CN104730306A - 解码自动门限设定方法及具有解码自动门限设定功能的示波器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种解码自动门限设定方法及具有解码自动门限设定功能的示波器，涉及电变量测试领域，所述自动门限设定方法包括如下步骤：步骤S101、自动获取示波器采样***采集到的波形数据；步骤S102、响应一个自动门限开启命令，计算波形数据的模拟量信息；步骤S103、依据自动门限开启命令的类型，选择所述模拟量信息计算出一个门限阈值；步骤S104、依据门限阈值依次对所述波形数据进行逻辑化。本发明公开的解码自动门限设定方法，可以自动获取示波器采样***采集到的波形数据，并针对所述波形数据的模拟量信息自动计算一个门限阈值，使门限阈值更加准确。
Description
技术领域
本发明涉及电变量测试领域，尤其涉及一种解码自动门限设定方法及具有解码自动门限设定功能的示波器。
背景技术
数字存储示波器是测试测量领域常用设备，随着科技的发展和数字存储示波器应用的深入，数字存储示波器所具备的功能得到了很大的扩展，不再局限于观察波形和完成简单的测量，对采集波形数据的解码是新一代数字存储示波器的重要功能。要实现对采集数据的解码，需要正确的采集数据、设置合适的触发方式、采集到含有特定信息的波形数据、对采集数据进行逻辑化、将逻辑化后的波形数据传输到解码器中完成解码功能。
数字存储示波器通过模数转换将模拟信息量化为数字数据，这些数字数据的位宽度与所选用的模数转换器有关，普通数字存储示波器使用8位位宽的模数转换器，即采集到的一个波形点由8位组成，范围为0～255；逻辑化指的是将模数转换后的数字波形转换为逻辑“1”和“0”，使得其逻辑状态和实际传输的状态一致；在进行逻辑化过程中，需要确定一个门限阈值，以区分出逻辑“1”和“0”。逻辑化是完成解码所必需的处理步骤，例如混合示波器(MSO)中的数字通道，其采集到的数据就只有逻辑“1”“0”两种状态，其逻辑化过程在采集前通过数字比较器来实现。
数字存储示波器通过模拟通道采集到的数据含有一定的位宽(通常为8位)，这样才能展示出数字波形的形状。数字存储示波器同样可以对模拟通道采集的波形数据进行解码，解码前需要将其转换为“1”“0”状态，所以也需要指定一个门限阈值。
数字存储示波器的门限阈值设置有以下几类：
一类是与触发***共用门限阈值，数字存储示波器要完成正确的采集，需要设定合适的触发条件，其中就有针对通道触发电平的设置，逻辑化过程中使用这个触发电平作为阈值。这种方式简化了用户的设置过程，同时也绑定了触发和解码两个功能，在使用解码功能时，必须使用解码器对应的触发方式，否则就不能通过触发通道的电平来进行逻辑化。例如对于I2C总线，其含有时钟和数据两个通道，相应地需要设置时钟、数据两个门限阈值。如果使用边沿触发方式，只能设置一个通道的触发电平，则另一个通道的触发电平值不能确定。所以，需要将触发方式也选择为I2C触发，触发方式比较受限。
还有一类是在解码器中单独设置门限阈值。在解码器中对所需要解码的数据通道设定单独的门限阈值，这样就分离了触发和解码，即使用解码器时，不需要选择对应的触发方式，但同时也增加了用户设置的步骤，需要对解码器中使用到的通道单独设定门限阈值。
逻辑化是解码处理中的关键步骤，门限阈值的选取直接影响逻辑化的结果并影响解码的正确性，在实际操作中，数字存储示波器采集到的数据是不断变化的，使用用户设定的门限阈值对采集到的数据进行逻辑化常常出现解码不准确的现象。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中，依据现有技术的门限阈值对数字存储示波器采集到的数据进行逻辑化，导致解码不准确的技术问题，提供一种解码自动门限设定方法。
本发明提供的一种解码自动门限设定方法，用于示波器，包括如下步骤：
步骤S101、自动获取示波器采样***采集到的波形数据；
步骤S102、响应一个自动门限开启命令，计算所述波形数据的模拟量信息；
步骤S103、依据所述自动门限开启命令的类型，选择所述模拟量信息计算出一个门限阈值；
步骤S104、依据所述门限阈值依次对所述波形数据进行逻辑化。
本发明公开的解码自动门限设定方法，可以自动获取示波器采样***采集到的波形数据，并针对所述波形数据的模拟量信息自动计算一个门限阈值，使门限阈值更加准确。
作为一种举例，当所述示波器显示屏幕刷新时，可以再次自动获取示波器采样***采集到的波形数据，再次计算所述波形数据的模拟量信息并依据所述模拟量信息计算出所述门限阈值，依据所述门限阈值依次对所述波形数据进行逻辑化。
针对每一个变化的波形数据来实时计算一个门限阈值，保证了每一次逻辑化、解码的准确性。
作为一种举例，在所述示波器的显示屏幕上，可以通过菜单的形式实时显示所述门限阈值。
作为另外的举例，在本举例说明中，通过文本框的形式实时显示所述门限阈值。
作为另外的举例，在本举例说明中，通过标签的形式实时显示所述门限阈值。
每次示波器采样***采集到的波形数据变化后，用户都能从显示屏幕上实时看到门限阈值，为用户实时提供逻辑化和解码的信息。
作为一种举例，所述步骤S103包括搜索所述波形数据的最大值和最小值，计算出最大值与最小值的平均值作为所述门限阈值。
作为一种举例，所述步骤S103包括搜索所述波形数据的幅度值，将所述幅度的中间值作为所述门限阈值。
本发明的另一目的是解决现有技术中，依据现有技术的门限阈值对数字存储示波器采集到的数据进行逻辑化，导致解码不准确的技术问题，提供一种具有解码自动门限设定功能的示波器，包括：
数据获取模块、用于自动获取示波器采样***采集到的波形数据；
模拟量计算模块、用于响应一个自动门限开启命令，计算所述波形数据的模拟量信息；
阈值确定模块、用于依据所述自动门限开启命令的类型，选择所述模拟量信息计算出一个门限阈值；
逻辑化模块、用于依据所述门限阈值依次对所述波形数据进行逻辑化。
作为一种举例，当所述示波器显示屏幕刷新时，数据获取模块可以再次自动获取示波器采样***采集到的波形数据，模拟量计算模块再次计算所述波形数据的模拟量信息，阈值确定模块依据所述波形数据的模拟量信息计算出所述门限阈值，逻辑化模块依据所述门限阈值依次对所述波形数据进行逻辑化。
作为一种举例，在所述示波器的显示屏幕上，可以通过菜单的形式实时显示所述门限阈值。
作为一种举例，所述阈值确定模块包括搜索所述数字波形的最大值和最小值，计算出最大值与最小值的平均值作为所述门限阈值。
作为一种举例，所述阈值确定模块包括搜索所述数字波形的幅度值，将所述幅度的中间值作为所述门限阈值。
附图说明
图1是本发明优选实施例的解码自动门限设定方法流程图；
图2是本发明优选实施例的具有解码自动门限设定功能的示波器200的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的优选实施例做进一步详细的说明。
参照图1，示出了本发明优选实施例的解码自动门限设定方法流程图，包括如下步骤：
步骤S101、自动获取示波器采样***采集到的波形数据；
在本步骤中，自动获取的是示波器触发控制***得到的，用于在示波器显示屏幕上进行显示的波形数据。
步骤S102、响应一个自动门限开启命令，计算所述波形数据的模拟量信息；
在本步骤中，自动门限开启命令是由示波器键盘上一个特定的按键发出的；波形数据的模拟量信息包括最大值、最小值、峰峰值、波形幅度值等。
步骤S103、依据所述自动门限开启命令的类型，选择所述模拟量信息计算出一个门限阈值；
在本步骤中，自动门限开启命令的类型不同，计算门限阈值的模拟量信息的选取就不同。在本优选实施例中，自动门限开启命令的类型是最大值最小值类型，因此计算出最大值与最小值的平均值作为所述门限阈值。
作为另外的举例，在本举例说明中，所述步骤S103中，当所述自动门限开启命令的类型是幅度值类型时，搜索所述波形数据的幅度值，将所述幅度的中间值作为所述门限阈值。
在实际操作中，当波形中有突发毛刺时，计算最大值与最小值的平均值作为所述门限阈值，解码时容易出现较大偏差，因为波形中的突发毛刺是应该被忽略的，而自动门限开启命令的类型是最大值最小值类型，因此会将突发毛刺点的值作为最大值或最小值来计算所述门限阈值。因此，增加了上述自动门限开启命令的类型是幅度值类型时，搜索所述波形数据的幅度值，将所述幅度的中间值作为所述门限阈值。幅度值一般定义为波形底端到波形顶端的值，因此有效的规避了波形中出现的突发毛刺。
在本优选实施例中，所述自动门限开启命令是由示波器键盘上一个特定的按键发出的，该按键的下拉菜单中，分别设有最大值最小值自动门限开启类型，和幅度值自动门限开启类型；自动门限开启命令的类型由使用者选择，当波形中出现突发毛刺时，使用者可以选择幅度值自动门限开启类型，当波形中没有出现突发毛刺时，可以选择最大值最小值自动门限开启类型。
作为另外的举例，在本举例说明中，自动门限开启命令的类型由示波器的控制***自动选择，当控制***检测到波形中出现突发毛刺时，自动选择幅度值自动门限开启类型，当检测到波形中没有出现突发毛刺时，选择最大值最小值自动门限开启类型。
作为另外的举例，在本举例说明中，自动门限开启命令的类型默认为最大值最小值类型，示波器的控制***实时检测波形，检测到波形中出现突发毛刺时，自动选择幅度值自动门限开启类型，当检测到波形中没有出现突发毛刺时，自动选择最大值最小值自动门限开启类型。由于使用最大值最小值类型计算门限阈值即快速又准确，因此自动门限开启命令的类型默认为最大值最小值类型，同时控制***自动检测波形，自动选择幅度值自动门限开启类型，有效地避免了突发毛刺对门限阈值的影响。
步骤S104、依据所述门限阈值依次对所述波形数据进行逻辑化。
在本步骤中，在所述波形数据中，大于所述门限阈值的数据被逻辑化为1，小于所述门限阈值的数据被逻辑化为0。
本优选实施例的自动门限设定方法，可以自动获取示波器采样***采集到的波形数据，并针对所述波形数据的模拟量信息自动计算一个门限阈值，使门限阈值更加准确。
在本优选实施例中，当所述示波器显示屏幕刷新时，再次自动获取示波器采样***采集到的波形数据，再次计算所述波形数据的模拟量信息并依据所述模拟量信息计算出所述门限阈值，依据所述门限阈值依次对所述波形数据进行逻辑化。
针对每一个变化的波形数据来实时计算一个门限阈值，保证了每一次逻辑化、解码的准确性。
在本优选实施例中，在所述示波器的显示屏幕上，通过菜单的形式实时显示所述门限阈值。
在本优选实施例中，在所述示波器的显示屏幕上，通过菜单的形式实时显示所述自动门限开启命令的类型。
每次示波器采样***采集到的波形数据变化后，用户都能从显示屏幕上实时看到门限阈值以及计算所述门限阈值的自动门限开启命令的类型，为用户实时提供逻辑化和解码的信息。
参照图2，示出了本发明优选实施例的具有解码自动门限设定功能的示波器200的结构示意图。示波器200包括对输入信号进行触发和采样的触发器201和采样***202，采样***202采样得到的数据一路用于在示波器显示屏幕上的波形显示区203进行显示；另一路由数据获取模块206获取；模拟量计算模块207响应一个自动门限开启命令，计算由数据获取模块206获取的波形数据的模拟量信息；阈值确定模块208依据所述自动门限开启命令的类型，选择所述模拟量信息计算出一个门限阈值；逻辑化模块209依据所述门限阈值依次对所述波形数据进行逻辑化；逻辑化处理后的数据送到解码模块205进行解码；解码处理后的数据由示波器显示屏幕上的解码显示区204进行显示。
在本优选实施例中，自动门限开启命令是由示波器键盘上一个特定的按键发出的；波形数据的模拟量信息包括最大值、最小值、峰峰值、波形幅度值等。
在阈值确定模块208中，自动门限开启命令的类型不同，计算门限阈值的模拟量信息的选取就不同。在本优选实施例中。自动门限开启命令的类型是最大值最小值类型，因此计算出最大值与最小值的平均值作为所述门限阈值。
作为另外的举例，在本举例说明中，在阈值确定模块208中，当所述自动门限开启命令的类型是幅度值类型时，搜索所述波形数据的幅度值，将所述幅度的中间值作为所述门限阈值。
在本优选实施例中，当所述示波器显示屏幕刷新时，数据获取模块206再次自动获取示波器采样***采集到的波形数据，模拟量计算模块207再次计算所述波形数据的模拟量信息，阈值确定模块208依据所述波形数据的模拟量信息计算出所述门限阈值，逻辑化模块209依据所述门限阈值依次对所述波形数据进行逻辑化。
在本优选实施例中，在所述示波器的显示屏幕上，通过菜单的形式实时显示所述门限阈值。
在本优选实施例中，所述示波器200按照图1所示的流程图执行各个步骤。
作为另外的举例，在本举例说明中，所述数据获取模块206、模拟量计算模块207、阈值确定模块208及逻辑化模块209可以由FPGA来实现。
以上所述的仅为本发明的优选实施例，所应理解的是，以上优选实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的思想和原则之内所做的任何修改、等同替换等等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种解码自动门限设定方法，用于示波器，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S101、自动获取示波器采样***采集到的波形数据；
步骤S102、响应一个自动门限开启命令，计算所述波形数据的模拟量信息；
步骤S103、依据所述自动门限开启命令的类型，选择所述模拟量信息计算出一个门限阈值；
步骤S104、依据所述门限阈值依次对所述波形数据进行逻辑化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述示波器显示屏幕刷新时，再次自动获取示波器采样***采集到的波形数据，再次计算所述波形数据的模拟量信息并依据所述模拟量信息计算出所述门限阈值，依据所述门限阈值依次对所述波形数据进行逻辑化。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述示波器的显示屏幕上，通过菜单的形式实时显示所述门限阈值。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述步骤S103包括搜索所述波形数据的最大值和最小值，计算出最大值与最小值的平均值作为所述门限阈值。
5.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述步骤S103包括搜索所述波形数据的幅度值，将所述幅度的中间值作为所述门限阈值。
6.一种具有解码自动门限设定功能的示波器，其特征在于，包括：
数据获取模块、用于自动获取示波器采样***采集到的波形数据；
模拟量计算模块、用于响应一个自动门限开启命令，计算所述波形数据的模拟量信息；
阈值确定模块、用于依据所述自动门限开启命令的类型，选择所述模拟量信息计算出一个门限阈值；
逻辑化模块、用于依据所述门限阈值依次对所述波形数据进行逻辑化。
7.根据权利要求6所述的示波器，其特征在于，当所述示波器显示屏幕刷新时，数据获取模块再次自动获取示波器采样***采集到的波形数据，模拟量计算模块再次计算所述波形数据的模拟量信息，阈值确定模块依据所述波形数据的模拟量信息计算出所述门限阈值，逻辑化模块依据所述门限阈值依次对所述波形数据进行逻辑化。
8.根据权利要求7所述的示波器，其特征在于，在所述示波器的显示屏幕上，通过菜单的形式实时显示所述门限阈值。
9.根据权利要求6、7或8所述的示波器，其特征在于，所述阈值确定模块包括搜索所述数字波形的最大值和最小值，计算出最大值与最小值的平均值作为所述门限阈值。
10.根据权利要求6、7或8所述的示波器，其特征在于，所述阈值确定模块包括搜索所述数字波形的幅度值，将所述幅度的中间值作为所述门限阈值。
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