號: G01R13/02;G01R35/00
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 郭燕

一種數字示波器及采樣時刻失配的校正方法，包括參考通道、至少一個待校正通道和中央處理器；中央處理器控制根據初始采樣時鐘信號和預設采樣延遲值分別對每個待校正通道輸出采樣時鐘信號，以使每個待校正通道根據采樣時鐘信號對正弦波信號進行采集量化并輸出碼字值，并進行頻譜變換，輸出頻譜變換結果；中央處理器還根據各個待校正通道的每個采樣時鐘信號對應的預設采樣延遲值和頻譜變換結果，計算各個待校正通道的最優采樣延遲值；中央處理器還將各個待校正通道的最優采樣延遲值進行配置，以根據各個待校正通道的最優采樣延遲值，對各個待校正通道進行采樣時刻失配校正。本發明實施例能夠簡化采樣時刻失配校正步驟，減少校正時間，提高校正精度。

技術領域

本發明涉及示波器技術領域，具體涉及一種數字示波器及采樣時刻失配的校正方法。

背景技術

數字示波器是集數據采集、模數轉換、軟件編程等一系列技術制造出來的高性能示波器。通過對信號的采集、處理和運算，使得用戶能在時域上直接觀察被測信號。模數轉換器簡稱ADC，在數字示波器中是一個核心的電子元器件。模數轉換器的垂直分辨率、帶寬、采樣率、信噪比、有效位數（ENOB）等關鍵指標，對測量信號有著決定性的影響，也決定了數字示波器的檔次和價格。由于半導體工藝的限制，在單顆模數轉換器芯片上，較難同時達到很高的采樣率、垂直分辨率、帶寬等關鍵指標，一種有效的解決方式是采用時間交織（Time-interleaved）技術來實現更高性能的模數轉換器。時間交織模數轉換器也被國內外眾多的示波器廠商應用在高性能的示波器產品上。

時間交織模數轉換器簡稱為TIADC，是由多個具有相同分辨率的子通道組成，這些子通道對輸入的信號進行交替采樣，并輸出模數轉換后的結果，因此可以達到成倍的提高采樣率的目的。理想情況下，時間交織模數轉換器的轉換精度應該和通道上各個子通道保持一致，即各個子通道的性能是完全一樣，但是在實際的制造過程中由于工藝限制、片上誤差、工作溫度變換等因素使得各個子通道輸出數據失配，對時間交織模數轉換器的精度造成影響。其中，子通道的采樣時刻失配會影響時間交織模數轉換器的有效位數，進一步影響到對真實信號的還原。而現有技術中對于采樣時刻失配的校正通常需要對每一個采樣時刻延遲值所對應的時間交織模式轉換器的有效位數進行遍歷計算，計算步驟較多、時間較長。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種數字示波器及采樣時刻失配的校正方法，能夠簡化采樣時刻失配的校正步驟，減少校正時間，提高校正精度。

根據第一方面，一種實施例中提供一種數字示波器，包括：

信號輸入端，用于獲取外部輸入的信號；

衰減網絡，連接于所述信號輸入端，用于對輸入衰減網絡的信號進行衰減處理；

阻抗變換網絡，連接于所述衰減網絡，用于對輸入阻抗變換網絡的信號進行調理和阻抗變換處理；

可調增益放大器，連接于所述阻抗變換網絡，用于對輸入可調增益放大器的信號進行放大；

時間交織模數轉換器，連接于所述可調增益放大器，所述時間交織模數轉換器包括參考通道和至少一個待校正通道，用于對輸入時間交織模數轉換器的信號進行采集量化并輸出碼字值；

FPGA處理器，連接于所述時間交織模數轉換器，用于對所述時間交織模數轉換器輸出的碼字值進行頻譜變換，獲得頻譜變換結果；

采樣時鐘發生電路，用于輸出初始采樣時鐘信號；

相位調整電路，連接于所述采樣時鐘發生電路和所述時間交織模數轉換器之間，用于儲存每個待校正通道相對于參考通道采樣時刻的多個預設采樣延遲值；還用于根據所述初始采樣時鐘信號和所述多個預設采樣延遲值分別對每個待校正通道輸出多個采樣時鐘信號；