触控式示波器及其波形显示触控操作方法
【专利摘要】本发明系关于一种触控式示波器及其波形显示触控操作方法，该触控式示波器包含有一触控显示单元及一波形处理暨取样单元，其中，该触控显示单元与该波形处理记取样单元连接，且包含有一触控模块及一显示模块，该触控模块检测一触控手势，并依据该触控手势转换为对应的一组波形处理参数，该波形处理暨取样单元具有至少一信号输入端，以接收至少一外部待测信号，并依据该组波形处理参数对该待测信号进行取样，并处理为对应的波形影像，而将波形影像输出予该显示模块显示；如此得以触控显示单元提供操作及显示该显示波形，以节省机械式旋钮占用显示模块以外的空间，得以配合令显示模块的尺寸加大或令示波器小型化，且可让使用者的操作更直觉且快速。
【专利说明】触控式示波器及其波形显示触控操作方法
【技术领域】
[0001]本发明系关于一种示波器及其波形显示操作方法，尤指一种触控式示波器及其波形显示触控操作方法。
【背景技术】
[0002]示波器是一种用来测量电子信号波形的仪器，其普遍使用于检测、研究电子信号及电子元件的特性曲线等，为电子电机研究最常使用的研究器材之一。
[0003]请参阅图11及图12，现有的示波器包含有:
[0004]一控制模块50，其包含有一处理器51、复数旋钮52及复数按键53，该复数旋钮52供使用者操作，该处理器51系与该复数旋钮52及该复数按键53连接，并依据复数旋钮52及按键53的操作产生一组波形处理参数；
[0005]一波形处理暨取样单元60，其连接至该控制模块50的处理器51连接，且具有至少一信号输入端61，以接收一外部待测信号，并依据该控制模块50产生的该组波形处理参数将该待测信号处理为一对应的波形影像；及
[0006]一显示模块70，其与该波形处理暨取样单元60连接，以接收并显示该波形影像。
[0007]上述示波器设定波形处理参数的目的在于缩放或移动显示器显示出的波形，例如:该组波形处理参数中通常包含有电压迭加值、电压放大倍率、取样频率值及水平位置设定值，而增减电压迭加值可于垂直轴向上下移动显示波形；减增水平位置设定值(Pre-Trigger Counter及Post-Trigger Counter)可于水平轴向上左右移动显示波形；减增电压放大倍率可于垂直轴向上缩放显示波形(改变垂直档位)；减增取样频率值可于水平轴向上缩放显示波形(改变水平档位)；如此，得以让使用者缩放及移动显示波形以方便观察波形的各个细节。
[0008]然而，由于旋钮会占据示波器显示器以外的空间，且旋钮的操作方式能顺时针或逆时针旋转，故一个旋钮只能调整一个波形处理参数的大小，令上述示波器须以设置复数个旋钮，相当占据空间，使得示波器难以小型化；又，多个旋钮也会造成使用者操作上混淆、常调错旋钮；再者，以旋钮调整波形处理参数者，其波形处理参数大小的变化率取决于旋转旋钮的旋转格数，使用者以手指旋转旋钮，则每次可旋转的旋转格数有限，不利于快速移动显示波形，特别是显示波形于水平轴向上长距离移动的操作，使用者常需旋转旋钮数十圈后才能观察到要观察的波形特征；除此之外，机械式的旋钮元件寿命短，亦常需维修更换。
[0009]综上所述，现有示波器的旋钮会占据显示器以外的空间、难以小型化，且使用者操作上亦不便利，且旋钮元件寿命短也造成使用者经常送修，因此，现有示波器实有需改良。
【发明内容】
[0010]有鉴于上述示波器必须以多个按键及旋钮供使用者操作，易令使用者操作混淆、多数旋钮占用空间且旋钮元件寿命短的技术缺陷，本发明的主要目的为提出一种触控式示波器及其波形显示触控操作方法。[0011 ] 欲达上述目的所使用的主要技术手段是令该触控式示波器包含有:
[0012]—触控显不单兀,其包含有一触控模块及一显不模块，该触控模块系检测一触控手势，并依据该触控手势转换为对应的一组波形处理参数；
[0013]一波形处理暨取样单元，其与该触控显示单元的触控模块及显示模块连接，且具有至少一信号输入端，以接收至少一外部待测信号，并依据该组波形处理参数将该待测信号处理为一对应的波形影像后，输出予该显示模块显示。
[0014]本发明系以触控显示单元供以触控手势来设定该组波形处理参数，减少旋钮占用显示模块以外的空间，以利于将示波器小型化或增大显示模块的尺寸，且让示波器提供的操作方式更为直觉且快速。
[0015]所述触控模块包含有一触控板、一触控控制器及一中央处理器，该触控板检知使用者以手指进行触控操作时的触控点，该触控控制器系与该触控板及该中央处理器连接，并依据该触控板检知的触碰点，而输出与触碰点对应的一组连续座标予该中央处理器，且该中央处理器于接收该组连续座标后，依据连续座标的变化判断触碰点对应的触控手势，并依据触控手势产生该组波形处理参数，如此，即可供使用者藉由不同的触控手势来使中央处理器产生不同的波形处理参数。
[0016]所述波形处理参数包含一直流电压迭加值及一水平位置设定值，且该触控模块的触控板检测一单点拖曳触控手势，该组连续座标包含单触碰点拖曳的连续垂直轴向座标及连续水平轴向座标，该中央处理器依据该单触碰点的连续垂直轴向座标变化设定该直流电压迭加值，而依据该单触碰点的连续水平轴向座标的变化设定该水平位置设定值，以分别调整显示波形于垂直轴向上的移动及水平轴向上的移动。
[0017]由于触控手势的操作相较于仅能顺逆时针旋转的旋钮多样化，如上述供使用者以单点拖曳触控手势操作者，即可用来分别改变波形处理参数中的直流电压迭加值及水平位置设定值，以将于垂直轴向与水平轴向上移动显示波形的操作整合于一个触控板上，可更进一步再减少旋钮的设置数量，且避免多旋钮的操作方式造成使用者操作上的混淆。
[0018]所述波形处理参数进一步包含一放大倍率设定值及一取样频率设定值，且该控制模块的触控板检测一多点反向滑动触控手势，使该组连续座标包含二触碰点的连续垂直轴向座标及连续水平轴向座标，该中央处理器依据该组连续座标中二触碰点的连续垂直轴向座标的靠近及远离分别减少及增加该放大倍率设定值，而依据该组连续座标中二触碰点的连续水平轴向座标的靠近及远离分别减少及增加该取样频率设定值。
[0019]如此，得以多点触控手势进一步整合四个参数值的操作于同一个触控板上，使用者即可于同一个触控板上操作显示波形的移动及缩放，避免操作混淆，使用方便。
[0020]欲达上述目的所使用的主要技术手段是令该触控式示波器的波形显示触控操作方法中，
[0021]该示波器设有一用以检测触控手势及显示波形影像的触控显示单元，且该波形显示触控操作方法系于该示波器接收一待测信号后执行，并包括以下步骤:
[0022]自该触控显示单元接收一组波形处理参数，其中该波形处理参数系依据该触控显示单元依其检测到的触控手势的变化而产生；
[0023]依据该组波形处理参数将该待测信号处理为一对应的波形影像；
[0024]将波形影像输出至该触控显示单元予以显示。[0025]如此，以触控显示单元供使用者操作并显示对应显示波形者，即可节省机械式旋钮占用显示模块以外的空间，以将示波器小型化或增加显示模块的尺寸，且让示波器提供的操作方式更为直觉且快速。
[0026]所述的依据该触控显示单元依其检测到的触控手势的变化而产生该组波形处理参数的步骤包含:
[0027]若检测出该单点拖曳触控手势，则依据单触碰点的垂直轴向座标连续变化设定该直流电压迭加值，而依据单触碰点的水平轴向座标连续变化设定该水平位置设定值；
[0028]若检测出该多点反向滑动触控手势，则依据多点反向滑动触控手势二触碰点的垂直轴向座标的靠近及远离分别减少及增加该放大倍率设定值，而依据多点反向滑动触控手势二触碰点的水平轴向座标的靠近及远离分别减少及增加该取样频率设定值。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1A:为本发明电路方块示意图。
[0030]图1B:为图1A详细电路图。
[0031]图2A:为单点拖曳触控手势设定直流电压迭加值的一操作示意图。
[0032]图2B:为单点拖曳触控手势设定直流电压迭加值的另一操作示意图。
[0033]图3A:为多点反向滑动触控手势设定放大倍率设定值的一操作示意图。
[0034]图3B:为多点反向滑动触控手势设定放大倍率设定值的另一操作示意图。
[0035]图4A:为多点反向滑动触控手势设定取样频率设定值的一操作示意图。
[0036]图4B:为多点反向滑动触控手势设定取样频率设定值的另一操作示意图。
[0037]图5A:为单点拖曳触控手势设定水平位置设定值的一操作示意图。
[0038]图5B:为单点拖曳触控手势设定水平位置设定值的另一操作示意图。
[0039]图5C:为显示波形的水平位置与触发预数值、触发后等待值及数据长度关系的示意图。
[0040]图6:为单点拖曳触控手势设定直流电压迭加值及水平位置设定值的操作示意图。
[0041]图7:为多点反向滑动触控手势设定放大倍率设定值及取样频率设定值的操作示意图。
[0042]图8A:为多点拖曳触控手势快速增减直流电压迭加值的操作示意图。
[0043]图SB:为多点拖曳触控手势快速增减水平位置设定值的操作示意图。
[0044]图9A:为单点拖曳触控手势慢速增减直流电压迭加值的操作示意图。
[0045]图9B:为单点拖曳触控手势慢速增减水平位置设定值的操作示意图。
[0046]图10:为单点拖曳触控手势甩动触碰点来设定水平位置设定值的操作示意图。
[0047]图11:为现有示波器的电路方块示意图。
[0048]图12:为现有示波器的外观平面图。
【具体实施方式】
[0049]以下配合图式及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。[0050]请参阅图1A，本发明触控式示波器系包含有:
[0051]—触控显不单兀10，其包含有一触控模块11及一显不模块12,该触控模块11系检测一触控手势，并依据该触控手势转换为对应的一组波形处理参数，至于触控手势与波形处理参数的转换关系请容后详述；
[0052]一波形处理暨取样单元20，其与该触控显示单元的触控模块及显示模块连接，且具有至少一信号输入端21，以接收至少一外部待测信号，而依据该组波形处理参数，先对该待测信号取样并数字化完成后，将数字化的待测信号处理为一对应波形影像，并输出予该显示模块12显示，于本实施例中，该波形处理暨取样单元20包含有一直流电压迭加模块22、一电压放大模块23、一模拟数字转换模块24及一数字信号处理模块25,且该直流电压迭加模块22连接该信号输入端21。
[0053]以下谨先进一步详细说明波形处理参数的设定与显示模块12显示出的显示波形的关系，请进一步参阅图1B，以二信号输入端21的示波器为例，其中:
[0054]所述触控显示单元10的触控模块11包含有一触控板13、一触控控制器14及一中央处理器15，该触控板13系检知使用者以手指进行触控操作时的触控点，该触控控制器14系与该触控板13及该中央处理器15连接，而输出与触碰点对应的一组连续座标予该中央处理器15，该中央处理器15于接收该组连续座标后，依据连续座标的变化判断触碰点对应的触控手势，并依据触控手势产生该组波形处理参数，该组波形处理参数则包含有一直流电压迭加值、一放大倍率设定值、一取样频率设定值及一水平位置设定值；
[0055]所述触控模块11的触控板13检测一单点拖曳触控手势及一多点反方向滑动触控手势，其中:
[0056]触控板13检测单点拖曳触控手势时，触控控制器14输出的该组连续座标会包含连续单触碰点的连续垂直轴向座标及连续水平轴向座标，该中央处理器15则依据单触碰点的连续垂直轴向座标的增减变化而增减该直流电压迭加值，而依据单触碰点的连续水平轴向座标的增减变化设定该水平位置设定值；
[0057]触控板13检测多点反向滑动触控手势时，触控控制器14输出的该组连续座标会包含二触碰点的连续垂直轴向座标及连续水平轴向座标，该中央处理器15则依据该组连续座标中二触碰点的连续垂直轴向座标的靠近及远离分别减少及增加该放大倍率设定值，而依据该组连续座标中二触碰点的连续水平轴向座标的靠近及远离分别减少及增加该取样频率设定值，于本实施例中，该中央处理器15设定一作动临界值，且中央处理器15设定的放大倍率设定值包含有复数倍率等级，并于检知二触碰点的连续垂直轴向座标的靠近及远离的距离变化量大于该作动临界距离变化值时分别减少及增加该放大倍率设定值所设定的倍率等级；中央处理器15设定的该取样频率设定值包含有复数频率等级，且中央处理器15于检知二触碰点的连续水平轴向座标的靠近及远离的距离变化量大于该作动临界距离变化值时分别减少及增加该取样频率设定值所设定的频率等级。
[0058]以下则进一步分成四部份分别说明显示波形的垂直移动设定、垂直档位缩放设定、水平移动设定及水平档位缩放设定:
[0059]1.垂直移动设定；请配合参阅图1B、图2A及图2B:
[0060]所述直流电压迭加模块22包含二数字模拟转换器221及二电压迭加器222及，该二数字模拟转换器221系分别与该二电压迭加器222连接，并与该触控模块11的中央处理器15连接，由该中央处理器15输出该直流电压迭加值予该二数字模拟转换器221，而该二数字模拟转换器221则于接收直流电压迭加值后输出对应的直流电压予该二电压迭加器222，该二电压迭加器222系分别与该二信号输入端21连接，并将对应数字模拟转换器221输出的直流电压迭加于待测信号；如此，当使用者的触碰点Pl向下移动时，触碰点的连续垂直轴向座标趋于减少，电压迭加器222迭加于输入信号的直流电压趋于减少，待测信号对应的显示波形便会于垂直轴向上往下移动，反之，触碰点往上移动时，连续垂直轴向座标趋于增加，电压迭加器222迭加于输入信号的直流电压趋于增加，待测信号对应的显示波形便会向上移动。
[0061]2.垂直档位缩放设定；请配合参阅图1B、图3A及图3B:
[0062]所述电压放大模块23包含有二放大器231，该二放大器231分别连接该二电压迭加器221，以接收经过直流电压迭加的待测信号，且各放大器231具有一放大倍率设定端232，各放大器231的放大倍率设定端232系连接至该该触控模块11的中央处理器15，使各放大器231依据该中央处理器15中放大倍率设定值所设定的倍率等级放大该待测信号；如此，当使用者以双手指触碰，并令二触碰点P1、P2垂直座标相远离且距离变化值(即
【权利要求】
1.一种触控式示波器，其特征在于:所述的触控式示波器系包含有: 一触控显示单元，其包含有一触控模块及一显示模块，所述的触控模块系检测一触控手势，并依据所述的触控手势转换为对应的一组波形处理参数； 一波形处理暨取样单元，其与所述的触控显示单元的触控模块及显示模块连接，且具有至少一信号输入端，以接收至少一外部待测信号，并依据该组波形处理参数将所述的待测信号处理为一对应的波形影像后，输出予所述的显示模块显示。
2.根据权利要求1所述的触控式示波器，其特征在于:所述触控模块包含有一触控板、一触控控制器及一中央处理器，所述的触控板系检知使用者以手指进行触控操作时的触控点，所述的触控控制器系与所述的触控板及所述的中央处理器连接，而输出与触碰点对应的一组连续座标予所述的中央处理器，所述的中央处理器于接收该组连续座标后，依据连续座标的变化判断触碰点对应的触控手势，并依据触控手势产生该组波形处理参数；及 所述的波形处理暨取样单元包含有一直流电压迭加模块、一电压放大模块、一模拟数字转换模块及一数字信号处理模块，且信号输入端的数量为二，所述的直流电压迭加模块连接所述的二信号输入端。
3.根据权利要求2所述的触控式示波器，其特征在于:所述波形处理参数包含一直流电压迭加值及一水平位置设定值，且所述的触控模块的触控板检测一单点拖曳触控手势，该组连续座标包含单触碰点拖曳的连续垂直轴向座标及连续水平轴向座标，所述的中央处理器依据所述的单触碰点的连续垂直轴向座标变化设定所述的直流电压迭加值，而依据所述的单触碰点的连续水平轴向座标的变化设定所述的水平位置设定值。
4.根据权利要求3所述的触控式示波器，其特征在于:所述波形处理参数进一步包含一放大倍率设定值及一取样频率设定值，且所述的控制模块的触控板检测一多点反向滑动触控手势，使该组连续座标包含二触碰点的连续垂直轴向座标及连续水平轴向座标，所述的中央处理器依据该组连续座标中二触碰点的连续垂直轴向座标的靠近及远离分别减少及增加所述的放大倍率设定值，而依据该组连续座标中二触碰点的连续水平轴向座标的靠近及远离分别减少及增加所述的取样频率设定值。
5.根据权利要求4所述的触控式示波器，其特征在于:所述的中央处理器设定一作动临界值，且中央处理器设定的放大倍率设定值包含有复数倍率等级，并于检知多点反向滑动触控手势中二触碰点的连续垂直轴向座标的靠近及远离的距离变化量大于所述的作动临界距离变化值时分别减少及增加所述的放大倍率设定值所设定的倍率等级；及 中央处理器设定的所述的取样频率设定值包含有复数频率等级，且中央处理器于检知多点反向滑动触控手势中二触碰点的连续水平轴向座标的靠近及远离的距离变化量大于所述的作动临界距离变化值时分别减少及增加所述的取样频率设定值所设定的频率等级。
6.根据权利要求5所述的触控式示波器，其特征在于:所述直流电压迭加模块包含二数字模拟转换器及二电压迭加器，所述的二数字模拟转换器系分别与所述的二电压迭加器连接，并与所述的触控模块的中央处理器连接，由所述的中央处理器输出所述的直流电压迭加值予所述的二数字模拟转换器，而所述的二数字模拟转换器则于接收直流电压迭加值后输出对应的直流电压予所述的二电压迭加器，所述的二电压迭加器系分别与所述的二信号输入端连接，并将对应数字模拟转换器输出的直流电压迭加于待测信号。
7.根据权利要求6所述的触控式示波器，其特征在于:所述电压放大模块包含有二放大器，所述的二放大器分别连接所述的二电压迭加器，以接收经过直流电压迭加的待测信号，且各放大器具有一放大倍率设定端，各放大器的放大倍率设定端系连接至所述的触控模块的中央处理器，使各放大器依据所述的中央处理器中放大倍率设定值所设定的倍率等级放大所述的待测信号。
8.根据权利要求7所述的触控式示波器，其特征在于:所述模拟数字转换模块包含有二模拟数字转换器，分别连接所述的电压放大模块的二放大器，以接收经过直流电压迭加及放大的待测信号，并对所述的待测信号取样并量化为数字数据；及 所述数字信号处理模块包含有一频率产生器、一取样控制电路、一取样存储器及一触发控制电路，其中: 所述的频率产生器系与所述的模拟数字转换模块的二模拟数字转换器、所述的取样控制电路及所述的触控模块的中央处理器连接，并依据中央处理器设定的取样频率设定值输出对应频率的时脉信号与所述的二模拟数字转换器及所述的取样控制电路； 所述的取样控制电路系与所述的取样存储器、所述的触发控制电路及所述的显示模块连接，并依据频率产生器输出的时脉信号，将所述的二模拟数字转换器量化待测信号后输出的数字数据储存于所述的取样存储器中； 所述的触发控制电路则输出一触发信号予所述的取样控制电路，使所述的取样控制电路于接收所述的触发信号并经过一等待时间后，读取一固定数据长度的数字数据做为所述的波形数据输出予所述的显示模块，由所述的显示模块显示对应的显示波形。
9.根据权利要求8所述的触控式示波器，其特征在于:所述的取样控制电路内设定有一触发预数值Tpre及一触发后等待值Tpost，且所述的触发预数值Tpre及所述的触发后等待值Tpost系依据所述的触控模块的中央处理器设定的水平位置设定值h’换算；其中换算式如下:
10.根据权利要求9所述的触控式示波器，其特征在于:所述的中央处理器系于接收连续座标时，判断单触碰点移动方向与水平轴向构成的角度是否介于30度至60度之间，若否，则忽略变化量较小的轴向座标的变化，若是，则依据垂直轴向座标变化增减直流电压迭加值，而依据水平轴向座标变化增减水平位置设定值。
11.根据权利要求10所述的触控式示波器，其特征在于:所述的中央处理器系于接收二触碰点的连续座标时，判断二触碰点远离及靠近方向与水平轴向构成的角度是否介于30度至60度之间，若否，则忽略变化量较小的轴向座标的远离及靠近，若是，则依据垂直轴向座标远离及靠近分别增减放大倍率设定值，而依据水平轴向座标远离及靠近分别增减取样频率值。
12.根据权利要求11所述的触控式示波器，其特征在于:所述的触控板进一步检知一多点拖曳触控手势，使该组连续座标包含有复数触碰点的连续垂直轴向座标及连续水平轴向座标，所述的中央处理器并于判断所述的复数触碰点于垂直轴向上拖曳时，令增减所述的直流电压迭加值的幅度乘上一放大倍数；而于判断所述的复数触碰点于水平轴向上拖曳时，则令增减所述的水平位置设定值的幅度乘上一放大倍数。
13.根据权利要求12所述的触控式示波器，其特征在于:所述的中央处理器进一步与所述的显示模块连接，且中央处理器中设定一垂直慢速移动操作区及一水平慢速移动操作区，并由中央处理器输出予显示模块显示所述的垂直慢速移动操作区及所述的水平慢速移动操作区，且中央处理器判断单点拖曳触控手势时的单触碰点座标对应位于所述的垂直慢速移动操作区中时，令增减所述的直流电压迭加值的幅度乘上一缩小倍数；而于判断单点拖曳触控手势时的单触碰点座标对应位于所述的水平慢速移动操作区中时，则令增减所述的水平位置设定值的幅度乘上一缩小倍数。
14.根据权利要求13所述的触控式示波器，其特征在于:所述的中央处理器预设有一减速度值，并于判断该组连续座标的距离变化渐增时，将最后二座标的距离设定为一最大移动值，并以所述的最大移动值持续改变水平位置设定值，且所述的最大移动值以所述的减速度值递减。
15.一种触控式示波器的波形显示触控操作方法，其特征在于:其中，所述的示波器设有一用以检测触控手势及显示波形影像的触控显示单元，且所述的波形显示触控操作方法系于所述的示波器接收一待测信号后执行，并包括以下步骤: 自所述的触控显示单元接收一组波形处理参数，其中所述的波形处理参数系依据所述的触控显示单元依其检测到的触控 手势的变化而产生； 依据该组波形处理参数将所述的待测信号处理为一对应的波形影像； 将波形影像输出至所述的触控显示单元予以显示。
16.根据权利要求15所述的触控式示波器的波形显示触控操作方法，其特征在于: 所述的触控手势包含一单点拖曳触控手势及一多点反向滑动触控手势； 所述的波形处理参数包含一直流电压迭加值、一放大倍率设定值、一取样频率设定值及一水平位置设定值。
17.根据权利要求16所述的触控式示波器的波形显示触控操作方法，其特征在于:依据所述的触控显示单元依其检测到的触控手势的变化而产生该组波形处理参数的步骤包含: 若检测出所述的单点拖曳触控手势，则依据单触碰点的垂直轴向座标连续变化设定所述的直流电压迭加值，而依据单触碰点的水平轴向座标连续变化设定所述的水平位置设定值； 若检测出所述的多点反向滑动触控手势，则依据多点反向滑动触控手势二触碰点的垂直轴向座标的靠近及远离分别减少及增加所述的放大倍率设定值，而依据多点反向滑动触控手势二触碰点的水平轴向座标的靠近及远离分别减少及增加所述的取样频率设定值。
18.根据权利要求17所述的触控式示波器的波形显示触控操作方法，其特征在于:示波器内进一步设定有一触发预数值Tpre及一触发后等待值Tpost，且依据该组波形处理参数将所述的待测信号处理为对应的波形影像，其包含以下步骤: 依据直流电压迭加值迭加一直流电压于所述的待测信号上； 依据放大倍率设定值放大待测信号； 依据取样频率设定值对显示信号取样并数字化为数字数据后储存； 依据水平位置设定值h’设定所述的触发预数值Tpre及所述的触发后等待值Tpost，其换算式如下:
【文档编号】G01R13/02GK103592486SQ201210294874
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年8月17日 优先权日:2012年8月17日
【发明者】孟庆凯, 黄元隆 申请人:固纬电子实业股份有限公司