CN103048508A - 提高数字示波器触发水平精度的方法、装置及数字示波器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种提高数字示波器触发水平精度的方法、装置及示波器，提高数字示波器触发水平精度的方法包括步骤：搜索确定第一采样点和第二采样点，所述第一采样点为模数转换器采样的触发位置起始采样时刻对应的前一个点，所述第二采样点为模数转换器采样的触发位置起始采样时刻对应的后一个点；在第一采样点和第二采样点之间进行插值，得到N个插值点，N为大于2的正整数；找出幅值最近点，幅值最近点是与测量信号的触发位置的理论幅值最近的插值点；根据幅值最近点计算出测量信号的触发位置与第二采样点的延迟差△t；补偿延迟差△t。本申请公开的方法、装置及示波器能够提高数字示波器的信号触发水平精度。
Description
技术领域
本申请涉及电子设备领域，尤其涉及提高数字示波器触发水平精度的方法、装置及数字示波器。
背景技术
数字示波器可以分为：数据采样、数据处理、数据显示三部分。数据采样部分是模数转换器采样得到的并存储到缓冲区的波形数据，数据处理、数据显示部分用来对波形数据进行相关的处理后并显示出来。数据采样部分是数字存储示波器的核心部分，也是它与模拟示波器的重要区别所在，它实现了由模拟信号到数字信号的转换。现有的数字示波器中，尽管采样方式有很多，但主要有两种基本的采样方式：实时采样方式和等效采样方式。每一种采样方式对于不同的测量信号都有各自的优势：在测量高频周期信号时，采用实时采样可能会漏掉一些信号样值，但采用等效采样方式可以比较完整地捕获这些信号；而对于频率范围在数字示波器最大采样速率一半以下的信号，实时采样方式是理想的方式，此时，通过一次捕获波形，数字示波器就能获得足够多的点重构精确的图像。
现有数字示波器采样方式，与模拟示波器的采样不同，是离散采样，离散采样除了会漏掉一些测量信号的样点外，还会出现测量信号的触发位置与模数转换器采样的触发位置起始采样时刻存在延迟差△t的问题，如图1所示，当延迟差△t很大时，会降低数字示波器的信号触发水平精度。
发明内容
本申请要解决的主要技术问题是，提供一种可以提高数字示波器的信号触发水平精度的方法、装置及示波器。
本申请一方面提供一种提高数字示波器触发水平精度的方法，包括以下步骤：
搜索确定第一采样点和第二采样点，第一采样点为模数转换器采样的触发位置起始采样时刻对应的前一个点，第二采样点为模数转换器采样的触发位置起始采样时刻对应的后一个点，测量信号的触发位置按照预先设置好的触发电平得到；
在第一采样点和第二采样点之间进行插值，得到N个插值点，N为大于2的正整数；
找出幅值最近点，幅值最近点是与测量信号的触发位置的理论幅值最近的插值点；
根据幅值最近点计算出测量信号的触发位置与第二采样点的延迟差△t；
补偿延迟差△t。
进一步，找出幅值最近点包括：通过插值函数得出N个插值点各自对应的幅值，计算出N个插值点各自对应的幅值与测量信号的触发位置的理论幅值之间差值的绝对值，找出差值的绝对值最小时对应的插值点作为幅值最近点，插值函数为插值点-幅值函数。
进一步，根据幅值最近点计算出延迟差包括：得到幅值最近点与第二采样点之间的点数差△n；
根据点数差△n计算出测量信号的触发位置与第二采样点的延迟差△t，计算公式为：△t=(△n/N)/f，其中f为采样时钟的频率。
进一步，补偿延迟差△t包括：将各采样点的对应时间减去延迟差△t。
本申请又一方面提供一种实现提高数字示波器触发水平精度的装置，包括：第一搜索模块，用于搜索确定第一采样点和第二采样点，第一采样点为模数转换器采样的触发位置起始采样时刻对应的前一个点，第二采样点为模数转换器采样的触发位置起始采样时刻对应的后一个点，测量信号的触发位置按照预先设置好的触发电平得到；插值模块，用于在第一采样点和第二采样点之间进行插值，得到N个插值点，N为大于2的正整数；第二搜索模块，用于在N个插值点中搜索寻找幅值最近点，幅值最近点是与测量信号的触发位置的理论幅值最近的插值点；延迟差计算模块，根据幅值最近点计算出测量信号的触发位置与第二采样点的延迟差△t；补偿模块，用于补偿延迟差计算模块计算出的延迟差△t。
进一步，第二搜索模块还包括第一计算模块，用于通过插值函数得出N个插值点各自对应的幅值，计算出N个插值点各自对应的幅值与测量信号的触发位置的理论幅值之间差值的绝对值，插值函数为插值点-幅值函数。
进一步，延迟差计算模块还包括第二计算模块，用于计算幅值最近点与第二采样点之间的点数差△n。
本申请又一方面提供一种数字示波器，包括前端放大器、采样电路、处理器和显示器，采样电路对前端放大器的输出信号采样后，送入处理器进行处理，显示器显示处理器的输出信号，处理器包括第一搜索模块，用于搜索确定第一采样点和第二采样点，第一采样点为模数转换器采样的触发位置起始采样时刻对应的前一个点，第二采样点为模数转换器采样的触发位置起始采样时刻对应的后一个点，测量信号的触发位置按照预先设置好的触发电平得到；插值模块，用于在第一采样点和第二采样点之间进行插值，得到N个插值点，N为大于2的正整数；第二搜索模块，用于在N个插值点中搜索寻找幅值最近点，幅值最近点是与测量信号的触发位置的理论幅值最近的插值点；延迟差计算模块，根据幅值最近点计算出测量信号的触发位置与第二采样点的延迟差△t；补偿模块，用于补偿延迟差计算模块计算出的延迟差△t。
进一步，第二搜索模块还包括第一计算模块，用于通过插值函数得出N个插值点各自对应的幅值，计算出N个插值点各自对应的幅值与测量信号的触发位置的理论幅值之间差值的绝对值，插值函数为插值点-幅值函数。
进一步，延迟差计算模块还包括第二计算模块，用于计算幅值最近点与第二采样点之间的点数差△n。
本申请的有益效果是：本申请提供提高数字示波器触发水平精度的方法、装置及数字示波器，可提高数字示波器信号触发水平的精度。
附图说明
图1是现有技术中数字示波器的测量信号的触发位置与模数转换器采样的触发位置起始采样时刻存在延迟差的示意图；
图2是本申请实施例的一种数字示波器结构框图；
图3是本申请实施例的一种提高数字示波器触发水平精度的方法流程图；
图4是本申请实施例的一种提高数字示波器触发水平精度的方法中的插值点示意图；
图5是本申请实施例的一种实现提高数字示波器触发水平精度的装置框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一
如图2所示，一种数字示波器，包括前端放大器1、采样电路2、处理器3和显示器4，采样电路2对前端放大器1的输出信号采样后，送入处理器3进行处理，显示器4将处理器3的输出信号显示出来。其中，处理器3包括第一搜索模块31用于搜索确定第一采样点和第二采样点，第一采样点为模数转换器采样的触发位置起始采样时刻对应的前一个点，第二采样点为模数转换器采样的触发位置起始采样时刻对应的后一个点，测量信号的触发位置按照预先设置好的触发电平得到；插值模块32用于在第一采样点和第二采样点之间进行插值，得到N个插值点，N为大于2的正整数；第二搜索模块33用于在N个插值点中搜索寻找幅值最近点，幅值最近点是与测量信号的触发位置的理论幅值最近的插值点；延迟差计算模块34根据幅值最近点计算出测量信号的触发位置与第二采样点的延迟差△t；补偿模块35用于补偿延迟差计算模块34计算出的延迟差△t。第二搜索模块33还包括第一计算模块330用于通过插值函数得出N个插值点各自对应的幅值，计算出N个插值点各自对应的幅值与测量信号的触发位置的理论幅值之间差值的绝对值，插值函数为插值点-幅值函数。延迟差计算模块34还包括第二计算模块340用于计算幅值最近点与第二采样点之间的点数差△n。
如图3和图4所示，一种提高上述数字示波器触发水平精度的方法，包括以下步骤：
步骤100，搜索确定两个采样点。
搜索确定采样得到第一采样点P0和第二采样点P1，其中，第一采样点P0为模数转换器采样的触发位置起始采样时刻对应的前一个点，第二采样点P1为模数转换器采样的触发位置起始采样时刻对应的后一个点，测量信号的触发位置Pt位于第一采样点P0和第二采样点P1之间，并按照预先设置好的触发电平得到。
步骤101，在两个采样点之间进行插值。
在第一采样点P0和第二采样点P1之间进行插值，得到N个插值点，N为大于2的正整数。
步骤102，找出幅值最近点。
通过插值函数得到N个插值点各自对应的幅值，计算出该N个插值点各自对应的幅值与测量信号的触发位置的理论幅值之间差值的绝对值，找出这些差值的绝对值最小时所对应的插值点，将该插值点作为幅值最近点Pt′，插值函数为插值点-幅值函数。
步骤103，计算延迟差△t。
根据幅值最近点计算出测量信号的触发位置与第二采样点P1的延迟差△t。找到幅值最近点Pt′后，就可以得到幅值最近点与第一采样点之间的点数差△n，再根据该点数差△n就能计算出测量信号的触发位置Pt与第二采样点P1的延迟差△t，计算公式为△t=(△n/N)/f，其中f为采样时钟的频率。
步骤104，补偿延迟差△t。
通过将各采样点的对应时间减去延迟差△t，从显示器的波形上看相当于保持波形不变，所有采样点都沿水平轴向相应平移了，其中，第二采样点P1沿水平轴向平移到与幅值最近点Pt′。
通过上述方法，测量信号的触发位置与模数转换器采样的触发位置起始采样时刻的延迟差△t就会从PtP1减小到PtPt'，当在P0、P1两个点插值N个点时，就能使数字示波器的信号触发水平精度提高N倍。
实施例二
如图5所示，一种实现提高数字示波器触发水平精度的装置包括：第一搜索模块51用于搜索确定第一采样点和第二采样点，第一采样点为模数转换器采样的触发位置起始采样时刻对应的前一个点，第二采样点为模数转换器采样的触发位置起始采样时刻对应的后一个点，测量信号的触发位置按照预先设置好的触发电平得到；插值模块52用于在第一采样点和第二采样点之间进行插值，得到N个插值点，N为大于2的正整数；第二搜索模块53用于在N个插值点中搜索寻找幅值最近点，幅值最近点是与测量信号的触发位置的理论幅值最近的插值点；延迟差计算模块54根据幅值最近点计算出测量信号的触发位置与第二采样点的延迟差△t；补偿模块55用于补偿延迟差计算模块54计算出的延迟差△t。其中，第二搜索模块53还包括第一计算模块530用于通过插值函数得出N个插值点各自对应的幅值，计算出N个插值点各自对应的幅值与测量信号的触发位置的理论幅值之间差值的绝对值，插值函数为插值点-幅值函数。延迟差计算模块54还包括第二计算模块540用于计算幅值最近点与第二采样点之间的点数差△n。
综上所述，本申请公开的提高数字示波器触发水平精度的方法、装置及数字示波器，利用插值方法计算出延迟差并对其进行补偿，提高了数字示波器的信号触发水平精度。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。
Claims (10)
1.一种提高数字示波器触发水平精度的方法,其特征在于，包括以下步骤：
搜索确定第一采样点和第二采样点，所述第一采样点为模数转换器采样的触发位置起始采样时刻对应的前一个点，所述第二采样点为模数转换器采样的触发位置起始采样时刻对应的后一个点，所述测量信号的触发位置按照预先设置好的触发电平得到；
在所述第一采样点和第二采样点之间进行插值，得到N个插值点，N为大于2的正整数；
找出幅值最近点，所述幅值最近点是与测量信号的触发位置的理论幅值最近的插值点；
根据所述幅值最近点计算出测量信号的触发位置与所述第二采样点的延迟差△t；
补偿所述延迟差△t。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述找出幅值最近点包括：通过插值函数得出所述N个插值点各自对应的幅值，计算出N个插值点各自对应的幅值与所述测量信号的触发位置的理论幅值之间差值的绝对值，找出所述差值的绝对值最小时对应的插值点作为幅值最近点，所述插值函数为插值点-幅值函数。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据幅值最近点计算出延迟差包括：
得到所述幅值最近点与第二采样点之间的点数差△n；
根据所述点数差△n计算出测量信号的触发位置与第二采样点的延迟差△t，计算公式为
△t=(△n/N)/f，其中f为采样时钟的频率。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述补偿延迟差△t包括：将各采样点的对应时间减去延迟差△t。
5.一种实现提高数字示波器触发水平精度的装置，其特征在于，包括：
第一搜索模块：用于搜索确定第一采样点和第二采样点，所述第一采样点为模数转换器采样的触发位置起始采样时刻对应的前一个点，所述第二采样点为模数转换器采样的触发位置起始采样时刻对应的后一个点，所述测量信号的触发位置按照预先设置好的触发电平得到；
插值模块：用于在所述第一采样点和第二采样点之间进行插值，得到N个插值点，N为大于2的正整数；
第二搜索模块：用于在所述N个插值点中搜索寻找幅值最近点，所述幅值最近点是与测量信号的触发位置的理论幅值最近的插值点；
延迟差计算模块：根据所述幅值最近点计算出测量信号的触发位置与所述第二采样点的延迟差△t；
补偿模块：用于补偿所述延迟差计算模块计算出的延迟差△t。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二搜索模块还包括第一计算模块，用于通过插值函数得出所述N个插值点各自对应的幅值，计算出N个插值点各自对应的幅值与所述测量信号的触发位置的理论幅值之间差值的绝对值，所述插值函数为插值点-幅值函数。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述延迟差计算模块还包括第二计算模块，用于计算所述幅值最近点与第二采样点之间的点数差△n。
8.一种数字示波器，包括前端放大器、采样电路、处理器和显示器，所述采样电路对前端放大器的输出信号采样后，送入所述处理器进行处理，所述显示器显示处理器的输出信号，其特征在于，所述处理器包括：
第一搜索模块：用于搜索确定第一采样点和第二采样点，所述第一采样点为模数转换器采样的触发位置起始采样时刻对应的前一个点，所述第二采样点为模数转换器采样的触发位置起始采样时刻对应的后一个点，所述测量信号的触发位置按照预先设置好的触发电平得到；
插值模块：用于在所述第一采样点和第二采样点之间进行插值，得到N个插值点，N为大于2的正整数；
第二搜索模块：用于在所述N个插值点中搜索寻找幅值最近点，所述幅值最近点是与测量信号的触发位置的理论幅值最近的插值点；
延迟差计算模块：根据所述幅值最近点计算出测量信号的触发位置与所述第二采样点的延迟差△t；
补偿模块：用于补偿所述延迟差计算模块计算出的延迟差△t。
9.如权利要求8所述的数字示波器，其特征在于，所述第二搜索模块还包括第一计算模块，用于通过插值函数得出所述N个插值点各自对应的幅值，计算出N个插值点各自对应的幅值与所述测量信号的触发位置的理论幅值之间差值的绝对值，所述插值函数为插值点-幅值函数。
10.如权利要求8所述的数字示波器，其特征在于，所述延迟差计算模块还包括第二计算模块，用于计算所述幅值最近点与第二采样点之间的点数差△n。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Address after: 518000 Guangdong Province, Baoan District, Baoan District, Xin'an Street, Xingdong Community, 68 District, Antongda Industrial Factory Area, 4 factories, 3 floors, 5 office buildings, 1-3 floors Patentee after: Shenzhen dingyang Technology Co., Ltd Address before: Shenzhen City, Guangdong province Baoan District 518000 District 68 road left three Antongda Industrial Park, 4 floor Patentee before: Shenzhen Siglent Technologies Co., Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address |