专利名称：数字示波器信号等效采样方法
技术领域：
本发明涉及数字示波器领域，尤其涉及一种数字示波器信号等效采样方法。
背景技术：
数字示波器信号采样方法主要有实时采样方式和等效采样方式。数字示波 器采样的信号波形的触发时刻与采样时钟的第一个起始釆样时刻之间存在着一
个时间差，把这个时间差送到脉冲展宽电路按一定的倍数(例如N倍)放大该 时间差，而后根据该时间差计算出位置pos,再将该次的采样点按pos值摆放在 这一帧波形中的正确的位置。这就相当于将一个采样时钟周期放大了 N倍，经 过多次采样，其构成了一帧波形。但是由于实现起来需将触发时刻送到不同的 模块测量，导致其中不同的模块对于测量的触发时刻会有时间差，造成重现的 波形往往出现隆起现象或毛刺现象。
发明内容
有鉴于此，有必要针对传统数字示波器信号等效采样方法会出现隆起现象 或毛刺现象的问题，提供一种能消除隆起现象或毛刺现象的数字示波器信号等 效采样方法。
一种数字示波器信号等效采样方法，包括获取信号波形的触发时刻与触发 时刻后的第一个采样时刻之间的时间差At;将厶t和采样时钟周期tQ时间脉冲放 大N倍；计算某个采样点在采样时钟周期to中的时刻t，计算公式是t- At/to; 计算该采样点在采样时钟周期内的位置pos,计算公式是pos = t * N;判断pos 是否在预设的范围内，如果是，则将该采样点按pos值摆放在这一帧波形中对应 的位置中，如果否，则舍弃该采样点；将采样时钟的相位改变180° ;重复上述 步骤。
优选的，所述预设的范围的两端点的差值等于N/2。
3优选的，所述预设的范围是[N/2， N]。 优选的，所述预设的范围是[N/4, 3N/4]。 优选的，上述步骤重复的次数大于N次。
根据长期的调试和测试，我们发现那段隆起的波形或有毛刺的波形一般出
现在一个采样时钟周期的某一段(例如前半部分的某一IS:),因此上述改进的 数字示波器信号等效釆样方法通过舍弃这一段波形，对这段波形以外的某一部 分波形进行采样，然后利用另 一路相反的采样时钟所采集的波形补齐这段舍弃 的波形，这样便可以获得一个完整的采样时钟周期的波形，从而有效的消除了 隆起现象和毛刺现象。
图l是采用等效采样方式的信号采样方法的原理图。 图2是改进的数字示波器信号等效采样方法的流程图。
具体实施例方式
等效采样是对信号波形进行多次采样，把每次采样的数据按着触发时刻与 触发时刻后的第一个采样时刻之间的时间差△ t的大小摆方文在对应的时间轴上， 从而形成一个完整的波形。例如采样时钟的频率为100MHZ，每次采样的At是 随机的，但都在0 - 10ns之间。如果当前我们需要等效成50G的波形，则我们 需要将每两个采样点间的时间间距精确到20ps，即在0-10ns中包含了一段拥有 500个采样点的波形，每个点的时间间距是20ps， At则是一段10ns、最小精度 为20ps的时间轴上的一个数值。由于测量的精度不够，我们需要把At送到脉 沖展宽电路，按所需要的放大倍数放大脉冲宽度，这里是放大500倍，这样就 可将多次采集的数据根据At摆放在一段10ns时间轴上的正确的位置，从而重 现一个完整的波形。
图1是采用等效采样方式的信号采样方法的原理图。在图1中，信号波形 的触发时刻用A表示，采样时钟的起始采样时刻用B表示。由于要把A送到2个不同的模块去测量，而这其中送到不同的模块的时间会不一样，这里就有时
间差，每个模块所看到的A是不一样的，这样就会造成有两个A的假象，即A 和A'。在测量信号波形的触发时刻与采样时钟的起始采样时刻之间的时间差△ t时，如果采样时钟的起始采样时刻在A和A'之间的话，对于A'来说，它会认 为采样时钟在下一采样周期的采样时刻B'是起始采样时刻，那么就会获得两个 时间差At,和At2， Ati是A到B的时间差，At2是A到B'的时间差。这样就会 造成一个周期的偏差，从示波器屏幕上会看到波形中出现一段隆起的波形。如 果At很小的话，由于触发时间有抖动，这样会造成当前采样的点是不确定的点， 从示波器屏幕上会看到波形上出现毛刺现象。
图2是改进的数字示波器信号等效采样方法的流程图。改进的数字示波器 信号等效采样方法包括
S0:设置变量n的初始值为0。
S1:获取信号波形的触发时刻与触发时刻后的第一个采样时刻之间的时间差
△t;
S2:将At和采样时钟周期to时间脉冲放大N倍；
S3:计算某个采样点在采样时钟周期to中的时刻t，计算公式是t-厶t/to; S4:计算该采样点在采样时钟周期内的位置pos，计算公式是pos-"N; S5:判断pos是否在预设的范围内，如果是，执行S6，如果否，执行S7; S6:将该采样点按pos值摆放在这一帧波形中对应的位置中，然后执行S8; S7:舍弃该采样点，然后执行S8; S8:将采样时钟的相位改变180° ; S9:令n-n+l;
S10:判断n是否大于N，如果是，执行Sll,如果否，执行S1; Sll:结束。
上述步骤S5中，预设的范围是可以自由设定的，但要保证两端点的差值等 于N/2。例如，预设的范围可以是[N/2， N]、 [N/4, 3N/4]等等。
根据长期的调试和测试，我们发现那段隆起的波形或有毛刺的波形一般出现在一个采样时钟周期的某一段(例如前半部分的某一段)，因此上述改进的 数字示波器信号等效采样方法通过舍弃这一段波形，对这段波形以外的某一部 分波形进行采样，然后利用另 一路相反的采样时钟所采集的波形补齐这段舍弃 的波形，这样便可以获得一个完整的采样时钟周期的波形，从而有效的消除了 隆起现象和毛刺现象。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详 细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本 领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变 形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以 所附权利要求为准。
权利要求
1、一种数字示波器信号等效采样方法，其特征在于包括获取信号波形的触发时刻与触发时刻后的第一个采样时刻之间的时间差Δt；将Δt和采样时钟周期t0时间脉冲放大N倍；计算某个采样点在采样时钟周期t0中的时刻t，计算公式是t＝Δt/t0；计算该采样点在采样时钟周期内的位置pos，计算公式是pos＝t*N；判断pos是否在预设的范围内，如果是，则将该采样点按pos值摆放在这一帧波形中对应的位置中，如果否，则舍弃该采样点；将采样时钟的相位改变180°；重复上述步骤。
2、 根据权利要求1所述的数字示波器信号等效采样方法，其特征在于所述预设的范围的两端点的差值等于N/2。
3、 根据权利要求2所述的数字示波器信号等效采样方法，其特征在于所述预设的范围是[N/2， N]。
4、 根据权利要求2所述的数字示波器信号等效采样方法，其特征在于所述预设的范围是[N/4， 3N/4]。
5、 根据权利要求1所述的数字示波器信号等效采样方法，其特征在于上述步骤重复的次数大于N次。
全文摘要
本发明涉及一种数字示波器信号等效采样方法，包括获取信号波形的触发时刻与触发时刻后的第一个采样时刻之间的时间差Δt；将Δt和采样时钟周期t<sub>0</sub>时间脉冲放大N倍；计算某个采样点在采样时钟周期t<sub>0</sub>中的时刻t，计算公式是t＝Δt/t<sub>0</sub>；计算该采样点在采样时钟周期内的位置pos，计算公式是pos＝t*N；判断pos是否在预设的范围内，如果是，则将该采样点按pos值摆放在这一帧波形中对应的位置中，如果否，则舍弃该采样点；将采样时钟的相位改变180°；重复上述步骤。所述数字示波器信号等效采样方法利用两路相反的采样时钟进行采样，有效的消除了隆起现象和毛刺现象。
文档编号G01R13/00GK101666819SQ200910108939
公开日2010年3月10日 申请日期2009年7月21日 优先权日2009年7月21日
发明者轲 秦, 赵亚锋, 邵海涛 申请人:秦 轲;邵海涛;赵亚锋