一种面向大功率脉冲信号的数据采集系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及信号测量领域，特别涉及一种面向大功率脉冲信号的数据采集系统及方法。
【背景技术】
[0002]在大功率脉冲信号测量中，通常采用数字示波器进行测量，由于大功率脉冲信号的功率往往超出了数字示波器的测量范围，将大功率信号直接引入数字示波器进行测量往往会烧坏示波器通道，因此需要在信号进入示波器之前通过衰减器对信号进行功率衰减。现有的测量大功率脉冲信号的方法，没有把衰减器和示波器的程控集成到一个系统中，在衰减器部分往往是固定衰减器或者通过手动设置衰减值，对于大规模的大功率脉冲信号的数据采集工作往往不是很方便。中国专利公开号CN 102945026 A提供了一种控制示波器的方法和系统、中国专利公开号CN 102914700 A提供了一种超宽谱脉冲幅值的自校准测量方法、中国专利公开号CN 103630756 A提供了一种大功率微波脉冲信号的校准方法，但它们都未提及在进行大功率脉冲信号的数据采集时，通过仪器程控方法，集成对电控衰减器和数字示波器的程控功能，以固定衰减器和电控衰减器组合的方式进行脉冲信号的功率衰减，并通过上位机完成对数字示波器的操作和数据保存。
【发明内容】
[0003]本发明针对现有技术没有集成衰减器程控、示波器程控而造成的大功率脉冲信号数据采集不便的问题，提供了一种面向大功率脉冲信号的数据采集系统及方法。
[0004]为解决以上问题，本发明提供了一种面向大功率脉冲信号的数据采集系统，包括:
[0005]衰减器单元10，用于对大功率脉冲信号进行功率衰减，进一步包括N个四通道衰减器模块，具有4*N个信号输入通道；
[0006]数字示波器单元20，用于测量和显示经过衰减器衰减的大功率脉冲信号，进一步包括N个四通道数字示波器，具有4*N个信号输入通道；
[0007]网络交换机30，用于实现上位机和衰减器驱动器、上位机和数字示波器间的网路连接；
[0008]上位机单元40，用于实现对电控衰减器和数字示波器的程控，进一步包括网络通信模块41、衰减器控制模块42、数字示波器控制模块43、数据存储模块44。
[0009]所述衰减器单元10的四通道衰减器模块与数字示波器单元20的四通道数字示波器相连接，衰减器单元10的四通道衰减器模块与网络交换机30相连接，数字示波器单元20的四通道数字示波器与网络交换机30相连接，网络交换机30与上位机单元40的网络通信模块41相连接。
[0010]所述四通道衰减器模块包括4个单通道衰减器子模块，每个单通道衰减器子模块可实现I路输入信号的功率衰减，可实现的电控衰减范围为O — lOOdB，衰减精度为0.ldB。
[0011]所述网络通信模块41能实现衰减器控制模块42和衰减器驱动器通信、数字示波器控制模块43和数字示波器通信的功能。
[0012]所述衰减器控制模块42能实现上位机设置电控衰减器的衰减值、获取当前衰减器衰减值的功能。
[0013]所述数字示波器控制模块43能实现在上位机设置数字示波器的参数、显示数字示波器捕获的信号波形、保存数字示波器通道数据及屏幕截图至上位机的功能。
[0014]所述数据存储模块44用于存储电控衰减值变更记录，以及数字示波器的参数设置信息、通道数据和屏幕截图。
[0015]作为一种可实施方式，所述单通道衰减器子模块包括固定衰减器、电控衰减器1、电控衰减器2、电控衰减器3和衰减器驱动器。
[0016]作为一种可实施方式，所述固定衰减器可承受的信号功率较高，起第一道保护作用；所述电控衰减器I衰减范围为O—90dB、衰减精度为1dB ;所述电控衰减器2衰减范围为O — 10dB、衰减精度为IdB ;所述电控衰减器3衰减范围为O — ldB、衰减精度为0.ldB。
[0017]为解决以上问题，本发明还提供了一种面向大功率脉冲信号的数据采集方法，包括大功率脉冲信号先经过固定衰减器，再经过由上位机程控的电控衰减器，使其功率衰减到数字示波器的测量范围内，再进入数字示波器进行测量，同时在上位机显示数字示波器捕获到的信号波形，并保存数字示波器的通道数据和屏幕截图到上位机。
[0018]本发明通过在上位机集成电控衰减器和数字示波器的程控功能，有助于提高大功率脉冲信号数据采集的工作效率，减少信号测量人员的工作量，适合广泛推广应用。
【附图说明】
[0019]图1为本发明一种面向大功率脉冲信号的数据采集系统优选实施例结构框图。
[0020]图2为本发明四通道衰减器模块优选实施例结构框图。
[0021]图3为本发明单通道衰减器子模块优选实施例结构框图。
[0022]图4为本发明衰减器控制模块优选实施例功能结构框图。
[0023]图5为本发明一种面向大功率脉冲信号的数据采集方法优选实施例流程示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图，对本发明涉及的一种面向大功率脉冲信号的数据采集系统进行进一步详细说明。
[0025]本发明提供一种大功率信号测量系统，优选实施例示意如图1所示，包括:
[0026]衰减器单元10，用于对大功率脉冲信号进行功率衰减，进一步包括N个四通道衰减器模块，具有4*N个信号输入通道；
[0027]数字示波器单元20，用于测量和显示经过衰减器衰减的大功率脉冲信号，进一步包括N个四通道数字示波器，具有4*N个信号输入通道；
[0028]网络交换机30，用于实现上位机和衰减器驱动器、上位机和数字示波器间的网络连接；
[0029]上位机单元40，用于实现对电控衰减器和数字示波器的程控，进一步包括网络通信模块41、衰减器控制模块42、数字示波器控制模块43、数据存储模块44。
[0030]优选的，所述上位机单元40对电控衰减器和数字示波器的程控软件部分在Visual Stud1 2010平台上开发实现。
[0031]所述四通道衰减器模块与四通道数字示波器相连接，信号经过四通道衰减器模块衰减后再进入四通道数字示波器进行测量。
[0032]优选的，所述N取值为20，则所述系统可同时完成80路大功率脉冲信号的数据采集工作。
[0033]作为一种可选实施方式，四通道衰减器模块优选实施例结构框图如图2所示，进一步包括4个单通道衰减器子模块，每个单通道衰减器子模块可实现I路输入信号的功率衰减，可实现的电控衰减范围为O — 100dB，衰减精度为0.ldB。
[0034]作为一种可选实施方式，单通道衰减器子模块结构框图如图3所示，进一步包括固定衰减器、电控衰减器1、电控衰减器2、电控衰减器3和衰减器驱动器。
[0035]作为一种可选实施方式，所述固定衰减器可承受的信号功率较高，起第一道保护作用；所述电控衰减器I