多观测器控制和同步系统的制作方法
【专利说明】多观测器控制和同步系统
[0001]权益
本申请要求2014年9月12日提交的标题为“MULT1-SCOPE CONTROL ANDSYNCHRONIZAT1N SYSTEM”的美国临时申请N0.62/049, 966的权益，其通过引用整体结合于本文中。
技术领域
[0002]本公开涉及通过同步多个示波器来提供包含四个以上的通道的信号采集系统。
【背景技术】
[0003]常规上，为了同步多个示波器的采集，触发信号被简单地扇出到所有的示波器。然而，利用这样的配置，示波器之间的同步抖动是两个示波器的各个触发抖动之和。这可以处于大约l-2ps均方根(rms)的范围内。进一步地，如果探针必须用于访问触发器，则对触发器进行扇出经常是困难的。在那种情况下，对于每个示波器需要单独的探针，因此对触发信号安置额外的加载，这可能减慢触发信号并且导致甚至更多的触发抖动乃至影响被测设备的操作。
[0004]此外，多示波器的时基可以被锁相以使得波形记录将在触发后在较长时间段内保持同步。
[0005]本发明的实施例解决了现有技术中的这些和其他限制。
【发明内容】
[0006]所公开技术的某些实施例包括用于同步包括主示波器和至少一个客户端示波器的多个示波器的测试和测量系统。该主示波器包括:配置成输出时钟信号的主时基时钟；包括基于时钟信号的数字转换器同步时钟的主数字转换器；以及包括基于时钟信号的触发同步时钟的主采集控制器，所述主采集控制器被配置成输出AcqReady (采集准备就绪)信号以指示所有观测器(scope)准备好开始采集并且输出运行信号以开始输入信号的采集。
[0007]每个客户端示波器包括:配置成接收来自主时基时钟的时钟信号并且输出时钟信号的客户端时基时钟；包括基于时钟信号的数字转换器同步时钟的客户端数字转换器；以及包括基于时钟信号的触发同步时钟的客户端采集控制器，每个客户端采集控制器被配置成一旦其准备好开始采集就输出AcqReady信号，以及接收来自主采集控制器的运行信号并且基于所述运行信号开始另一个输入信号的采集。
[0008]所公开技术的某些实施例还包括用于同步多个示波器的方法，该方法包括:将来自主时基的主时钟信号从主示波器输出到多个客户端；基于主时钟信号设置主数字转换器同步时钟；基于主时钟信号设置主触发同步时钟；生成运行信号以开始输入信号的采集；将运行信号输出到多个客户端以开始对应的多个输入信号的采集；以及接收来自多个客户端的AcqReady信号以指示它们准备好开始采集。
[0009]所公开技术的某些其他实施例包括用于同步多个示波器的方法，该方法包括:在客户端处接收主时钟信号；基于主时钟信号来设置客户端数字转换器同步时钟；基于主时钟信号来设置客户端触发同步时钟；将采集准备就绪信号输出到主机；接收来自主机的运行信号；以及当接收到运行信号时开始采集。
【附图说明】
[0010]图1是根据所公开技术的实施例的多示波器采集系统的框图。
[0011]图2是针对根据图1的多示波器采集系统的开始新采集循环的时序图。
[0012]图3是针对根据图1的其中主系统生成触发的多示波器采集系统的采集循环的触发和结束的时序图。
[0013]图4是针对根据图1的其中客户端系统生成触发的多示波器采集系统的循环的触发和结束的时序图。
[0014]图5是用于校准主数字转换器和客户端数字转换器之间时滞(skew)的环形振荡器校准系统。
[0015]图6是用于在图5的系统中使用的高频阶跃源的示例。
[0016]图7是用于在图5的系统中使用的高频阶跃源的替代示例。
[0017]图8是针对图5的高频阶跃环形振荡器校准系统的时序图。
【具体实施方式】
[0018]在并不一定按比例的附图中，所公开系统和方法的相同或相应要素由同样的参考数字来表示。
[0019]所公开技术的实施例组合多个示波器以扩展通道数以及允许多个示波器充当从用户角度来看的单个观测器。如下文更详细讨论的，仅需要触发事件的单个实例，以及作为结果，在示波器之间的触发抖动被消除并且仅残余的波形到波形的抖动是各个数字转换器的非相关短期抖动。换言之，在单独的示波器中的示波器数字转换器之间的抖动与单个示波器内的数字转换器之间的抖动是可比较的。
[0020]所公开技术的实施例也使逻辑0R (或)功能能够实现，所述逻辑0R功能在无须知道多个示波器中的哪个将发起触发事件的情况下提供了所有低抖动益处。这允许多个示波器在不知道哪些信号将具有事件的情况下监视许多信号。
[0021]图1图示了根据所公开技术的一些实施例的多示波器系统的框图。在图1中图示的系统包括主机100和两个客户端102和104。然而，概念可以容易地扩展到任意数量的客户端。示波器之一的控制系统用作为针对所有示波器的控制系统。在图1中，主机100用作为针对客户端102和104的控制系统。
[0022]示波器的简化控制系统在主机100中被示出。控制系统包括生成数字转换器时钟以及被发送到采集控制器108的时钟的时基块106。
[0023]数字转换器块110使用多个数字转换器(未示出)将模拟波形转换成离散数字波形，并且该离散数字波形被保存在存储器(未示出)中。用于数字转换器的采样时钟源自于时基106。数字转换器块110还包括较慢的时钟112，其在主机100中被称为DigSyncClockl(数字同步时钟1)，其也源自于时基106。DigSyncClockl被用于与采集控制器108和用于波形存储器的地址生成器的同步通信。
[0024]然而，所公开技术并不需要外部信号来在每个数字转换器块110内对齐多个数字转换器(未示出)。对每个示波器内部地执行这个功能，以及同样地，只要涉及多示波器同步系统，每个示波器被抽象为非交错数字转换器。因此，各个客户端示波器然后可以被分离并且用作独立的示波器。
[0025]采集控制器108基于各种事件来控制采集循环的定序。例如，如果用户想要停止示波器，采集控制器108将使数字转换器块110中的数字转换器暂停。如果触发事件发生，采集控制器108对触发事件加时间戳并且在触发时间后的适当时间量之后停止数字转换器块110中的数字转换器。
[0026]采集控制器108将DigSyncClockl 114用于与数字转换器块110同步通信，所述DigSyncClockl 114 也源自于时基 106。DigSyncClockl 114 和 DigSyncClockl 112 优选是相同的频率；然而，DigSyncClockl 114周期可以是DigSyncClockl 112周期的任意倍数。事实上，为了支持可以具有不同DigSyncClockl 112频率的示波器的不同模式，对于所连接的客户端示波器而言，有必要使DigSyncClockl 114的周期是所有DigSyncClockl112周期的最小公倍数。
[0027]数据链路(未示出)存在于示波器之间，以当在客户端102和104中的一个内发生触发时的情况下将来自客户端102和104的触发信息传送到主机100。数据链路还将来自客户端102和104的波形数据传递到主机100，使得如果期望的话，波形的控制和显示可以被聚集在主示波器100中。
[0028]如在下文更详细描述的，各种控制链路(同样未示出)协调示波器之间的上电/下电信息以及提供信息给主机100以了解系统的连接状态。