本發(fā)明專利技術提供了一種具有外觸發(fā)功能的示波器，包括：一個數(shù)據(jù)采樣單元，用于依據(jù)一個采樣時鐘對被測信號進行數(shù)字采樣，獲得采樣數(shù)據(jù)；一個外觸發(fā)單元，用于對一個外部引入信號進行電平比較處理，產生外觸發(fā)信號；一個觸發(fā)控制單元，用于對所述外觸發(fā)信號執(zhí)行數(shù)字化采樣操作，并依據(jù)該數(shù)字化采樣的結果，產生所述觸發(fā)控制信號；一個采樣存儲單元，用于依據(jù)所述觸發(fā)控制信號對所述采樣數(shù)據(jù)進行存儲，產生用于波形顯示的波形顯示數(shù)據(jù)。本發(fā)明專利技術通過對所述外觸發(fā)信號執(zhí)行數(shù)字化采樣操作實現(xiàn)了外觸發(fā)功能，且外觸發(fā)由數(shù)字部分實現(xiàn)，消除了因模擬器件的離散性、不可控延時等引起的精度誤差。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及測試測量
，特別是涉及一種具有外觸發(fā)功能的示波器。
技術介紹
示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器，它能把人眼看不見的電信號轉換成 人眼可見的波形圖像，便于人們研究各種電信號的變化過程。傳統(tǒng)的模擬示波器采用模擬 電路(示波管)，其電子槍向屏幕發(fā)射電子，發(fā)射的電子經聚焦形成電子束，并打到內表面 涂有熒光物質的屏幕上，這樣電子束打中的點就會發(fā)出光，從而描繪出波形曲線。數(shù)字存儲 示波器(Digital Storage oscilloscopes, DSO),簡稱數(shù)字示波器,是通過模數(shù)轉換器把被 測量信號轉換為數(shù)字信息并進行存儲，并利用存儲的數(shù)據(jù)重建波形信號并在示波器的屏幕 上進行顯示。觸發(fā)是示波器的核心功能之一，目前的數(shù)字示波器大多采用數(shù)字觸發(fā)，觸發(fā)信號 的處理以及觸發(fā)方式的擴展可以由數(shù)字部分完成。在現(xiàn)有技術中，已經公開的具有數(shù)字觸 發(fā)功能的示波器有多種。例如，中國專利CN200780010628. 8 “無死區(qū)時間數(shù)據(jù)獲取”，公開了一種具有數(shù)字 觸發(fā)功能的數(shù)字示波器。參照圖1 (a)，數(shù)字示波器100的數(shù)據(jù)采樣單元101對被測信號a 進行數(shù)據(jù)采樣，獲得數(shù)字化的采樣數(shù)據(jù)b ;觸發(fā)控制單元102依據(jù)采樣數(shù)據(jù)b產生一個觸發(fā) 控制信號f ;采樣存儲單元103依據(jù)觸發(fā)控制信號f對采樣數(shù)據(jù)b進行存儲，產生波形顯示 數(shù)據(jù)g，以供波形顯示單元104進行波形顯示。通常的，獲得采樣數(shù)據(jù)之后、產生觸發(fā)控制信號之前，還會對采樣數(shù)據(jù)進行預處理 操作。例如，美國專利 US7072804 “Digital trigger filter for a real time digital oscilloscope (用于數(shù)字示波器的數(shù)字觸發(fā)濾波器)”，公開了一種具有數(shù)字觸發(fā)功能的數(shù) 字示波器，參考圖1(b)，該示波器100除了具有數(shù)據(jù)采樣單元101、觸發(fā)控制單元102、采樣 存儲單元103和波形顯示單元104之外，還具有一個內觸發(fā)單元105，即數(shù)字濾波器，連接 在數(shù)據(jù)采樣單元101和觸發(fā)控制單元102之間，用于對采樣數(shù)據(jù)b進行濾波操作，該濾波操 即屬于預處理操作中的一種，它產生一個內觸發(fā)信號c ;觸發(fā)控制單元102依據(jù)內觸發(fā)信號 c產生觸發(fā)控制信號f。所述濾波操作可以包括AC、DC、HF-R (高頻抑制)和LF-R (低頻抑 制)等，用以去除采樣數(shù)據(jù)b中的某些頻率成分，從而使觸發(fā)控制單元102的觸發(fā)功能更加 穩(wěn)定，以保證在波形顯示單元104得到穩(wěn)定觸發(fā)的波形。現(xiàn)有技術公開的依據(jù)內觸發(fā)信號c產生觸發(fā)控制信號f的觸發(fā)類型為通道觸發(fā)； 還有一種觸發(fā)類型為外觸發(fā)，如圖2所示，為一種具有外觸發(fā)功能的數(shù)字示波器，觸發(fā)功能 的實現(xiàn)由模擬部分完成。當進行外觸發(fā)時，示波器200的觸發(fā)比較器(為模擬比較器)201 將外觸發(fā)源產生的外部引入信號d與一個預置觸發(fā)電平進行比較，產生比較信號h;當進行 通道觸發(fā)時，觸發(fā)比較器201將被測信號a與一個預置觸發(fā)電平進行比較，產生比較信號h。 時間測量單元202依據(jù)所述比較信號獲得觸發(fā)時刻與采樣時鐘的時間差i，具體的，時間測 量單元202由模擬器件構成，其通過電容充放電的時間得到時間差i。觸發(fā)控制單元203依據(jù)該時間差i產生一個觸發(fā)控制信號f ;數(shù)據(jù)采樣單元204對被測信號a進行數(shù)據(jù)采樣，獲 得數(shù)字化的采樣數(shù)據(jù)b ;采樣存儲單元205依據(jù)觸發(fā)控制信號f對采樣數(shù)據(jù)b進行存儲，產 生波形顯示數(shù)據(jù)g，以供波形顯示單元206進行波形顯示。現(xiàn)有的外觸發(fā)需要由模擬器件實現(xiàn)，由于模擬器件具有一定的離散性，因此會給 觸發(fā)系統(tǒng)帶來隨機的精度誤差，而模擬器件的不可控延時差別，會導致不同通道間具有不 同的觸發(fā)延遲。這些都需要在數(shù)字部分增加校準進行調整和平衡，無形之中降低了觸發(fā)的 工作效率，更加劇了數(shù)字部分的設計和調試復雜度。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種具有外觸發(fā)功能的示波器，能夠實現(xiàn)全數(shù) 字的外觸發(fā)功能。為了解決上述問題，本專利技術公開了一種具有外觸發(fā)功能的示波器，包括一個數(shù)據(jù)采樣單元，用于依據(jù)一個采樣時鐘對被測信號進行數(shù)字采樣，獲得采樣 數(shù)據(jù)；一個外觸發(fā)單元，用于對一個外部引入信號進行電平比較處理，產生外觸發(fā)信 號;一個觸發(fā)控制單元，用于對所述外觸發(fā)信號執(zhí)行數(shù)字化采樣操作，并依據(jù)該數(shù)字 化采樣的結果，產生所述觸發(fā)控制信號；一個采樣存儲單元，用于依據(jù)所述觸發(fā)控制信號對所述采樣數(shù)據(jù)進行存儲，產生 用于波形顯示的波形顯示數(shù)據(jù)。本專利技術通過對所述外觸發(fā)信號執(zhí)行數(shù)字化采樣操作實現(xiàn)了外觸發(fā)功能，并且，外 觸發(fā)功能由數(shù)字部分實現(xiàn)，消除了因模擬器件的離散性、不可控延時等帶來隨機的精度誤 差，無需在數(shù)字部分做進一步誤差校準，提高了觸發(fā)的工作效率，實現(xiàn)了數(shù)字觸發(fā)功能。作為一種舉例說明，本專利技術所述的觸發(fā)控制單元由一個可編程邏輯器件構成。該 可編程邏輯器件集成了數(shù)字化采樣、觸發(fā)判斷、解碼、以及對數(shù)據(jù)采樣、采樣存儲、預處理、 波形顯示等操作的控制功能，將各種功能集成于一體，既減小了數(shù)字示波器的體積，又節(jié)約 了成本。作為一種舉例說明，本專利技術所述的觸發(fā)控制單元包括一個時鐘分配子單元，用于依據(jù)一個主時鐘，產生N個頻率相同、相位不同的過采 樣時鐘，所述N大于或等于4;一個過采樣子單元，用于響應于所述N個過采樣時鐘，對所述外觸發(fā)信號進行數(shù) 字化采樣操作，產生數(shù)字化的外觸發(fā)信號；一個觸發(fā)邏輯子單元，用于依據(jù)所述數(shù)字化的外觸發(fā)信號，產生所述觸發(fā)控制信號。作為一種示例，在本舉例說明中，所述N個過采樣時鐘之間具有相同的相位差。作 為一種變形，本示例所述N個過采樣時鐘的相位在半個過采樣時鐘周期內均勻分布。作為另一種示例，在本舉例說明中，一個所述過采樣時鐘與所述主時鐘具有相同 的相位；所述主時鐘與所述采樣時鐘具有相同的相位。作為又一種示例，在本舉例說明中，所述觸發(fā)邏輯子單元用于依據(jù)所述數(shù)字化的外觸發(fā)信號獲得外觸發(fā)時刻，并在所述外觸發(fā)時刻產生所述觸發(fā)控制信號。作為一種示例,本舉例說明所述的過采樣子單元包括一個串并轉換模塊，用于響應于所述N個過采樣時鐘，對所述外觸發(fā)信號進行并行數(shù)字化采樣，獲得N路過采樣觸發(fā)數(shù)據(jù)；一個數(shù)據(jù)重排模塊，用于按照并行數(shù)字化采樣的時間順序，對所述N路過采樣觸發(fā)數(shù)據(jù)進行交叉排列組合，獲得數(shù)字化的外觸發(fā)信號。作為一種變形，本示例所述的串并轉換模塊包括N個串行采樣模塊，所述時鐘分配子單元將所述N個過采樣時鐘一對一的分配到N個串行采樣模塊，每一個所述串行采樣模塊包括—個延時線子模塊，用于對所述外觸發(fā)信號進行時間延遲，得到延時后的外觸發(fā)信號;一個高速串行采樣子模塊，用于依據(jù)所述時鐘分配子單元分配的過采樣時鐘，對所述延時后的外觸發(fā)信號進行數(shù)字化采樣。受FPGA數(shù)據(jù)處理速度的限制，過采樣子單元的過采樣率有限，不能實現(xiàn)較大的觸發(fā)分辨率，則，利用多個并行的串行采樣模塊對外觸發(fā)信號進行多次重復的并行采樣(即過采樣)，從而獲得較大的過采樣率。相比于沒有進行過采樣處理的外觸發(fā)信號，減小了外觸發(fā)信號中相鄰兩個采樣點之間的時間間隔，提高了觸發(fā)分辨率，能夠得到穩(wěn)定顯示的波形，緩解了顯示波形的抖動。相應的，觸發(fā)控制單元能夠在具有較大過采樣率的過采樣信號中，更精確的定位觸發(fā)時刻，提高了觸發(fā)的可靠性。 此外，通過延時線子模塊，可以使外觸發(fā)信號經過不同的傳輸路徑后本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種具有外觸發(fā)功能的示波器，包括：一個數(shù)據(jù)采樣單元，用于依據(jù)一個采樣時鐘對被測信號進行數(shù)字采樣，獲得采樣數(shù)據(jù)；一個外觸發(fā)單元，用于對一個外部引入信號進行電平比較處理，產生外觸發(fā)信號；一個觸發(fā)控制單元，用于依據(jù)所述外觸發(fā)信號，產生一個觸發(fā)控制信號；一個采樣存儲單元，用于依據(jù)所述觸發(fā)控制信號對所述采樣數(shù)據(jù)進行存儲，產生用于波形顯示的波形顯示數(shù)據(jù)；其特征在于：所述觸發(fā)控制單元用于對所述外觸發(fā)信號執(zhí)行數(shù)字化采樣操作，并依據(jù)該數(shù)字化采樣的結果，產生所述觸發(fā)控制信號。
【技術特征摘要】
1.一種具有外觸發(fā)功能的示波器，包括一個數(shù)據(jù)采樣單元，用于依據(jù)一個采樣時鐘對被測信號進行數(shù)字采樣，獲得采樣數(shù)據(jù)；一個外觸發(fā)單元，用于對一個外部引入信號進行電平比較處理，產生外觸發(fā)信號；一個觸發(fā)控制單元，用于依據(jù)所述外觸發(fā)信號，產生一個觸發(fā)控制信號；一個采樣存儲單元，用于依據(jù)所述觸發(fā)控制信號對所述采樣數(shù)據(jù)進行存儲，產生用于波形顯示的波形顯示數(shù)據(jù)；其特征在于所述觸發(fā)控制單元用于對所述外觸發(fā)信號執(zhí)行數(shù)字化采樣操作，并依據(jù)該數(shù)字化采樣的結果，產生所述觸發(fā)控制信號。2.如權利要求1所述的示波器，其特征在于，所述觸發(fā)控制單元由一個可編程邏輯器件構成。3.如權利要求1或2所述的示波器，其特征在于，所述觸發(fā)控制單元包括一個時鐘分配子單元，用于依據(jù)一個主時鐘，產生N個頻率相同、相位不同的過采樣時鐘，所述N大于或等于4;一個過采樣子單元，用于響應于所述N個過采樣時鐘，對所述外觸發(fā)信號進行數(shù)字化采樣操作，產生數(shù)字化的外觸發(fā)信號；一個觸發(fā)邏輯子單元，用于依據(jù)所述數(shù)字化的外觸發(fā)信號，產生所述觸發(fā)控制信號。4.如權利要求3所述的示波器，其特征在于，所述過采樣子單元包括一個串并轉換模塊，用于響應于所述N個過采樣時鐘，對所述外觸發(fā)信號進行并行數(shù)字化采樣，獲得N路過采樣觸發(fā)數(shù)據(jù)；一個數(shù)據(jù)重排模塊，用于...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：黃瑜清，龔桂強，王悅，王鐵軍，李維森，
申請(專利權)人：北京普源精電科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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