專利名稱：一種采樣時(shí)鐘可變的示波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)量測(cè)試領(lǐng)域，具體涉及一種示波器，特別是一種采樣時(shí)鐘可變的示波器。
背景技術(shù)：
在數(shù)字示波器中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)是必不可少的關(guān)鍵器件，ADC對(duì)輸入模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后送給控制處理模塊進(jìn)行處理。ADC具有一個(gè)采樣時(shí)鐘輸入引腳，以便引入采樣時(shí)鐘。在高采樣率示波器中，ADC的米樣時(shí)鐘一般由一個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生模塊產(chǎn)生，時(shí)鐘產(chǎn)生模塊一般由鎖相環(huán)(PLL)實(shí)現(xiàn),PLL可以合成輸出范圍內(nèi)的任意頻率，輸出頻率可以做到很高(例如可以達(dá)到幾GHz)，具有頻率穩(wěn)定、相噪小的優(yōu)點(diǎn)。數(shù)字示波器指標(biāo)中，存儲(chǔ)深度和采樣率是兩個(gè)重要指標(biāo)，一般標(biāo)注最大存儲(chǔ)深度和最高采樣率。實(shí)際上，由于存儲(chǔ)深度限制，在時(shí)基比較大時(shí)，采樣率會(huì)降低，否則一直保持最高采樣率，由于時(shí)基比較大，采集滿一屏幕點(diǎn)的時(shí)間比較長(zhǎng)，這個(gè)時(shí)間內(nèi)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量可能已經(jīng)大于存儲(chǔ)深度了。所以，數(shù)字示波器在不同的時(shí)基下，采樣率可能是不同的，一般時(shí)基越大，采樣率越低。數(shù)字示波器ADC采樣時(shí)鐘和采樣率隨時(shí)基改變的技術(shù)，是數(shù)字示波器采樣控制的關(guān)鍵技術(shù)。現(xiàn)有技術(shù)中的一種實(shí)現(xiàn)方式是這樣的:使用時(shí)鐘產(chǎn)生模塊產(chǎn)生最高采樣率對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)鐘，ADC按照最高采樣率采樣，控制處理模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取，實(shí)現(xiàn)采樣率降低。參考圖1，現(xiàn)有技術(shù)的示波器100的原理如下=ADClOl —直按照最大采樣率進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，控制處理模塊102對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取，完成分頻的功能，實(shí)現(xiàn)不同采樣率。

所述示波器100包含時(shí)鐘產(chǎn)生模塊103、ADC101、控制處理模塊102等。ADClOl對(duì)信號(hào)輸入VIN進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的采樣信號(hào)輸出給控制處理模塊102進(jìn)行處理，控制處理模塊102根據(jù)采樣率檔位對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行抽取，時(shí)鐘產(chǎn)生模塊103中的PLL1031產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘，經(jīng)過(guò)時(shí)鐘緩沖模塊1032，輸出采樣時(shí)鐘CLK1，連接到ADClOl的時(shí)鐘輸入端?？刂铺幚砟K102對(duì)ADClOl輸出的采樣信號(hào)進(jìn)行抽取的抽取率是有限制的，一般采用2n的抽取率進(jìn)行抽取，n = 0,1,2,3,……。作為舉例說(shuō)明，示波器100的最高采樣率是2GHz，而示波器100需要的采樣率是500MHz，則ADClOl會(huì)以最高采樣率2GHz進(jìn)行采樣，得到采樣信號(hào)，而控制處理模塊則需要以22的抽取率對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行抽取，即控制處理模塊102對(duì)采樣信號(hào)每4個(gè)點(diǎn)抽取一個(gè)點(diǎn)，即實(shí)現(xiàn)了示波器100的500MHz的采樣率。而采用非2n的抽取率進(jìn)行抽取時(shí)，控制處理模塊102的抽取速度會(huì)非常慢，難以滿足示波器的要求，因此現(xiàn)有示波器均采用2n的抽取率進(jìn)行抽取。且采樣率檔位的設(shè)計(jì)比較規(guī)則，如 4G、2G、1G、500M、250M、125M 等。對(duì)示波器100來(lái)說(shuō)，其工作過(guò)程是:PLL1031產(chǎn)生最高采樣頻率的時(shí)鐘，經(jīng)過(guò)時(shí)鐘緩沖模塊1032，輸出時(shí)鐘作為ADClOl的采樣時(shí)鐘，ADClOl對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，按照最高采樣率進(jìn)行采樣，采樣信號(hào)送給控制處理模塊102進(jìn)行處理。控制處理模塊102根據(jù)示波器當(dāng)前時(shí)基需要的采樣率，對(duì)ADC數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取，實(shí)現(xiàn)不同采樣率采樣。上述PLL1031為普通的鎖相環(huán)電路，包括頻率基準(zhǔn)、鑒相器、電荷泵、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器等。PLL輸出范圍一般不會(huì)很大，其范圍是由PLL電路中的VCO決定的。舉例說(shuō)明，達(dá)到GHz輸出頻率的VC0，一般可以偏離VCO震蕩頻率200MHz左右，如ADI公司的ADF4360-2，輸出中心頻率2GHz，輸出頻率一般可設(shè)置在1850MHz-2170MHz。而現(xiàn)有的示波器時(shí)基一般也比較規(guī)則，一般以1、2、5步進(jìn)，如10ns/div、20ns/div、50ns/div、100ns/div> 200ns/div> 500ns/div等，規(guī)則的時(shí)基正好對(duì)應(yīng)規(guī)則的采樣率檔位，是現(xiàn)有技術(shù)常見(jiàn)的示波器的實(shí)現(xiàn)方式。因此，當(dāng)示波器100的采樣時(shí)鐘采用2mGHz，m = 0，1，2，3，……時(shí)，結(jié)合ADC交織技術(shù)，2片ADC交織可以實(shí)現(xiàn)最高采樣率2m+1GHz。舉例說(shuō)明，示波器100采用2GHz采樣時(shí)鐘，可以獲得4GHz的最高采樣率，而控制處理模塊102以2n的抽取率進(jìn)行抽取，又可以獲得2G、1G、500M、250M、125M等各個(gè)檔位的采樣率，此時(shí)對(duì)應(yīng)示波器100的時(shí)基也是規(guī)則的。但是，當(dāng)示波器100要求的最高采樣率不是2m+1GHz，為了得到這樣的最高采樣率，采樣時(shí)鐘也不是2mGHz，舉例說(shuō)明，為了使得示波器100的最高采樣率為5GHz，采用2片ADC交織，則需要的采樣時(shí)鐘為2.5GHz。控制處理模塊102對(duì)5GHz最高采樣率采樣得到的采樣信號(hào)進(jìn)行抽取，得到的采樣率檔位不是常見(jiàn)的規(guī)則采樣率檔位，如5G/16 = 312.5MHz，不能滿足采樣率檔位的需求；而為了得到2G、1G、500M、250M、125M等各個(gè)檔位的采樣率，抽取率則為2.5、5、10、20、40等，要么無(wú)法實(shí)現(xiàn)，要么抽取速度過(guò)低，不能滿足對(duì)抽取速度的需求。總之，現(xiàn)有示波器存在一個(gè)缺陷，即根據(jù)最高采樣率的需求，當(dāng)采樣時(shí)鐘頻率采用非2mGHz時(shí)，不能在保證示波器抽取速度的前提下，實(shí)現(xiàn)示波器各個(gè)常見(jiàn)的采樣率檔位。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種采樣時(shí)鐘可變的示波器，包括有兩個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生子單元，一個(gè)產(chǎn)生示波器最高采樣率對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)，一個(gè)產(chǎn)生頻率為2nGHz的時(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)示波器最高采樣率對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)鐘采用非2mGHz時(shí)，實(shí)現(xiàn)了示波器常見(jiàn)的采樣率檔位。本發(fā)明所述的采樣時(shí)鐘可變的示波器，包括一個(gè)時(shí)基產(chǎn)生模塊，一個(gè)存儲(chǔ)深度產(chǎn)生模塊，一個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生模塊，一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，一個(gè)控制處理模塊，所述時(shí)基產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生一個(gè)時(shí)基信號(hào)；所述存儲(chǔ)深度產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生一個(gè)存儲(chǔ)深度信號(hào)；所述時(shí)鐘產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生一個(gè)采樣時(shí)鐘；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于依據(jù)所述采樣時(shí)鐘對(duì)一個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，得到采樣
信號(hào);所述控制處理模塊，用于依據(jù)所述時(shí)基信號(hào)所確定的時(shí)基和存儲(chǔ)深度信號(hào)所確定的存儲(chǔ)深度對(duì)所述采樣信號(hào)進(jìn)行抽??；所述時(shí)鐘產(chǎn)生模塊包括:第一時(shí)鐘 產(chǎn)生子單兀,用于產(chǎn)生不波器最高米樣率對(duì)應(yīng)的第一時(shí)鐘信號(hào)；第二時(shí)鐘產(chǎn)生子單元，用于產(chǎn)生小于示波器最高采樣率對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)的第二時(shí)鐘信號(hào)，且第二時(shí)鐘信號(hào)頻率為2nGHz，N = 0,1,2,3,……；一個(gè)開(kāi)關(guān)控制單元，用于依據(jù)所述時(shí)基和存儲(chǔ)深度選擇一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘?？梢钥闯?，本發(fā)明所述的采樣時(shí)鐘可變的示波器包括有兩個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生子單元，一個(gè)產(chǎn)生示波器最高采樣率對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)，一個(gè)產(chǎn)生頻率為2nGHz的時(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)示波器最高采樣率對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)鐘采用非2mGHz時(shí)，實(shí)現(xiàn)了示波器常見(jiàn)的采樣率檔位，m = 0,1,2,3，......ο作為一個(gè)舉例說(shuō)明，本發(fā)明所述的采樣時(shí)鐘可變的示波器中，所述開(kāi)關(guān)控制單元，在所述存儲(chǔ)深度被確定時(shí)，依據(jù)時(shí)基落入的預(yù)置范圍，選擇與該預(yù)置范圍對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘。作為又一個(gè)舉例說(shuō)明，本發(fā)明所述的采樣時(shí)鐘可變的示波器中，所述開(kāi)關(guān)控制單元，在所述時(shí)基被確定時(shí)，依據(jù)所述存儲(chǔ)深度落入的預(yù)置范圍，選擇與該預(yù)置范圍對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘。作為又一個(gè)舉例說(shuō)明，本發(fā)明所述的采樣時(shí)鐘可變的示波器中，所述開(kāi)關(guān)控制單元，在所述示波器的存儲(chǔ)深度為自動(dòng)模式時(shí)，依據(jù)時(shí)基落入的預(yù)置范圍，選擇與該預(yù)置范圍對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘。作為一個(gè)舉例說(shuō)明 ，本發(fā)明所述的采樣時(shí)鐘可變的示波器中，所述兩個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生子單元包括:第一時(shí)鐘產(chǎn)生子單元，用于產(chǎn)生頻率為2.5GHz的第一時(shí)鐘信號(hào)；第二時(shí)鐘產(chǎn)生子單元，用于產(chǎn)生頻率為2GHz的第二時(shí)鐘信號(hào)。作為一個(gè)舉例說(shuō)明，本發(fā)明所述的采樣時(shí)鐘可變的示波器中，所述開(kāi)關(guān)控制單元，用于依據(jù)所述時(shí)基和存儲(chǔ)深度計(jì)算出的采樣率檔位落入的預(yù)置范圍，選擇與該采樣率檔位預(yù)置范圍對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘。作為一個(gè)舉例說(shuō)明，本發(fā)明所述的采樣時(shí)鐘可變的示波器中，所述開(kāi)關(guān)控制單元，在所述采樣率檔位可由示波器最高采樣率進(jìn)行2M分頻得到時(shí)，選擇第一時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘，M = 0,1,2,3,……；否則切換選擇第二時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘。作為一個(gè)舉例說(shuō)明，本發(fā)明所述的采樣時(shí)鐘可變的示波器中的開(kāi)關(guān)控制單元包括:一個(gè)開(kāi)關(guān)控制子模塊，用于依據(jù)所述采樣率檔位產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)；一個(gè)開(kāi)關(guān)，用于依據(jù)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，切換選擇與所述采樣率檔位對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘輸出。作為一個(gè)舉例說(shuō)明，本發(fā)明所述的采樣時(shí)鐘可變的示波器中，所述開(kāi)關(guān)控制子模塊、控制處理模塊由一個(gè)FPGA芯片構(gòu)成。作為一個(gè)舉例說(shuō)明，本發(fā)明所述的采樣時(shí)鐘可變的示波器中，所述開(kāi)關(guān)采用射頻開(kāi)關(guān) HMC284。作為一個(gè)舉例說(shuō)明，本發(fā)明所述的采樣時(shí)鐘可變的示波器中，所述時(shí)鐘產(chǎn)生模塊還包括設(shè)置在所述開(kāi)關(guān)輸出端的信號(hào)調(diào)理模塊，所述信號(hào)調(diào)理模塊包括放大電路、單端轉(zhuǎn)差分電路、扇出緩沖電路中的一種或多種。本發(fā)明所述的采樣時(shí)鐘可變的示波器包括有兩個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生子單元，可以產(chǎn)生兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，一個(gè)產(chǎn)生示波器最高采樣率對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)，一個(gè)產(chǎn)生頻率為2nGHz的時(shí)鐘信號(hào)，根據(jù)示波器的時(shí)基和存儲(chǔ)深度的需求，選擇一個(gè)作為采樣時(shí)鐘，當(dāng)示波器最高采樣率對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)鐘采用非2mGHz時(shí)，實(shí)現(xiàn)了示波器常見(jiàn)的采樣率檔位。


圖1是本發(fā)明背景技術(shù)中的示波器100的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是本發(fā)明中示波器200的結(jié)構(gòu)原理圖；圖3是示波器200的又一個(gè)結(jié)構(gòu)原理圖；圖4是示波器200中的時(shí)鐘產(chǎn)生模塊203的一個(gè)結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。參考圖2，本發(fā)明所述的采樣時(shí)鐘可變的示波器200包括ADC201，控制處理模塊202，時(shí)鐘產(chǎn)生模塊203，時(shí)基產(chǎn)生模塊204，存儲(chǔ)深度產(chǎn)生模塊205。其中，時(shí)鐘產(chǎn)生模塊203包括第一時(shí)鐘產(chǎn)生子單元2031，第二時(shí)鐘產(chǎn)生子單元2032，開(kāi)關(guān)控制單元2033，兩個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生子單元2031、2032的輸出端分別連接到開(kāi)關(guān)控制單元2033的兩個(gè)輸入端，開(kāi)關(guān)控制單元2033的輸出端連接到ADC201的時(shí)鐘輸入端。作為一種變形，所述時(shí)鐘產(chǎn)生模塊203當(dāng)然還可以包括有第三時(shí)鐘產(chǎn)生子單元等更多的時(shí)鐘產(chǎn)生子單元，但至少包括兩個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生子單元。在本實(shí)施例中，所述時(shí)基產(chǎn)生模塊204依據(jù)用戶設(shè)置產(chǎn)生一個(gè)時(shí)基信號(hào)，并將時(shí)基信號(hào)發(fā)送給控制處理模塊202和開(kāi)關(guān)控制模塊2033。所述存儲(chǔ)深度產(chǎn)生模塊205依據(jù)用戶設(shè)置產(chǎn)生一個(gè)存儲(chǔ)深度信號(hào)，并將存儲(chǔ)深度信號(hào)發(fā)送給控制處理模塊202和開(kāi)關(guān)控制模塊 2033。所述第一時(shí)鐘產(chǎn)生子單元2031和第二時(shí)鐘產(chǎn)生子單元2032分別產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，第一時(shí)鐘產(chǎn)生子單元產(chǎn)生示波器最高采樣率對(duì)應(yīng)的第一時(shí)鐘信號(hào)；第二時(shí)鐘產(chǎn)生子單元產(chǎn)生小于示波器最高采樣率對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)的第二時(shí)鐘信號(hào)，且第二時(shí)鐘信號(hào)頻率為2nGHz, N = 0,1,2,3,……；開(kāi)關(guān)控制單元2033則根據(jù)接收到的時(shí)基信號(hào)和存儲(chǔ)深度信號(hào)來(lái)選擇兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)中的一個(gè)作為采樣時(shí)鐘輸出給ADC201，ADC201根據(jù)接收到的采樣時(shí)鐘對(duì)輸入信號(hào)VIN進(jìn)行采樣，得到采樣信號(hào)，控制處理模塊202則根據(jù)接收到的時(shí)基信號(hào)和存儲(chǔ)深度信號(hào)對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行抽取，實(shí)現(xiàn)不同的采樣率。在本實(shí)施例中，所述第一時(shí)鐘產(chǎn)生子單元2031和第二時(shí)鐘產(chǎn)生子單元2032都是由是由PLL構(gòu)成。其中第一時(shí)鐘產(chǎn)生子單元2031產(chǎn)生頻率為2.5GHz的時(shí)鐘信號(hào)，例如采用ADI公司的時(shí)鐘合成芯片ADF4360-0構(gòu)成；第二時(shí)鐘產(chǎn)生子單元2032產(chǎn)生頻率為2GHz的時(shí)鐘信號(hào)，例如采用ADI公司的時(shí)鐘合成芯片ADF4360-2構(gòu)成。示波器200的時(shí)鐘和最高采樣率的對(duì)應(yīng)關(guān)系還取決于ADC交織技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，ADC交織技術(shù)是一種現(xiàn)有技術(shù)，當(dāng)兩片ADC交織實(shí)現(xiàn)采樣時(shí)，示波器200的最高采樣率是其時(shí)鐘的2倍，但是這并不影響本發(fā)明的保護(hù)范圍，本實(shí)施例采用兩片ADC交織實(shí)現(xiàn)采樣，2.5GHz的時(shí)鐘信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)示波器200的最高采樣率為5GHz。作為一種變形，所述時(shí)鐘產(chǎn)生子單元2031、2032也可以由晶振、震蕩電路等構(gòu)成。在本實(shí)施例中，本發(fā)明所述時(shí)基產(chǎn)生模塊204和存儲(chǔ)深度產(chǎn)生模塊205是由一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器DSP構(gòu)成，DSP可以接收由用戶通過(guò)示波器按鍵輸入的時(shí)基來(lái)產(chǎn)生時(shí)基信號(hào)，也可以接收由用戶通過(guò)示波器按鍵輸入的存儲(chǔ)深度來(lái)產(chǎn)生存儲(chǔ)深度信號(hào)，還可以根據(jù)由用戶通過(guò)示波器按鍵輸入的時(shí)基來(lái)自動(dòng)計(jì)算產(chǎn)生存儲(chǔ)深度信號(hào)。作為一種變形，所述時(shí)基產(chǎn)生模塊204和存儲(chǔ)深度產(chǎn)生模塊205可以由各自的DSP構(gòu)成，也可以由計(jì)算機(jī)構(gòu)成，還可以由單片微處理器構(gòu)成，還可以由CPU構(gòu)成。在本實(shí)施例中，示波器200的時(shí)基是用戶手動(dòng)設(shè)置的，而存儲(chǔ)深度可以是用戶手動(dòng)設(shè)置的，也可以選擇自動(dòng)模式。當(dāng)用戶手動(dòng)選擇某一個(gè)存儲(chǔ)深度，使得存儲(chǔ)深度固定時(shí)，可以手動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)基，由DSP構(gòu)成的時(shí)基產(chǎn)生模塊204根據(jù)用戶的調(diào)節(jié)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的時(shí)基信號(hào)，所述開(kāi)關(guān)控制單元2033依據(jù)所述時(shí)基信號(hào)所確定的時(shí)基落入的預(yù)置范圍，來(lái)選擇與該預(yù)置范圍對(duì)應(yīng)的一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘，并輸出給所述ADC201。當(dāng)用戶手動(dòng)選擇某一個(gè)時(shí)基，使得時(shí)基固定時(shí)，可以手動(dòng)調(diào)節(jié)存儲(chǔ)深度，由DSP構(gòu)成的存儲(chǔ)深度產(chǎn)生模塊205根據(jù)用戶的調(diào)節(jié)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)深度信號(hào)，所述開(kāi)關(guān)控制單元2033依據(jù)所述存儲(chǔ)深度信號(hào)所確定的存儲(chǔ)深度落入的預(yù)置范圍，來(lái)選擇與該預(yù)置范圍對(duì)應(yīng)的一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘，并輸出給所述ADC201。示波器200的存儲(chǔ)深度具有自動(dòng)模式，用戶選擇該模式后，示波器200的存儲(chǔ)深度自動(dòng)匹配時(shí)基，用戶可以手動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)基，由DSP構(gòu)成的時(shí)基產(chǎn)生模塊204根據(jù)用戶的調(diào)節(jié)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的時(shí)基信號(hào)，所述開(kāi)關(guān)控制單元2033依據(jù)所述時(shí)基信號(hào)所確定的時(shí)基落入的預(yù)置范圍，來(lái)選擇與該預(yù)置范圍對(duì)應(yīng)的一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘，并輸出給所述ADC201。作為說(shuō)明，本實(shí)施例中，示波器200的時(shí)鐘產(chǎn)生模塊203包括有兩個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生子單元，可以產(chǎn)生兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)2.5GHz和2GHz，則時(shí)基和存儲(chǔ)深度可以分別分段對(duì)應(yīng)某個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生子單元和其產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)；時(shí)鐘產(chǎn)生模塊203當(dāng)然也可以包括有更多的時(shí)鐘產(chǎn)生子單元，只需要將時(shí)基和存儲(chǔ)深度分別分段對(duì)應(yīng)每一個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生子單元和其產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)即可。作為一種變形，所述的兩個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生子單元當(dāng)然也可以設(shè)置為其他的值，例如當(dāng)示波器需要的最高采樣率為7GHz時(shí)，第一時(shí)鐘產(chǎn)生子單元2031需要采用3.5GHz的PLL構(gòu)成，而第二時(shí)鐘產(chǎn)生子單元2032采用2GHz的PLL構(gòu)成。在本實(shí)施例中，本發(fā)明所述的開(kāi)關(guān)控制單元2033還依據(jù)采樣率檔位落入的預(yù)置范圍，來(lái)選擇與該采樣率檔位預(yù)置范圍對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘。所述采樣率檔位是DSP依據(jù)時(shí)基和存儲(chǔ)深度計(jì)算的到，也可以在DSP中預(yù)置一個(gè)時(shí)基、存儲(chǔ)深度和采樣率檔位的對(duì)應(yīng)表格,查表得到采樣率檔位數(shù)據(jù)。一般來(lái)說(shuō)，示波器200的采樣率是具有檔位的，本實(shí)施例中示波器200的最高采樣率為 5GHz，其采樣率檔位一般設(shè)為 5GHz、2.5GHz、2GHz、lGHz、500MHz、250MHz、125MHz 等，依據(jù)示波器200的時(shí)基和存儲(chǔ)深度等數(shù)據(jù)，可以計(jì)算得到示波器200可以選用的采樣率的最大值，當(dāng)這個(gè)最大值不是某個(gè)檔位時(shí)，選擇可選的最大檔位，舉例說(shuō)明，當(dāng)依據(jù)時(shí)基和存儲(chǔ)深度計(jì)算得到的示波器200的采樣率最大為400MHz，但400MHz不是已有的檔位，則選擇250MHz檔位，而不選擇125MHz檔位，這樣示波器200才能采到更多的數(shù)據(jù)點(diǎn)，顯示的波形更加真實(shí)。作為一個(gè)舉例說(shuō)明，本發(fā)明所述的開(kāi)關(guān)控制單元2033，在所述采樣率檔位信號(hào)可由示波器最高采樣率進(jìn)行2M分頻得到時(shí)，選擇第一時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘，M = 0，1，2，3，……；否則切換選擇第二時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘。這樣做可以采集到更多的數(shù)據(jù)點(diǎn)，采集到的數(shù)據(jù)更加真實(shí)。作為一種變形，所述開(kāi)關(guān)控制單元2033當(dāng)然也可以在所述采樣率檔位信號(hào)可由第二時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行2M分頻得到時(shí)，優(yōu)選選擇第二時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘，M = 0，1，2，3，……，否則選擇第一時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘。在本實(shí)施例中，結(jié)合參考圖3，本發(fā)明所述的開(kāi)關(guān)控制單元2033包括一個(gè)開(kāi)關(guān)控制子模塊2035和一個(gè)開(kāi)關(guān)2034，所述開(kāi)關(guān)控制子模塊接收依據(jù)時(shí)基和存儲(chǔ)深度計(jì)算出的采樣率檔位信號(hào)來(lái)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)2034的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，開(kāi)關(guān)2034則在驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下選擇與所述采樣率檔位信號(hào)對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘輸出。作為一種變形，所述開(kāi)關(guān)控制子模塊2035當(dāng)然可以直接根據(jù)時(shí)基或存儲(chǔ)深度來(lái)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)2034的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，開(kāi)關(guān)2034則在驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下選擇與時(shí)基或存儲(chǔ)深度對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘輸出。在本實(shí)施例中，結(jié)合參考表1-表6，以最高采樣率為5GHz、采用兩個(gè)ADC交織實(shí)現(xiàn)采樣的雙通道示波器200來(lái)說(shuō)明時(shí)基、存儲(chǔ)深度、采樣率和時(shí)鐘的對(duì)應(yīng)關(guān)系，表1-表6直接嵌入到所述DSP中。示波器200設(shè)計(jì)檔位采用1、2、5的步進(jìn)設(shè)計(jì)，采樣率檔位采用5G、2.5G、2G、1G、500M、250M、125M等設(shè)計(jì)，采用2.5G時(shí)鐘和2G時(shí)鐘作為采樣時(shí)鐘。
權(quán)利要求
1.一種采樣時(shí)鐘可變的示波器，包括一個(gè)時(shí)基產(chǎn)生模塊，一個(gè)存儲(chǔ)深度產(chǎn)生模塊，一個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生模塊，一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，一個(gè)控制處理模塊， 所述時(shí)基產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生一個(gè)時(shí)基信號(hào)； 所述存儲(chǔ)深度產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生一個(gè)存儲(chǔ)深度信號(hào)； 所述時(shí)鐘產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生一個(gè)采樣時(shí)鐘； 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于依據(jù)所述采樣時(shí)鐘對(duì)一個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，得到采樣信號(hào); 所述控制處理模塊，用于依據(jù)所述時(shí)基信號(hào)所確定的時(shí)基和存儲(chǔ)深度信號(hào)所確定的存儲(chǔ)深度對(duì)所述采樣 信號(hào)進(jìn)行抽?。? 其特征在于: 所述時(shí)鐘產(chǎn)生模塊包括: 第一時(shí)鐘產(chǎn)生子單元，用于產(chǎn)生示波器最高采樣率對(duì)應(yīng)的第一時(shí)鐘信號(hào)； 第二時(shí)鐘產(chǎn)生子單元，用于產(chǎn)生小于示波器最高采樣率對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)的第二時(shí)鐘信號(hào)，且第二時(shí)鐘信號(hào)頻率為2nGHz，N = 0,1,2,3,……； 一個(gè)開(kāi)關(guān)控制單元，用于依據(jù)所述時(shí)基和存儲(chǔ)深度選擇一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采樣時(shí)鐘可變的示波器，其特征在于: 所述開(kāi)關(guān)控制單元，在所述存儲(chǔ)深度被確定時(shí)，依據(jù)時(shí)基落入的預(yù)置范圍，選擇與該預(yù)置范圍對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采樣時(shí)鐘可變的示波器，其特征在于: 所述開(kāi)關(guān)控制單元，在所述時(shí)基被確定時(shí)，依據(jù)所述存儲(chǔ)深度落入的預(yù)置范圍，選擇與該預(yù)置范圍對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的采樣時(shí)鐘可變的示波器，其特征在于: 所述開(kāi)關(guān)控制單元，在所述示波器的存儲(chǔ)深度為自動(dòng)模式時(shí)，依據(jù)時(shí)基落入的預(yù)置范圍，選擇與該預(yù)置范圍對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采樣時(shí)鐘可變的示波器，其特征在于: 所述兩個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生子單元中: 第一時(shí)鐘產(chǎn)生子單元，用于產(chǎn)生頻率為2.5GHz的第一時(shí)鐘信號(hào)； 第二時(shí)鐘產(chǎn)生子單元，用于產(chǎn)生頻率為2GHz的第二時(shí)鐘信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的采樣時(shí)鐘可變的示波器，其特征在于: 所述開(kāi)關(guān)控制單元，還用于依據(jù)所述時(shí)基信和存儲(chǔ)深度計(jì)算出的采樣率檔位落入的預(yù)置范圍，選擇與該采樣率檔位預(yù)置范圍對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的采樣時(shí)鐘可變的示波器，其特征在于: 所述開(kāi)關(guān)控制單元，在所述采樣率檔位可由示波器最高采樣率進(jìn)行2M分頻得到時(shí)，選擇第一時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘，M = 0,1,2,3,……；否則切換選擇第二時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的采樣時(shí)鐘可變的示波器，其特征在于: 所述開(kāi)關(guān)控制單元包括: 一個(gè)開(kāi)關(guān)控制子模塊，用于依據(jù)所述采樣率檔位產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 一個(gè)開(kāi)關(guān)，用于依據(jù)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，切換選擇與所述采樣率檔位對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘輸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的采樣時(shí)鐘可變的示波器，其特征在于: 所述開(kāi)關(guān)控制子模塊、控制處理模塊由一個(gè)FPGA芯片構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的采樣時(shí)鐘可變的示波器，其特征在于: 所述開(kāi)關(guān)采用射頻開(kāi)關(guān)HM C284。
全文摘要
一種采樣時(shí)鐘可變的示波器，包括一個(gè)時(shí)基產(chǎn)生模塊，一個(gè)存儲(chǔ)深度產(chǎn)生模塊，一個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生模塊，一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，一個(gè)控制處理模塊，所述時(shí)鐘產(chǎn)生模塊包括第一時(shí)鐘產(chǎn)生子單元，用于產(chǎn)生示波器最高采樣率對(duì)應(yīng)的第一時(shí)鐘信號(hào)；第二時(shí)鐘產(chǎn)生子單元，用于產(chǎn)生頻率為2NGHz的第二時(shí)鐘信號(hào)；一個(gè)開(kāi)關(guān)控制單元，用于依據(jù)所述時(shí)基和存儲(chǔ)深度選擇一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘。本發(fā)明提供的示波器包括有兩個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生子單元，依據(jù)時(shí)基和存儲(chǔ)深度需要，選擇最高采樣率對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘作為采樣時(shí)鐘，否則選擇第二時(shí)鐘作為采樣時(shí)鐘，當(dāng)示波器最高采樣率對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)鐘采用非2mGHz時(shí)，實(shí)現(xiàn)了示波器常見(jiàn)的采樣率檔位。
文檔編號(hào)G01R13/02GK103185822SQ20111044897
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者史慧, 王悅, 王鐵軍, 李維森 申請(qǐng)人:北京普源精電科技有限公司