一種具有脈寬測量功能的示波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有脈寬測量功能的示波器，包括：信號比較單元、脈寬觸發(fā)單元、中央控制單元和顯示單元；所述信號比較單元，用于對被測信號的采樣數(shù)據(jù)進行電平比較處理產(chǎn)生比較信號；所述脈寬觸發(fā)單元，用于計算比較信號的脈寬時間，并將計算獲取的脈寬時間與預設脈寬時間進行比較，在滿足觸發(fā)條件時產(chǎn)生觸發(fā)信號；所述中央控制單元，用于配置一預設脈寬時間，并當所述脈寬觸發(fā)單元產(chǎn)生觸發(fā)信號時獲取對應的所述比較信號的脈寬時間；所述顯示單元，用于顯示所述中央控制單元獲取的脈寬時間。
【專利說明】一種具有脈寬測量功能的示波器
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及測試測量領域，特別涉及一種具有脈寬測量功能的示波器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的示波器計算脈寬主要步驟包括:首先，示波器進行數(shù)據(jù)采樣，還可以對采樣數(shù)據(jù)進行抽樣、內(nèi)插等處理之后，得到波形顯示數(shù)據(jù)，并將波形顯示數(shù)據(jù)存入專門的測量緩存空間。然后，測量模塊對緩存中的波形顯示數(shù)據(jù)以一定的算法進行波形測量。最后，再將測量的結(jié)果顯示在屏幕上。利用波形顯示數(shù)據(jù)測量脈寬主要包括兩種方式。一是手動測量，即光標測量，在示波器顯示界面上利用光標限定脈沖寬度，依據(jù)光標限定范圍內(nèi)的波形顯示數(shù)據(jù)計算脈寬。
[0003]二是自動測量。獲取示波器顯示界面中某一特定位置的脈沖，其可以是中間的脈沖或最左邊或者最右邊的脈沖，依據(jù)該脈沖對應的波形顯示數(shù)據(jù)計算脈寬。
[0004]上述示波器獲取脈寬時，都是憑借波形顯示數(shù)據(jù)來計算脈寬大小，波形顯示數(shù)據(jù)可以是原始的采樣數(shù)據(jù)，也可以是經(jīng)過抽樣、內(nèi)插等處理的采樣數(shù)據(jù)，因此脈寬的測量精度就相應的以示波器的采樣率相關聯(lián)上，采樣率越高則脈寬的測量精度就越高，反之亦然。通常采樣數(shù)據(jù)的采樣率是隨時基變化的。時基越大，采樣率就越低。因此當在大時基下測量脈寬時，脈寬的精度會隨之減小。例如，當時基達到IOOms時，這時的采樣率相對就比較低，達到兆級或K級,這時測量出的脈寬精度相應最大也就達到us級或ms級。
[0005]另外，在上述脈寬測量的現(xiàn)有技術(shù)中，脈寬測量與示波器的采用并不同步。脈寬測量并不是測量所有的采樣波形，因為對示波器的采樣脈寬進行測量時，測量一幀波形所需要的時間很長，這樣導致波形刷新變慢。一般情況下只需要每秒測量幾十次就足夠，這樣就導致有些采樣波形并沒有經(jīng)過測量就被漏過。因此，現(xiàn)有脈寬測量技術(shù)獲取脈寬的精度不聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對上述問題，提出一種具有脈寬測量功能的示波器，本發(fā)明采用同步測量的方法來計算示波器采樣信號的脈寬，在不影響刷新速度基礎上提高了獲取的脈寬精度，并將獲取的脈寬時間在示波器上顯示出來。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種具有脈寬測量功能的示波器，包括:信號比較單元、脈寬觸發(fā)單元、中央控制單元和顯示單元；
[0008]所述信號比較單元，用于對被測信號的采樣數(shù)據(jù)進行電平比較處理產(chǎn)生比較信號;
[0009]所述脈寬觸發(fā)單元，用于計算比較信號的脈寬時間，并將計算獲取的脈寬時間與預設脈寬時間進行比較，在滿足觸發(fā)條件時產(chǎn)生觸發(fā)信號；
[0010]所述中央控制單元，用于配置一預設脈寬時間，并當所述脈寬觸發(fā)單元產(chǎn)生觸發(fā)信號時獲取對應的所述比較信號的脈寬時間；[0011]所述顯示單元，用于顯示所述中央控制單元獲取的脈寬時間。
[0012]可選的，在本發(fā)明一實施例中，當所述脈寬觸發(fā)單元不產(chǎn)生觸發(fā)信號時，所述中央控制單元還用于獲取示波器采樣結(jié)束時刻對應所述比較信號的最后一個脈沖的脈寬時間。
[0013]可選的，在本發(fā)明一實施例中，所述信號比較單元產(chǎn)生多路比較信號。
[0014]可選的，在本發(fā)明一實施例中，所述脈寬觸發(fā)單元針對所述多路比較信號中的數(shù)據(jù)，按照采樣的時間順序查找數(shù)據(jù)變化，獲取相鄰的兩個不同類型數(shù)據(jù)變化之間的時間間隔，將其作為比較信號的脈寬時間。
[0015]可選的，在本發(fā)明一實施例中，所述信號比較單元進一步用于將觸發(fā)信道的被測信號的幅度進行調(diào)理，將調(diào)理后的觸發(fā)信道的被測信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后獲得所述采樣數(shù)據(jù)，將所述采樣數(shù)據(jù)與比較電平進行比較產(chǎn)生比較信號。
[0016]可選的，在本發(fā)明一實施例中，還包括脈寬存儲單元；
[0017]所述脈寬存儲單元，用于在脈寬觸發(fā)單元產(chǎn)生觸發(fā)信號的時刻或示波器采樣結(jié)束時刻存儲對應地比較信號的脈寬時間，并通知所述中央控制單元獲取比較信號的脈寬。
[0018]可選的，在本發(fā)明一實施例中，其特征在于，
[0019]所述中央控制單元還用于對信號處理進行配置；
[0020]所述示波器還包括:比較信號處理單元，用于根據(jù)中央控制單元的配置對所述信號比較單元獲取的比較信號進行信號處理；所述信號處理包括:對來自多個通道的比較信號進行邏輯與、非、或、與非、或非的處理；
[0021]所述脈寬觸發(fā)單元計算經(jīng)過信號處理后的比較信號的脈寬時間。
[0022]可選的，在本發(fā)明一實施例中，所述顯示單元直接將脈寬時間顯示在示波器的顯示屏上。
[0023]可選的，在本發(fā)明一實施例中，所述顯示單元經(jīng)統(tǒng)計處理的脈寬時間顯示在示波器的顯示屏上。
[0024]可選的，在本發(fā)明一實施例中，所述顯示單元以圖形的方式顯示統(tǒng)計處理的脈寬時間的抖動及概率分布。
[0025]可選的，在本發(fā)明一實施例中，所述脈寬觸發(fā)單元還用于依據(jù)比較信號進行觸發(fā)邏輯處理，當所述比較信號滿足觸發(fā)條件時，獲取與觸發(fā)條件相對應的比較信號的比較時間；
[0026]所述顯示單元還用于顯示所述中央控制單元獲取的比較時間；
[0027]可選的，在本發(fā)明一實施例中，所述比較時間包括:比較信號的周期、斜率時間、持續(xù)時間或兩個比較信號之間的延遲時間。
[0028]上述技術(shù)方案具有如下有益效果:本發(fā)明提出的技術(shù)方案中能夠獲取的脈寬時間來自于原始的采樣數(shù)據(jù)，沒有經(jīng)過抽樣等處理，因此脈寬精度是固定的，進行脈寬測量時是實時進行測量，并且通過比較電平調(diào)節(jié)，能夠?qū)γ}寬測量的精確性徑向控制，提高了脈寬精度。另外，將脈寬時間通過示波器的顯示屏形象科學的顯示出來，為使用獲取的脈寬時間打下基礎。此外，本發(fā)明還可以顯示脈寬觸發(fā)單元所獲取的脈寬時間，及時通知用戶滿足觸發(fā)條件的脈寬時間值，提高了用戶的體驗度。
【專利附圖】

【附圖說明】[0029]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0030]圖1為本發(fā)明提出的一種獲取脈寬的方法的流程圖；
[0031]圖2為本發(fā)明提出的一種示波器的結(jié)構(gòu)框圖之一；
[0032]圖3為本發(fā)明提出的一種示波器的結(jié)構(gòu)框圖之二 ；
[0033]圖4為本發(fā)明提出的一種示波器的結(jié)構(gòu)框圖之三；
[0034]圖5為示波器的實施例結(jié)構(gòu)框圖；
[0035]圖6為示波器的實施例中的脈寬觸發(fā)器的工作原理圖；
[0036]圖7為示波器的實施例中計算脈寬所用到的波形示意圖；
[0037]圖8為示波器的實施例中累加器的工作原理圖。
【具體實施方式】
[0038]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0039]脈寬包括兩種方式，一種是系統(tǒng)產(chǎn)生觸發(fā)，另一種是系統(tǒng)沒有觸發(fā)。當系統(tǒng)產(chǎn)生觸發(fā)時，那么在觸發(fā)時刻保存脈寬。如果系統(tǒng)沒有產(chǎn)生觸發(fā)，則在采樣結(jié)束時刻保存對應地比較器產(chǎn)生的比較信號的脈寬。兩種方式存在不同的效果，第一種方式是顯示觸發(fā)的脈寬時間，第二種是顯示比較信號在示波器采樣結(jié)束時刻對應的最后一個脈沖的脈寬時間。
[0040]如圖1所示，為本發(fā)明提出的一種獲取脈寬的方法流程圖。該方法包括:
[0041]步驟101):配置一預設脈寬時間，對被測信號的采樣數(shù)據(jù)進行電平比較處理產(chǎn)生比較信號；
[0042]步驟102):計算比較信號的脈寬時間，并將計算獲取的脈寬時間與預設脈寬時間進行比較，在滿足觸發(fā)條件時產(chǎn)生觸發(fā)信號；
[0043]步驟103):當產(chǎn)生觸發(fā)信號時獲取對應的所述比較信號的脈寬時間；
[0044]步驟104):顯示獲取的脈寬時間。
[0045]實施例中，步驟101)可產(chǎn)生多路比較信號。在步驟102)計算比較信號的脈寬時間時，針對所述多路比較信號中的數(shù)據(jù)，按照采樣的時間順序查找數(shù)據(jù)變化，獲取相鄰的兩個不同類型數(shù)據(jù)變化之間的時間間隔，將其作為比較信號的脈寬時間。
[0046]實施例中，當步驟102)不產(chǎn)生觸發(fā)信號時，步驟103)獲取示波器采樣結(jié)束時刻對應所述比較信號的最后一個脈沖的脈寬時間。
[0047]可選的，在本發(fā)明一實施例中，步驟101)進一步用于將觸發(fā)信道的被測信號的幅度進行調(diào)理，將調(diào)理后的觸發(fā)信道的信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到采樣數(shù)據(jù)，將其與比較電平進行比較產(chǎn)生多路并行比較信號。
[0048]可選的，在本發(fā)明一實施例中，步驟104)直接將脈寬時間顯示在示波器的顯示屏上。[0049]可選的，在本發(fā)明一實施例中，步驟104)經(jīng)統(tǒng)計處理的脈寬時間顯示在示波器的顯示屏上。
[0050]可選的，在本發(fā)明一實施例中，步驟104)以圖形的方式顯示統(tǒng)計處理的脈寬時間的抖動及概率分布。
[0051 ] 實施例中，可以在產(chǎn)生觸發(fā)信號的時刻或示波器采樣結(jié)束時刻存儲比較信號的脈寬，并通知示波器的中央控制單元獲取觸發(fā)信道的信號脈寬。其中，優(yōu)選以中斷的方式通知所述中央控制單元獲取觸發(fā)信道的信號脈寬。
[0052]如圖2所示，為本發(fā)明提出的一種示波器的結(jié)構(gòu)框圖之一。本發(fā)明提供了一種具有脈寬測量功能的示波器，包括:信號比較單元201、脈寬觸發(fā)單元202、中央控制單元203和顯示單元204 ；
[0053]所述信號比較單元201，用于對被測信號的采樣數(shù)據(jù)進行電平比較處理產(chǎn)生比較
信號;
[0054]所述脈寬觸發(fā)單元202，用于計算比較信號的脈寬時間，并將計算獲取的脈寬時間與預設脈寬時間進行比較，在滿足觸發(fā)條件時產(chǎn)生觸發(fā)信號；
[0055]所述中央控制單元203，用于配置一預設脈寬時間，并當所述脈寬觸發(fā)單元產(chǎn)生觸發(fā)信號時獲取對應的所述比較信號的脈寬時間；
[0056]顯示單元204，用于顯示所述中央控制單元獲取的脈寬時間。
[0057]進一步地，當所述脈寬觸發(fā)單元不產(chǎn)生觸發(fā)信號時，所述中央控制單元203還用于獲取示波器采樣結(jié)束時刻對應所述比較信號的最后一個脈沖的脈寬時間。
[0058]如圖3所示，為本發(fā)明提出的一種示波器的結(jié)構(gòu)框圖之二。還包括比較信號處理單元205 ；
[0059]所述比較信號處理單元205，用于對所述信號比較單元201獲取的多路并行比較信號進行處理。
[0060]可選的，在本發(fā)明一實施例中，所述脈寬觸發(fā)單元202針對所述多路比較信號中的數(shù)據(jù)，按照采樣的時間順序查找數(shù)據(jù)變化，獲取相鄰的兩個不同類型數(shù)據(jù)變化之間的時間間隔，將其作為比較信號的脈寬時間。
[0061]可選的，在本發(fā)明一實施例中，所述信號比較單元201進一步用于將觸發(fā)信道的被測信號的幅度進行調(diào)理，將調(diào)理后的觸發(fā)信道的被測信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后獲得所述采樣數(shù)據(jù)，將所述采樣數(shù)據(jù)與比較電平進行比較產(chǎn)生多路并行比較信號。
[0062]圖4為本發(fā)明提出的一種示波器的結(jié)構(gòu)框圖之三，還包括脈寬存儲單元206 ；
[0063]所述脈寬存儲單元206，用于在脈寬觸發(fā)單元202產(chǎn)生觸發(fā)信號的時刻或示波器采樣結(jié)束時刻存儲觸發(fā)信道的信號脈寬，并通知所述中央控制單元203獲取觸發(fā)信道的信號脈寬。
[0064]可選的，在本發(fā)明一實施例中，示波器更進一步包括:比較信號處理單元；所述比較信號處理單元205用于對所述信號比較單元獲取的比較信號進行信號處理；所述信號處理包括:根據(jù)中央控制單元的配置對多路并行比較信號進行邏輯與、或、與非、或非的處理。此種情況下，所述脈寬觸發(fā)單元202計算經(jīng)過信號處理后的比較信號的脈寬時間。
[0065]可選的，在本發(fā)明一實施例中，所述顯示單元204直接將脈寬時間顯示在示波器的顯示屏上。[0066]可選的，在本發(fā)明一實施例中，所述顯示單元204經(jīng)統(tǒng)計處理的脈寬時間顯示在示波器的顯示屏上。
[0067]可選的，在本發(fā)明一實施例中，所述顯示單元204以圖形的方式顯示統(tǒng)計處理的脈寬時間的抖動及概率分布。
[0068]可選的，在本發(fā)明一實施例中，所述脈寬觸發(fā)單元202還用于依據(jù)比較信號進行觸發(fā)邏輯處理，當所述比較信號滿足觸發(fā)條件時，獲取與觸發(fā)條件相對應的比較信號的比較時間；
[0069]所述顯示單元204還用于顯示所述中央控制單元203獲取的比較時間；
[0070]可選的，在本發(fā)明一實施例中，所述觸發(fā)邏輯處理可以是周期觸發(fā)、斜率觸發(fā)、持續(xù)時間觸發(fā)、或者延遲觸發(fā)等，相應的，顯示單元204所顯示的比較時間可以是滿足觸發(fā)條件時比較信號的周期、斜率時間、持續(xù)時間或兩個比較信號之間的延遲時間等。
[0071]實施例1
[0072]如圖5所示，為實施例中的示波器結(jié)構(gòu)框圖。在實施例中，有兩個觸發(fā)信道的信號，在圖中分別以CHl和CH2表示。信號比較單元主要由模擬前端器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC和數(shù)字比較器構(gòu)成；比較信號處理單元主要由信號處理器構(gòu)成；脈寬觸發(fā)單元主要由脈寬觸發(fā)器構(gòu)成；脈寬存儲單元主要由脈寬存儲器構(gòu)成。在圖5中還給出了示波器的系統(tǒng)控制單元。圖5中各部分的功能如下:
[0073]模擬前端器:對觸發(fā)信道的被測信號進行調(diào)理，使輸入的被測信號達到合適的幅度范圍，以便ADC (Analog-to-Digital Converter,模數(shù)轉(zhuǎn)換器)的處理。
[0074]ADC:將調(diào)理后的觸發(fā)信道的被測信號以一定的采樣率轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號。由于ADC采樣速度比較快，觸發(fā)系統(tǒng)無法以ADC的時鐘進行觸發(fā)，因此一般采用降低觸發(fā)時鐘并行處理數(shù)據(jù)的方式來進行觸發(fā)。
[0075]數(shù)字比較器:通過設置比較電平和粘滯范圍將ADC進來的Sbit數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成Ibit的比較信號，用以減少信號噪聲帶來的影響。在示波器中，數(shù)字比較器可以I個或多個并行工作。
[0076]信號處理器:根據(jù)中央控制單元的配置對輸入的比較信號進行處理產(chǎn)生一組用于脈寬觸發(fā)的信號，信號處理的方式包括下列中的一種:選擇來自多個通道中的其中一個通道的比較信號，多個通道的比較信號進行邏輯與、或、與非、或非等處理。
[0077]脈寬觸發(fā)器:計算信號處理器處理后的信號的脈寬，判斷是否滿足配置的脈寬大小。如果滿足，則生成觸發(fā)信號。
[0078]脈寬存儲器:在觸發(fā)信號產(chǎn)生時刻或示波器采樣結(jié)束時刻存儲脈寬觸發(fā)器計算出的脈寬，并通知中央控制單元立刻讀取脈寬。
[0079]中央控制單元:配置脈寬觸發(fā)所需要的參數(shù)，獲取脈寬存儲器存儲的脈寬信息并保存、處理及顯示脈寬。
[0080]圖5中所示的示波器的工作流程如下:
[0081]ADC采樣的數(shù)據(jù)進入數(shù)字比較器產(chǎn)生多路并行的比較信號；本實施例中ADC的采樣率為IGHz，一個觸發(fā)通道的信號經(jīng)過ADC和數(shù)字比較器后產(chǎn)生8路比較信號。
[0082]多個通道的比較信號進入信號處理器，信號處理器根據(jù)中央控制單元的配置對輸入的比較信號進行處理。信號處理器對比較信號進行處理，可以使得脈寬觸發(fā)單元以多種形式進行觸發(fā)。如果信號處理器對多個通道進行邏輯與操作，則可以使脈寬觸發(fā)單元實現(xiàn)持續(xù)時間形式的觸發(fā)；如果信號處理器在通道邊沿上產(chǎn)生一個脈沖，則可以使脈寬觸發(fā)單元實現(xiàn)周期形式的觸發(fā)；如果信號處理器在一個通道的兩個比較電平之間產(chǎn)生一個脈沖，則可以使脈寬觸發(fā)單元實現(xiàn)斜率形式的觸發(fā)；如果信號處理器在兩個通道的邊沿產(chǎn)生一個脈沖，則可以使脈寬觸發(fā)單元實現(xiàn)延遲形式的觸發(fā)等等。
[0083]信號處理器處理完的信號輸入至脈寬觸發(fā)器中，如圖6所示，為示波器的實施例中的脈寬觸發(fā)器的工作原理圖。脈寬觸發(fā)器包括脈寬計算模塊和比較模塊。其中，脈寬計算模塊用來計算信號處理器處理后的信號脈寬，并將計算的結(jié)果輸入至比較模塊中。比較模塊用于根據(jù)中央控制模塊配置的比較模式，將脈寬計算模塊獲取的脈寬時間與中央控制單元配置的預設脈寬時間進行比較來產(chǎn)生一個觸發(fā)信號。其中，比較模式包括:大于預設脈寬時間、小于預設脈寬時間、大于等于預設脈寬時間或者小于等于預設脈寬時間等等。如果符合要求且在脈寬結(jié)束時刻產(chǎn)生觸發(fā)信號。正脈寬觸發(fā)時，脈寬結(jié)束時刻為下降沿，負脈寬觸發(fā)時，脈寬結(jié)束時刻為上升沿。
[0084]如圖7所示，為示波器的實施例中計算脈寬所用到的波形示意圖。ADC對CHl信號進行IGHz采樣率，觸發(fā)時鐘為125MHz，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)字比較器產(chǎn)生8路并行比較信號，圖6中的D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6和D7為8路并行的比較信號波形。CHl原始信號的脈寬根據(jù)并行的比較信號來計算。針對8路比較信號DfDn中的數(shù)據(jù)，按照采樣的時間順序查找數(shù)據(jù)變化，在出現(xiàn)數(shù)據(jù)變化“01”時，為起始脈寬位置，在出現(xiàn)相鄰下一個數(shù)據(jù)變化“ 10”時，為終止脈寬位置；所獲取的比較信號的脈寬即為起始脈寬位置和終止脈寬位置之間的時間間隔。那么計算脈寬應該為: [0085]CHl比較信號的脈寬時間=起始脈寬時間+終止脈寬時間+脈寬累加時間X8
[0086]因為圖7中的比較信號為并行的，具體的，按照下式獲取與數(shù)據(jù)變化“01” “10”所對應的起始脈寬時間Tl和終止脈寬時間T2。


f時間周期*(n-m+1)/n，m=2，3，......,η
[0087]與數(shù)據(jù)變化對應的起始脈寬時間H =^}/，其中，

[O, m = I
η表示并行的比較信號的路數(shù)，本實施例n=8。m表示從O變?yōu)镮的信號在η路并行信號中的位置。圖7中，計算起始時刻Tl時，m=4。
[0088]與數(shù)據(jù)變化對應的終止脈寬時間T2=時鐘周期* (w_l)/n，其中，η表示并行的比較信號的路數(shù)，本實施例n=8。w表示從I變?yōu)镺的信號在η路并行信號中的位置，w=l, 2, 3, 4......η。圖7中，計算起始時刻Τ2時，w=4。所述時鐘周期是指觸發(fā)時鐘的周期。
[0089]其中，脈寬累加時間通過累加器計算完成，如圖8所示，為示波器的實施例中累加器的工作原理圖。因為累加器是在8個比較信號都為高的時候加1，因此最終計算脈寬時需要將累加時間乘以8。起始脈寬時間和終止脈寬時間分別表示CHl信號的脈寬邊沿時間。為了提高脈寬的精度，可以通過比較信號直接判斷出來，由圖7可知，起始脈寬時間為5ns，結(jié)束脈寬時間為3ns。8路并行的比較信號同時為高電平的時間為3個時鐘脈沖，即24ns。因此，圖7中的CHl信號的脈寬為32ns。
[0090]圖7是以正脈寬為例，還可以是負脈寬，則計算數(shù)據(jù)變化從10到01之間的間隔。負脈寬測量時先對比比較信號進行邏輯非處理，然后計算邏輯非處理后的比較信號的正脈寬。還可以是正負脈寬。則既要計算數(shù)據(jù)變化從10到01之間的間隔，又要計算數(shù)據(jù)變化從Ol到10之間的間隔。計算過程基本相同，這里就不再重復。
[0091]脈寬存儲單元在脈寬觸發(fā)器產(chǎn)生觸發(fā)信號時或示波器采樣結(jié)束時刻將脈寬觸發(fā)器計算的脈寬時間保存，并以中斷的方式通知中央控制單元來讀取脈寬時間。其中，脈寬觸發(fā)時刻和示波器采樣結(jié)束時刻是以脈寬觸發(fā)時刻為優(yōu)先的。如果產(chǎn)生脈寬觸發(fā)則保存脈寬，如果沒有產(chǎn)生脈寬觸發(fā)則在示波器采樣結(jié)束時刻保存脈寬。
[0092]比較信號可以由模擬比較器產(chǎn)生，然后以較高的觸發(fā)時鐘進行處理，從而得到較高的脈寬時間精度。如觸發(fā)時鐘為500MHz，那么脈寬時間精度就可達到2ns。
[0093]比較信號可以由模擬比較器產(chǎn)生，然后進行過采樣，并且通過較低的時鐘進行觸發(fā)，也可得到較高的脈寬時間精度。如對模擬比較信號以IGHz的頻率進行過采樣，觸發(fā)時鐘為 125MHz ο
[0094]2個脈寬觸發(fā)器可以并聯(lián)，最后進行邏輯或處理，則可實現(xiàn)正負脈寬觸發(fā)。
[0095]在實時性要求不是很高的情況下，中央控制單元也可以通過查詢的方式獲取脈寬時間。
[0096]中央控制單元在獲取脈寬時間之后，不僅可以直接顯示在屏幕上，也可對脈寬進行處理。例如:通過統(tǒng)計方式獲取:觸發(fā)信號的最大脈寬、觸發(fā)信號的最小脈寬、當前觸發(fā)信號的脈寬以及觸發(fā)信號的平均脈寬。另外，中央控制單元在獲取脈寬之后，根據(jù)脈寬變化，以圖形方式表征脈寬的抖動變化及概率分布。
[0097]通過上面描述可以看出，獲取的脈寬的精度是恒定的，因為脈寬獲取是采用的ADC輸出的信號，沒有傳輸通道采樣壓縮等處理，精度保持恒定，并且脈寬精度為示波器的最高采樣率，脈寬最小分辨率為示波器的最高采樣周期時間。
[0098]由上述分析可知，要想提高脈寬精度，一種方法是提高ADC采樣率，另一種是對ADC采樣后的數(shù)據(jù)進行插值處理。
[0099]脈寬顯示方式可以分為3種:
[0100]I):直接在示波器的顯示屏上顯示脈寬；
[0101]2):統(tǒng)計的方式顯示脈寬；
[0102]3):圖形的方式統(tǒng)計脈寬時間的抖動及概率分布。
[0103]以上所述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有脈寬測量功能的示波器，其特征在于，包括:信號比較單元、脈寬觸發(fā)單元、中央控制單元和顯示單元； 所述信號比較單元，用于對被測信號的采樣數(shù)據(jù)進行電平比較處理產(chǎn)生比較信號； 所述脈寬觸發(fā)單元，用于計算比較信號的脈寬時間，并將計算獲取的脈寬時間與預設脈寬時間進行比較，在滿足觸發(fā)條件時產(chǎn)生觸發(fā)信號； 所述中央控制單元，用于配置一預設脈寬時間，并當所述脈寬觸發(fā)單元產(chǎn)生觸發(fā)信號時獲取對應的所述比較信號的脈寬時間； 所述顯示單元，用于顯示所述中央控制單元獲取的脈寬時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的示波器，其特征在于，當所述脈寬觸發(fā)單元不產(chǎn)生觸發(fā)信號時，所述中央控制單元還用于獲取示波器采樣結(jié)束時刻對應所述比較信號的最后一個脈沖的脈寬時間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的示波器，其特征在于，所述信號比較單元產(chǎn)生多路比較信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的示波器，其特征在于，所述脈寬觸發(fā)單元針對所述多路比較信號中的數(shù)據(jù)，按照采樣的時間順序查找數(shù)據(jù)變化，獲取相鄰的兩個不同類型數(shù)據(jù)變化之間的時間間隔，將其作為比較信號的脈寬時間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的示波器，其特征在于，所述信號比較單元進一步用于將觸發(fā)信道的被測信號的幅度進行調(diào)理，將調(diào)理后的觸發(fā)信道的被測信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后獲得所述采樣數(shù)據(jù)，將所述采樣數(shù)據(jù)與比較電平進行比較產(chǎn)生比較信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的示波器，其特征在于，還包括脈寬存儲單元； 所述脈寬存儲單元，用于在脈寬觸發(fā)單元產(chǎn)生觸發(fā)信號的時刻或示波器采樣結(jié)束時刻存儲對應地比較信號的脈寬時間，并通知所述中央控制單元獲取比較信號的脈寬。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的示波器，其特征在于， 所述中央控制單元還用于對信號處理進行配置； 所述示波器還包括:比較信號處理單元，用于根據(jù)中央控制單元的配置對所述信號比較單元獲取的比較信號進行信號處理；所述信號處理包括:對來自多個通道的比較信號進行邏輯與、非、或、與非、或非的處理； 所述脈寬觸發(fā)單元計算經(jīng)過信號處理后的比較信號的脈寬時間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的示波器，其特征在于，所述顯示單元直接將脈寬時間顯示在示波器的顯示屏上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的示波器，其特征在于，所述顯示單元經(jīng)統(tǒng)計處理的脈寬時間顯示在示波器的顯示屏上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的示波器，其特征在于，所述顯示單元以圖形的方式顯示統(tǒng)計處理的脈寬時間的抖動及概率分布。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的示波器，其特征在于，所述脈寬觸發(fā)單元還用于依據(jù)比較信號進行觸發(fā)邏輯處理，當所述比較信號滿足觸發(fā)條件時，獲取與觸發(fā)條件相對應的比較信號的比較時間； 所述顯示單元還用于顯示所述中央控制單元獲取的比較時間；所述比較時間包括匕較信號的周期、斜率時間、持續(xù)時間或兩個比較信號之間的延遲時間。
【文檔編號】G01R29/027GK103869123SQ201210546573
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月14日
【發(fā)明者】龔桂強, 王悅, 王鐵軍, 李維森 申請人:北京普源精電科技有限公司