一种数字示波器频率响应的快速测量方法及数字示波器与流程

本申请涉及数字示波器，尤其涉及一种数字示波器频率响应的快速测量方法及数字示波器。
背景技术：
：数字示波器的频率响应是衡量数字示波器优劣的最重要的指标之一，主要包含带宽和带内平坦度。带宽直接决定了示波器能够接收的模拟信号的频率范围，而良好的带内平坦度是保证信号质量的重要前提。传统的数字示波器频率响应的测量方法是扫频法，即通过一个宽带扫频信号发生器连接所述的数字示波器，通过不断改变扫频信号发生器的输出信号频率，让数字示波器采集信号并测量出对应频率点的接收幅度数据，再通过电脑或人工对测试数据进行表格处理，从而绘制出数字示波器的频率响应曲线。但是，这样的方法由于要针对多个频率点分别进行测量，使得测量的耗时较长，而且需要进行频率响应曲线绘制，使得测试效率较低；另外，这样的方法对测试仪器的要求较高，使得测试的硬件成本较高，因为现有主流数字示波器的带宽为MHz级别以上，高端示波器的带宽甚至达GHz级别，若要测试如此高带宽的数字示波器，使用的扫频信号发生器必须具备更高的带宽，以及更好的带内平坦度。技术实现要素：为了克服传统测量数字示波器频率响应的方法耗时长、测试效率低的缺点，本申请提供一种能够快速测量数字示波器本身频率响应的方法及数字示波器。根据本申请的第一方面，本申请提供一种数字示波器频率响应的快速测量方法，其特征在于，包括：获取外部阶跃信号；阶跃信号通过数字示波器通道，得到阶跃响应；对阶跃响应进行求导，得到所述数字示波器通道的冲激响应；对冲激响应进行快速傅里叶变换运算，得到所述数字示波器本身的频率响应结果。优选地，所述阶跃信号由任意可产生阶跃信号的激励源产生。优选地，所述快速测量方法还包括将测量得到的所述数字示波器的频率响应图像直接显示在所述数字示波器的自身的显示屏上。优选地，所述快速测量方法还包括将测量得到的所述数字示波器的频率响应数据存储在所述数字示波器自身的存储器里。根据本申请的又一方面，本申请提供一种数字示波器，其特征在于，包括：示波器阶跃响应通道，用于接收阶跃信号，生成阶跃响应；测量模块，用于将阶跃响应信号进行求导运算和快速傅里叶变换，得到所述数字示波器本身的频率响应结果。优选地，所述快速测量模块包括：求导运算单元，用于对阶跃响应信号进行求导，得到所述数字示波器通道的冲激响应信号；快速傅里叶变换单元，用于对冲激响应信号进行快速傅里叶变换运算，得到所述数字示波器的频率响应结果。优选地，所述数字示波器还包括显示屏，用于将测量得到的所述数字示波器的频率响应图像直接显示在所述数字示波器的自身的显示屏上。优选地，所述数字示波器还包括存储器，用于将测量得到的所述数字示波器的频率响应数据存储在所述数字示波器自身的存储器里。本申请的有益效果是：只需接收外部一个阶跃信号作为测试信号，利用数字示波器本身强大的信号处理功能，进行一系列数学运算后，就能快速测量地直接得到数字示波器本身的频率响应。与现有技术相比，不需要通过一个宽带扫频信号发生器连接数字示波器，减少了设备的购置成本，不需要通过不断改变扫频信号发生器的输出信号频率测试多个频点的幅值，也不需要再通过电脑或人工对测试数据进行表格处理，来绘制数字示波器的频率响应曲线，提高了测试速度，方法简单、直接、方便、效率更高。附图说明图1为本申请实施例提供一种数字示波器频率响应的快速测量方法的流程图；图2为本申请实施例提供一种数字示波器部分结构框图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。实施例一：请参考图1，本申请实施例提供一种数字示波器频率响应的快速测量方法，包括以下步骤：步骤10，获取外部阶跃信号。优选地，所述阶跃信号由任意可产生阶跃信号的激励源产生。步骤20，阶跃信号通过数字示波器通道得到阶跃响应。阶跃信号发生器输出一个单位阶跃信号:u(t)=0,t<01,t≥0]]>其中，u(t)为阶跃信号，t为时间。根据信号与系统理论，阶跃信号经过线性系统得到的输出称为该系统的阶跃响应，而数字示波器通道为线性系统，阶跃信号经过数字示波器通道后得到阶跃响应，记作s(t)。所述单位阶跃信号的导数为单位冲激信号，即u′(t)＝δ(t)，单位冲激信号δ(t)具有：∫0-0+δ(t)dt=1,δ(t)=0,t≠0.]]>步骤30，对阶跃响应进行求导，得到所述数字示波器通道的冲激响应。设一个数字示波器通道的频率响应为H(f)，所述频率响应为该数字示波器通道的单位冲激响应h(t)的傅立叶变换，记作：于是，阶跃响应相当于阶跃信号与冲激响应的卷积，即：s(t)＝u(t)*h(t)根据卷积的微分性质，对阶跃响应，则有，s′(t)＝u′(t)*h(t)＝δ(t)*h(t)＝h(t)从而得到所述数字示波器通道的冲激响应h(t)。步骤40，快速傅里叶变换步骤。对冲激响应进行快速傅里叶变换运算，得到所述数字示波器的频率响应结果。将频率响应结果直接显示在数字示波器的显示屏上，或存档于数字示波器内。所述快速傅里叶变换(FFT)是信号处理与数据分析领域里常用的重要的算法，为离散傅里叶变换(DFT)的快速算法，可使算法复杂度降低，更快地进行数据运算。在本实施例中，对冲激响应信号进行快速傅里叶变换运算，即可较快得到运算结果，即所述数字示波器的频率响应。本实施例只需采用一个外部阶跃信号作为测试信号，利用数字示波器本身强大的信号处理功能，进行求导运算和快速傅里叶变换等运算后，就能快速测量地直接得到数字示波器本身的频率响应，并将频率响应在数字示波器的显示屏上直接显示，或存档于数字示波器内，就能快速测量得到示波器本身的频率响应。与现有技术相比，不需要通过一个宽带扫频信号发生器连接数字示波器，减少了设备的购置成本，不需要通过不断改变扫频信号发生器的输出信号频率测试多个频点的幅值，也不需要通过电脑或人工对测试数据进行表格处理，来绘制数字示波器的频率响应曲线，方法简单、直接、方便、效率更高。实施例二：请参考图2，本申请实施例提供一种示波器，包括：示波器通道、快速测量模块、显示屏和存储器，快速测量模块分别与示波器通道、显示屏和存储器相连接，其他与频率响应测试无关的部分未示出。所述示波器通道11用于接收阶跃信号，生成阶跃响应；所述快速测量模块12用于将阶跃响应进行求导运算和快速傅里叶变换，得到所述数字示波器的频率响应；所述显示屏51，用于将测量得到的所述数字示波器的频率响应图像直接显示在所述数字示波器的自身的显示屏上；所述存储器52，用于将测量得到的所述数字示波器的频率响应数据存储在所述数字示波器自身的存储器里。优选地，快速测量模块12包括：求导运算单元31，用于对阶跃响应进行求导，得到所述数字示波器通道的冲激响应信号；快速傅里叶变换单元41，用于对冲激响应信号进行快速傅里叶变换运算，得到所述数字示波器的频率响应。本实施例提供的数字示波器可对本身的频率响应进行快速测量。具体测量过程为，阶跃信号通过示波器通道后，得到阶跃响应，对阶跃响应信号进行求导运算和快速傅里叶变换等运算后，得到数字示波器本身的频率响应结果，将频率响应结果直接显示在数字示波器的显示屏上，或存档于数字示波器内。只需接收外部一个阶跃信号作为测试信号，利用数字示波器本身强大的信号处理功能，进行求导运算和快速傅里叶变换等运算后，就能快速测量地直接得到数字示波器本身的频率响应，并将频率响应在数字示波器的显示屏上直接显示，或存档于数字示波器内。与现有技术相比，不需要一个宽带扫频信号发生器来连接数字示波器，减少了设备的购置成本，也不需要通过不断改变扫频信号发生器的输出信号频率测试多个频点的幅值，也不需要再通过电脑或人工对测试数据进行表格处理，来绘制数字示波器的频率响应曲线，方法简单、直接、方便、效率更高。以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。当前第1页1 2 3