一种具有高触发精度的示波器的制造方法

一种具有高触发精度的示波器的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种具有高触发精度的示波器，包括：设置单元，用于设置比较电平；数据采样单元，用于对被测信号进行数字采样，获得n路采样数据，n≥1；数字比较单元，用于依据第一高电平和第一低电平，分别对每一路采样数据进行电平比较处理，产生n路第一比较信号；以及依据第二高电平和第二低电平，分别对每一路采样数据进行电平比较处理，产生n路第二比较信号；第一高电平小于或等于第二低电平；触发控制单元，用于依据比较信号进行触发逻辑处理产生触发信号。本发明利用四个比较电平对采样数据进行电平比较处理，既可以消除噪声，又能够减小时间误差，使用户期望的触发位置与实际产生的触发位置更加接近，提高了触发的精度。
【专利说明】一种具有高触发精度的示波器
【技术领域】
[0001]本发明涉及测试测量【技术领域】，特别是涉及一种具有高触发精度的示波器。
【背景技术】
[0002]示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器，它能把人眼看不见的电信号转换成人眼可见的波形图像，便于人们研究各种电信号的变化过程。数字存储示波器(DigitalStorage oscilloscopes, DS0),简称数字示波器,是通过模数转换器把被测量信号转换为数字信息并进行存储，并利用存储的数据重建波形信号并在示波器的屏幕上进行显示。
[0003]触发是示波器的核心功能之一，所谓触发，是指按照需求设置一定的触发条件。当被测信号中的波形满足该触发条件时，示波器即时捕获该波形及其相应的部分，并显示在屏幕上。目前的数字示波器已经出现了数字触发，即，触发信号的处理以及触发方式的扩展可以由数字部分完成。
[0004]例如，中国专利CN200710089788.8 “改进型数字触发器”，公开了一种数字触发器100，该数字触发器100可用于数字示波器。参照图1，数字触发器100的数据采样单元101对被测信号a进行数据采样，获得数字化的采样数据b ;数字比较单元102将采样数据b与比较电平进行比较，得到比较信号c ;触发单元103根据用户设置的触发类型对比较信号c进行逻辑处理，在识别到触发事件时产生触发信号d ;进一步，数字示波器的采样存储单元可以依据触发信号d对采样数据b进行存储，产生波形显示数据，以供波形显示单元进行波形显示。
[0005]一般的，触发控制单元103可用于实现多种触发类型的逻辑处理，触发类型可以是边沿触发、脉宽触发、斜率触发等等。如果是边沿触发，则在比较信号的上升沿和/或下降沿产生一触发信号；如果是脉宽触发，则在比较信号的正脉宽或负脉宽处于预设脉宽范围内时产生一触发信号；如果是斜率触发，则在比较信号的正斜率时间或负斜率时间满足预设时间范围时产生一触发信号。现有的触发类型有多种，此处不再赘述。
[0006]现有技术的数字比较单元102有两种电平比较处理方式:
[0007]—种方式是采用单一的比较电平来进行比较处理。采样数据大于比较电平输出逻辑“1”，小于比较电平输出逻辑“0”，比较信号c是由数据“I”和数据“O”构成的高低电平信号。由于没有粘滞作用，无法对采样数据中的噪声进行抑制，噪声周围的比较信号会时而高时而低，产生波动，不可避免会导致示波器触发时，在边沿上会产生波形跳变，导致误触发。
[0008]另一种方式是采用两个比较电平来进行比较处理，数字比较单元202由粘滞比较器构成。参照图2，例如，当被测信号为三角波信号时，经模数转换后的采样数据也形成三角波，用户可以设置比较电平H及一个粘滞范围，比较电平H和粘滞范围组合后可以得到两个物理比较电平，称为上电平H和下电平L。如果粘滞比较器输入的采样数据b大于上电平，则粘滞比较器输出数据为逻辑“1”，即高电平；如果输入的采样数据b小于下电平，则粘滞比较器输出数据为逻辑“0”，即低电平，如果粘滞比较器输入的采样数据b处于上电平和下电平范围之内，则滞比较器输出保持前一电平状态不变，最终产生的比较信号为Cl。
[0009]上述的利用粘滞比较器构成数字比较单元202的方式，成功的消除了被测信号中的噪声V所带来的干扰，使比较信号Cl不出现波动现象，避免了噪声引起的误触发问题，但是，由于粘滞比较器的两个比较电平来进行比较产生比较信号Cl时，其上升和下降沿处有一个和粘滞电平相关的时间延迟t，如图2所示，与用户期望的比较信号为c2相比，两者之间有一定的误差t，因此，这种方式不可避免的存在触发位置不精确的问题。例如，用户期望比较信号的脉宽为T2时即产生触发，而实际比较信号的脉宽为Tl，在此处无法产生触发。

【发明内容】

[0010]本发明的目的在于解决现有技术存在的问题，提供一种具有高触发精度的示波器。
[0011]本发明所述一种具有高触发精度的示波器，包括:
[0012]设置单元，用于设置比较电平；
[0013]数据采样单元，用于对被测信号进行数字采样，获得η路采样数据，η > I ；
[0014]数字比较单元，用于依据设置的比较电平，分别对每一路所述采样数据进行电平比较处理，产生比较信号；
[0015]触发控制单元，用于依据所述比较信号进行触发逻辑处理，产生触发信号；
[0016]其中，所述数字比较单元用于依据一个第一高电平和一个第一低电平，分别对所述η路采样数据中的每一路采样数据进行电平比较处理，产生η路第一比较信号；以及依据一个第二高电平和一个第二低电平，分别对所述η路采样数据中的每一路采样数据进行电平比较处理，产生η路第二比较信号；所述第一高电平小于或等于所述第二低电平。
[0017]本发明利用四个比较电平对采样数据进行电平比较处理，第一高电平和第一低电平之间的范围越大，第二高电平和第二低电平之间的范围越大，也即粘滞范围越大，则可以消除被测信号中更大范围的噪声；同时，第一高电平和第二低电平之间的范围越小，进行电平比较处理所带来的时间误差越小，第三比较信号的边沿位置越精准。相比于现有技术，既可以消除噪声，同时，又能够减小时间误差，使得用户期望的触发位置与实际产生的触发位置更加接近，提高了触发的精度。
[0018]作为一个举例说明，本发明所述数字比较单元:
[0019]比较所述一路采样数据小于所述第一低电平时，产生的一路第一比较信号为低电平，比较所述一路采样数据大于所述第一高电平时，产生的一路第一比较信号为高电平，比较所述一路采样数据处于所述第一低电平和第一高电平的范围之内时，所述第一比较信号保持前一电平状态不变；
[0020]比较所述一路采样数据小于所述第二低电平时，产生低电平的一路第二比较信号为低电平，比较所述一路采样数据大于所述第二高电平时，产生的一路第二比较信号为高电平，比较所述一路采样数据处于所述第二低电平和第二高电平的范围之内时，所述第二比较信号保持前一电平状态不变。
[0021]作为一个举例说明，本发明所述设置单元用于接收用户设置的所述第一高电平、所述第一低电平、所述第 二高电平和所述第二低电平。
[0022]作为一个举例说明，本发明所述设置单元用于接收用户输入的电平和粘滞范围；并依据所输入的电平和所述粘滞范围，生成所述第一高电平、所述第一低电平、所述第二高电平和所述第二低电平并进行设置。
[0023]本发明的四个比较电平既可以由用户直接设置，又可以通过用户输入的电平和粘滞范围生成，获得方式多样。
[0024]作为一个示例，在本举例说明中，所述设置单元用于接收用户输入的第一高电平、第二低电平、第一粘滞范围和第二粘滞范围；并将所述第一高电平减去所述第一粘滞范围，生成所述第一低电平，将所述第二低电平加上所述第二粘滞范围，生成所述第二高电平。
[0025]作为一个示例，在上述举例说明中，所述数据采样单元产生一路采样数据时，所述触发控制单元依据所述第一比较信号和第二比较信号产生第三比较信号，使所述第三比较信号的上升沿位置与所述第一比较信号的上升沿位置与相同，所述第三比较信号的下降沿位置与所述第二比较信号的下降沿位置与相同；并依据所述第三比较信号进行触发逻辑处理，产生所述触发信号。
[0026]作为一个具体实例，在本示例中，所述触发控制单元包括:
[0027]第一运算单元，用于将所述第一比较信号的前一数据进行逻辑非运算后、与所述第一比较信号的当前数据进行逻辑与运算，产生第一逻辑运算结果；
[0028]第二运算单元，用于将所述第二比较信号的当前数据进行逻辑非运算后、与所述第二比较信号的前一数据进行逻辑与运算，并对逻辑与运算的结果进行逻辑非运算，产生第二逻辑运算结果；
[0029]第三运算单元，用于对第三比较信号的前一数据与第一逻辑运算结果进行逻辑或运算，并将逻辑或运算的结果与第二逻辑运算结果进行逻辑与运算，产生第三比较信号的当前数据；
[0030]触发逻辑单元，用于依据所述第三比较信号进行触发逻辑处理，产生所述触发信号。
[0031]作为又一个示例，在上述举例说明中，所述数据采样单元产生并行的η路采样数据，且η>1时，所述触发控制单元依据所述η路第一比较信号和所述η路第二比较信号产生η路第三比较信号；并依据所述η路第三比较信号进行触发逻辑处理，产生所述触发信号；其中，所述触发控制单元分别针对所述η路第一比较信号中的数据和η路第二比较信号中的数据，按照数字采样的时间顺序查找数据变化，并依据所述数据变化产生所述η路第三比较信号，使所述η路第三比较信号中数据变化“01”的位置与所述η路第一比较信号中数据变化“01”的位置相同，所述η路第三比较信号中数据变化“10”的位置与所述η路第二比较信号中数据变化“ 10 ”的位置相同。
【专利附图】

【附图说明】
[0032]图1是现有技术公开的一种用于数字示波器的数字触发器的结构示意图；
[0033]图2是现有技术公开的一种数字比较单元的电平比较处理的示意图；
[0034]图3是本发明一种具有闻触发精度的不波器实施例一的结构不意图；
[0035]图4是本发明实施例一所述的电平比较处理的示意图；
[0036]图5是本发明实施例一所述的电平比较处理的一个举例说明的示意图；
[0037] 图6是本发明一种具有高触发精度的示波器实施例二的结构示意图；图7是本发明实施例二所述的第一比较信号中数据变化的示意图。
【具体实施方式】
[0038]为了说明本发明的一种具有高触发精度的示波器，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0039]参照图3，示出了本发明一种具有高触发精度的示波器实施例一的结构示意图，本实施例一提出的示波器300，包括:
[0040]设置单元301，其用来设置比较电平，包括设置第一高电平H1、第一低电平L1、第二高电平H2和第二低电平L2 ；
[0041]数据采样单元302，其对被测信号a进行数字采样，获得一路采样数据b ;
[0042]数字比较单元303，其依据设置的比较电平，对采样数据b进行电平比较处理，产生比较信号；具体的，其依据第一高电平Hl和第一低电平LI，分别对采样数据b进行电平比较处理，产生第一比较信号A ；以及依据第二高电平H2和第二低电平LI，对采样数据b进行电平比较处理，产生第二比较信号B;其中，第一高电平Hl小于或等于第二低电平L2。
[0043]触发控制单元304，其依据比较信号，即第一比较信号A和第二比较信号B，进行触发逻辑处理，产生触发信号d;
[0044]采样存储单元 305，其依据触发信号d对采样数据b进行存储，产生波形显示数据
θο
[0045]本实施例所述的被测信号a由示波器200的通道输入至数据采样单元302中，数据米样单兀302中包括至少一个模数转换器ADC,其依据米样时钟以一定的米样率对被测信号a进行模拟到数字的转换，实现数据采样，得到串行的一路采样数据b;之后，将采样数据b发送至采样存储单元305中。一般的，在数据采样单元302之前还会有一个模拟前端电路，用于实现对被测信号a的偏移调整、增益控制和带宽限制等等一系列的功能，使被测信号a调理为合适的幅度范围，以供数据采样单元302的接收。模拟前端电路的具体实现可以采用多种设计方案，此处不在赘述。
[0046]作为一个举例说明，在本发明实施例中，示波器300可以具有多个通道，数据采样单元302可以包括多个采样子单元，分别对应多个通道，每一个采样子单元对从与之对应的通道输入的被测信号进行采样，得到该通道的采样数据。相应的，数字比较单元303包括多个比较子单元，分别对应多个采样子单元，每一个比较子单元对从采样子单元输出的采样数据进行电平比较处理，产生第一比较信号和第二比较信号；数字比较单元303还可以包括一个通道选择器，用于选择触发的数据源，即触发通道，选择与触发通道对应的一个采样子单元输出的第一、第二比较信号，并将其输入至触发控制单元304中。在本举例说明中，通道选择器还可以选择两个触发数据源，将与触发通道对应的两个采样子单元产生的比较信号输入至触发控制单元304中，以实现关于的两个通道的触发，例如两个通道之间的延迟触发等。
[0047]结合图4，对数字比较单元303的电平比较处理进行具体说明。如图4所示，示出了本发明实施例一所述的电平比较处理的示意图。
[0048]数字比较单元303包括两个粘滞比较器，利用一个粘滞比较器，依据一个第一高电平Hl和一个第一低电平LI，对采样数据b进行电平比较处理:当采样数据b小于第一低电平LI时，产生的第一比较信号A为低电平，对应数据为O ;当采样数据b大于第一高电平Hl时，产生的第一比较信号A为高电平，对应数据为I ;当采样数据b处于第一低电平LI和第一高电平Hl的范围之内时，第一比较信号A保持前一电平状态不变。同时，利用另一个粘滞比较器，依据一个第二高电平H2和一个第二低电平L2，对采样数据b进行电平比较处理:当采样数据b小于第二低电平L2时，产生的第二比较信号B为低电平，对应数据为O ;当采样数据b大于第二高电平H2时，产生的第二比较信号B为高电平，对应数据为I ;当采样数据b处于第二低电平L2和第二高电平H2的范围之内时，第二比较信号B保持前一电平状态不变。可以看出，第一比较信号A和第二比较信号B均是由数据“ I ”和数据“O”构成的高低电平信号。
[0049]触发控制单元304依据第一比较信号A和第二比较信号B产生第三比较信号C ；并依据第三比较信号C进行触发逻辑处理，产生触发信号d ;其中，第一比较信号A的上升沿位置与第三比较信号B的上升沿位置相同，第二比较信号B的下降沿位置与第三比较信号C的下降沿位置相同。在本实施例中，触发控制单元203可以由FPGA构成，其根据设置的触发类型和触发条件，依据第三比较信号C执行触发判断、解码等触发逻辑处理，例如，执行脉宽计算、边沿判决、或者各种协议解码(如RS232、SP1、CAN解码)等，当判断满足触发条件时，产生触发信号d。
[0050]结合图4可以看出，触发控制单元304依据第三比较信号C进行触发逻辑处理，第一高电平Hl和第一低电平LI之间的范围越大，第二高电平H2和第二低电平L2之间的范围越大，也即粘滞范围越大，则可以消除被测信号中更大范围的噪声；同时，第一高电平Hl和第二低电平L2之间的范围越小，进行电平比较处理所带来的时间误差越小，第三比较信号C的边沿位置越精准。对比图2示出的现有技术，可以知道，若消除被测信号中更大范围的噪声，则需要增大高电平H和低电平L之间的范围，但同时会带来更大的时间误差。因此，本发明相比于现有技术，既可以消除噪声，同时，又能够减小时间误差，使得用户期望的触发位置与实际产生的触发位置更加贴近，提高了触发的精度。
[0051]作为一个举例说明，在本发明实施例一中，数字比较单元303的电平比较处理产生的比较信号也可以与图4相反:当比较采样数据b小于第一低电平LI时，产生的第一比较信号A为高电平；当比较采样数据b大于第一高电平Hl时，产生的第一比较信号A为低电平。当比较采样数据b小于第二低电平L2时，产生的第二比较信号B为高电平；当比较采样数据b大于第二高电平H2时，产生的第二比较信号B为低电平。那么，第三比较信号B的上升沿位置与第一比较信号A的下降沿位置相同，第三比较信号C的下降沿位置与第二比较信号B的上升沿位置相同。
[0052]作为一个举例说明，在本发明实施例一中，设置单元301接收用户设置的第一高电平H1、第一低电平L1、第二高电平H2和第二低电平L2。用户可以在配置菜单上直接输入上述四个比较电平H1、L1、H2和L2，数字比较单元303直接依据用户设置的上述四个比较电平进行电平比较处理。
[0053]作为另一个举例说明，在本发明实施例一中，设置单元301接收用户输入的电平和粘滞范围；并依据所输入的电平和粘滞范围，生成第一高电平H1、第一低电平L1、第二高电平H2和第二低电平H2并进行设置。在本举例说明中，用户只需要输入上述四个比较电平H1、L1、H2和L2中的其中两个和至少一个粘滞范围即可。
[0054]作为一个示例，在上述举例说明中，设置单元301接收用户输入的第一高电平H1、第二低电平L2、第一粘滞范围hi和第二粘滞范围h2 ;并将第一高电平Hl减去第一粘滞范围hi，生成第一低电平LI，将第二低电平L2加上第二粘滞范围h2，生成第二高电平H2。第一粘滞范围hi和第二粘滞范围h2可以相同，也可以不同，则相同时，用户只需要设置一个粘滞范围即可。
[0055]作为一个举例说明，在本发明实施例一中，触发控制单元304包括:
[0056]第一运算单元，其将第一比较信号的前一数据Alri进行逻辑非运算后、与第一比较信号的当前数据An进行逻辑与运算，产生第一逻辑运算结果(AnMAlri)；
[0057]第二运算单元，其将第二比较信号的当前数据Bn进行逻辑非运算后、与第二比较信号的前一数据Blri进行逻辑与运算，并对逻辑与运算的结果进行逻辑非运算，产生第二逻辑运算结果(！(!B1Mri))；
[0058]第三运算单元，其对第三比较信号的前一数据Clri与第一逻辑运算结果(AnWAlri)进行逻辑或运算，并将逻辑或运算的结果Clri I (An&!Alri)与第二逻辑运算结果(！(!Bn&Bn_i))进行逻辑与运算，产生第三比较信号的当前数据Cn ；
[0059]触发逻辑单元，其依据第三比较信号进行触发逻辑处理，产生触发信号。
[0060]也就是说，生成的第三比较信号C可以用如下公式表示: [0061 ] Cn=Clri I (An&! Ai1) & (! (! BA1))
[0062]其中，Cn为第三比较信号的当前数据，Clri为第三比较信号的前一数据，An为第一比较信号的当前数据，Alri为第一比较信号的前一数据，BnS第二比较信号的当前数据，Blri为第二比较信号的前一数据。结合图4，
[0063]An=I, An-1 =0, Bn=O, Brrl=O, Crrl=O 时，Cn = I ；
[0064]An=I, Arrl=I, Bn=I, Brrl=O, Crrl=I 时，Cn = I ；
[0065]An=I, Alri=I, Bn=O, Blri=I, Clri=I 时，Cn = O ;
[0066]An=O, Alri=I, Bn=O, Blri=O, Clri=O 时，Cn = 0......[0067]作为一个举例说明，在本发明实施例一中，第一高电平Hl和第二低电平L2相同，结合图5，设置单元301接收用户输入的一个电平T和两个粘滞范围hi和h2。第一高电平Hl和第二低电平L2均等于用户输入的电平T值，将电平T减去粘滞范围hi，生成第一低电平LI，将电平T加上粘滞范围h2，生成第二高电平H2。其中，粘滞范围hi和h2可以相同，也可以不同。在本举例说明中，用户输入的电平T与采样数据b的交点为Xl和x2，可以看出最终得到的第三比较信号C的边沿位置分别与Xl和x2严格对齐，使得用户期望的触发位置与实际产生的触发位置保持一致。
[0068]参照图6，示出了本发明一种具有高触发精度的示波器实施例二的结构示意图，本实施例提出的示波器600，包括:
[0069]设置单元601，其设置比较电平；
[0070]数据采样单元602，其对被测信号a进行数字采样，获得并行的η路采样数据bl~bn，η>1 ；
[0071 ] 数字比较单元603，其依据设置的比较电平，分别对每一路采样数据进行电平比较处理，产生比较信号；具体的，其依据一个第一高电平Hl和一个第一低电平LI，分别对η路采样数据bf bn中的每一路采样数据进行电平比较处理，产生η路第一比较信号AfAn ；以及依据一个第二高电平Η2和一个第二低电平LI，分别对η路采样数据brbn中的每一路采样数据进行电平比较处理，产生η路第二比较信号BfBn;其中，第一高电平Hl小于或等于第二低电平L2。
[0072]触发控制单元604，其依据比较信号，即η路第一比较信号AfAn和η路第二比较信号BfBn，进行触发逻辑处理，产生触发信号d ；
[0073]采样存储单元605，其依据触发信号d对采样数据bfbn进行存储，产生波形显示数据e。
[0074]本发明实施例二与实施例一不同的是，实施例一针对一路被测信号a，通过数字采样产生串行的一路采样数据，相应的，第一比较信号A、第二比较信号B和第三比较信号C也均是串行的一路信号。实施例二针对一路被测信号a，通过数字采样产生并行的多路采样数据，相应的，第一比较信号A、第二比较信号B和第三比较信号C也均是并行的多路信号。
[0075]在本实施例二中，数据采样单元602可以包括N个并行的模数转换器ADCf ADCN，其响应于多个频率相同、相位不同的采样时钟分别对被测信号a进行模拟到数字的转换，实现并行数据采样，每一个模数转换器ADC依据与其对应一个采样时钟对被测信号a进行采样后得到多路采样数据和触发时钟，例如，一个ADC采样后可以得到4路、8路或者16路采样数据。多个ADC交织采样后，按照采样时间的先后顺序可以得到并行的η路采样数据bfbn。数据采样单元602可实现不同的采样率，输出采样数据的宽度η也不同，η取决与采样率及触发系统的处理时钟，如果数据采样单元602的采样率为1G，触发系统时钟频率为125MHz，那么η为8。
[0076]在本实施例二中，数字比较单元603包括:通道选择单元6031，当接收来自多个通道的被测信号时，可以根据通道的开关状态选择某一通道的采样数据，通道选择单元6031轮循扫描处理不同的通道，但是通道之间的数据没有关联，触发控制单元604的逻辑处理部分也是针对各个通道分别单独处理的。通道选择单元6031还可以具有数据抽取功能，例如数据采样单元602输出16路并行的采样数据，则，其抽取其中的8路进行后续的电平比较处理。作为一个举例说明，如果示波器600只具备单个通道，采样率是1GHz，触发时钟也是1GHz，那么通道选择单元6031则可以去除。作为又一个举例说明，可以将通道选择单元6031替换为数据插值单元，用于对采样数据进行插值处理，以提供更高的触发精度。
[0077]在本实施例二中，数字比较单元603由2n个粘滞比较器构成，每两个粘滞比较器对其中的一路采样数据进行电平比较处理。一个粘滞比较器依据第二高电平H2和第二低电平L2，对一路采样数据进行电平比较处理，产生一路第一比较信号；另一个粘滞比较器依据第二高电平H2和第二低电平L2，对一路采样数据b进行电平比较处理，产生一路第一比较信号。每一个粘滞比较器的处理过程与实施例一相同。
[0078] 每一个粘滞比较器包括两个普通比较器，则数字比较单元603共包括4n个普通比较器。每4个普通比较器作为一组，对其中一路采样数据bm进行电平比较，m=l、2、3……η。每一个普通比较器的正输入端输入其中一路采样数据，4个普通比较器的4个负输入端分别输入比较电平，即:第一高电平Hl和第一低电平L1、第二高电平Η2和第二低电平L2，4个普通比较器的4个输出端分别输出4个比较结果ALm = bm-Ll、AHm = bm_Hl、BLm = bm_L2、BHm = bm-H2,总共输出4n路比较结果:AL广ALn、AH广AHn、BL1ILn和ΒΗ^ΒΗη。数字比较单元603还包括第一电平比较处理模块6033，其对2η路比较结果AL广ALn、AH广AHn进行粘滞处理，产生η路第一比较信号A1In,粘滞处理的算法公式为:[0079]Am=AH1J (Am^MLm), m=l>2>3......η。
[0080]根据公式可以推出每个比较信号的结果:
[0081]A1=AH11 (A0ML1)；
[0082]A2=AH21 (A1ML2)；
[0083]A3=AH3I (A2ML3)......依次类推。
[0084]其中，Atl表示前一个触发时钟周期第一比较信号的最后一个数据。同理，数字比较单元603还包括第二电平比较处理模块6034，其对2η路比较结果BL广BLn和BH广BHn进行粘滞处理，产生η路第二比较信号B1In，粘滞处理的算法公式为:Bm=BHm| (BjBLj，m=l、2、3……η。该过程与第一电平比较处理模块6033的粘滞处理类似，此处不再赘述。通过2η个粘滞比较器、第一电平比较处理模块6033和第二电平比较处理模块6034的共同作用，保证:当一路采样数据bm小于第一低电平LI时，产生的一路第一比较信号Am为低电平；当一路采样数据bm大于第一高电平Hl时，产生的一路第一比较信号Am为高电平；当一路采样数据bm处于第一低电平LI和第一高电平Hl的范围之内时，第一比较信号A保持前一电平状态不变。当一路采样数据bm小于第二低电平L2时，产生的一路第二比较信号Bm为低电平；当一路采样数据bm大于第二高电平H2时，产生的一路第二比较信号Bm为高电平；当一路采样数据bm处于第二低电平L2和第二高电平H2的范围之内时，第二比较信号Bm保持前一电平状态不变。
[0085]之后，触发控制单元604依据η路第一比较信号AfAn和η路第二比较信号BfBn产生η路第三比较信号；并依据η路第三比较信号进行触发逻辑处理，产生触发信号b ;其中，触发控制单元604针对η路第一比较信号AfAn中的数据，按照数字采样的时间顺序查找数据变化，并依据η路第一比较信号AfAn的数据变化产生所述η路第三比较信号，使η路第三比较信号中数据变化“01”的位置与η路第一比较信号中数据变化“01”的位置相同；以及，针对η路第二比较信号BfBn中的数据，按照数字采样的时间顺序查找数据变化，并依据η路第二比较信号BfBn的数据变化产生所述η路第三比较信号，使η路第三比较信号中数据变化“10”的位置与η路第二比较信号BfBn中数据变化“10”的位置相同。本实施例二与实施例一类似，多路比较信号中，数据变化“01”的位置相当于该比较信号的上升沿位置，数据变化“10”的位置相当于该比较信号的下降沿位置。
[0086]结合图7，以8路第一比较信号AfAS为例，按照数字采样的时间顺序查找数据变化，8路第一比较信号中数据变化“01”的位置用K标示出，相当于在第一比较信号A3与Α4之间出现上升沿，据此，所产生8路第三比较信号中数据变化“01”的位置也应当在8路第三比较信号中第4路的同一位置处。与此类似，依据第二比较信号Bl、8，产生第三比较信号中数据变化“10”的位置。
[0087]作为一个举例说明，每一路第三比较信号Cm可有如下公式得出:
[0088]Cm=Cm-1| (Amδ!Am-1)δ(! (!ΒΑΒm-1))，其中，m=l、2、3……η
[0089]具体实现过程可参见实施例一的相关说明，此处不再赘述。
[0090]数字比较单元603依据η路第三比较信号Cf Cn进行触发逻辑处理，依据多路信号进行触发逻辑处理的过程属于现有技术的内容，本发明不再赘述。通过4个比较电平的比较处理，η路第三比较信号的边沿位置，即数据变化“01”和“10”的位置与用户期望的触发位置更为接近，提高了触发的精度。[0091]可以理解的是，本发明实施例二同样可以以适用于实施例一，即η取值为I。
[0092]本发明实施例所述的一种具有高触发精度的示波器，可适用于与时间比较相关的触发逻辑处理，例如，脉宽触发、斜率触发、周期触发、矮脉冲触发、延迟触发等，以达到精确的触发时刻。此外，本发明实施例所述的示波器同样可以适用于边沿触发等其它触发。
[0093]本说明书中的分两个实施例进行描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同、相似的部分，例如比较电平的设置等，互相参见即可。
[0094]以上对本 发明所提供的一种具有高触发精度的示波器，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上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；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1.一种具有高触发精度的示波器，其特征在于，包括: 设置单元，用于设置比较电平； 数据采样单元，用于对被测信号进行数字采样，获得η路采样数据，n≥ I ； 数字比较单元，用于依据设置的比较电平，分别对每一路所述采样数据进行电平比较处理，产生比较信号； 触发控制单元，用于依据所述比较信号进行触发逻辑处理，产生触发信号； 其特征在于， 所述数字比较单元用于依据一个第一高电平和一个第一低电平，分别对所述η路采样数据中的每一路采样数据进行电平比较处理，产生n路第一比较信号；以及依据一个第二高电平和一个第二低电平，分别对所述η路采样数据中的每一路采样数据进行电平比较处理，产生n路第二比较信号；所述第一高电平小于或等于所述第二低电平。
2.如权利要求1所述的示波器，其特征在于，所述数字比较单元: 比较所述一路采样数据小于所述第一低电平时，产生的一路第一比较信号为低电平，比较所述一路采样数据大于所述第一高电平时，产生的一路第一比较信号为高电平，比较所述一路采样数据处于所述第一低电平和第一高电平的范围之内时，所述第一比较信号保持前一电平状态不变； 比较所述一路采样数据小于所述第二低电平时，产生的一路第二比较信号为低电平，比较所述一路采样数据大于所述第二高电平时，产生的一路第二比较信号为高电平，比较所述一路采样数据处于所述第二低电平和第二高电平的范围之内时，所述第二比较信号保持前一电平状态不变。
3.如权利要求2所述的示波器，其特征在于， 所述设置单元用于接收用户设置的所述第一高电平、所述第一低电平、所述第二高电平和所述第二低电平。
4.如权利要求2所述的示波器，其特征在于， 所述设置单元用于接收用户输入的电平和粘滞范围；并依据所输入的电平和所述粘滞范围，生成所述第一高电平、所述第一低电平、所述第二高电平和所述第二低电平并进行设置。
5.如权利要求4所述的示波器，其特征在于， 所述设置单元用于接收用户输入的第一高电平、第二低电平、第一粘滞范围和第二粘滞范围；并将所述第一高电平减去所述第一粘滞范围，生成所述第一低电平，将所述第二低电平加上所述第二粘滞范围，生成所述第二高电平。
6.如权利要求1至5任一项所述的示波器，其特征在于， 所述数据采样单元产生一路采样数据时， 所述触发控制单元依据所述第一比较信号和第二比较信号产生第三比较信号，使所述第三比较信号的上升沿位置与所述第一比较信号的上升沿位置与相同，所述第三比较信号的下降沿位置与所述第二比较信号的下降沿位置与相同；并依据所述第三比较信号进行触发逻辑处理，产生所述触发信号。
7.如权利要求6所述的示波器，其特征在于， 所述触发控制单元包括:第一运算单元，用于将所述第一比较信号的前一数据进行逻辑非运算后、与所述第一比较信号的当前数据进行逻辑与运算，产生第一逻辑运算结果； 第二运算单元，用于将所述第二比较信号的当前数据进行逻辑非运算后、与所述第二比较信号的前一数据进行逻辑与运算，并对逻辑与运算的结果进行逻辑非运算，产生第二逻辑运算结果； 第三运算单元，用于对第三比较信号的前一数据与第一逻辑运算结果进行逻辑或运算，并将逻辑或运算的结果与第二逻辑运算结果进行逻辑与运算，产生第三比较信号的当前数据； 触发逻辑单元，用于依据所述第三比较信号进行触发逻辑处理，产生所述触发信号。
8.如权利要求1至5任一项所述的示波器，其特征在于， 所述数据采样单元产生并行的η路采样数据，且η>1时，所述触发控制单元依据所述η路第一比较信号和所述η路第二比较信号产生η路第三比较信号；并依据所述η路第三比较信号进行触发逻辑处理，产生所述触发信号； 其中，所述触发控制单元分别针对所述η路第一比较信号中的数据和η路第二比较信号中的数据，按照数字采样的时间顺 序查找数据变化，并依据所述数据变化产生所述η路第三比较信号，使所述η路第三比较信号中数据变化“01”的位置与所述η路第一比较信号中数据变化“01”的位置相同，所述η路第三比较信号中数据变化“ 10”的位置与所述η路第二比较信号中数据变化“ 10”的位置相同。
【文档编号】G01R13/00GK103901243SQ201210573118
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月25日 优先权日:2012年12月25日
【发明者】龚桂强, 王悦, 王铁军, 李维森 申请人:北京普源精电科技有限公司