[发明专利]数字示波器信号等效采样方法

说明书

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采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，所述预设的范围的两端点的差值为N/2，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。

附图说明

图1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Δt的大小摆放在对应的时间轴上， 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Δt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，Δt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Δt送到脉 冲展宽电路，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Δt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Δt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Δ t₁和Δt₂，Δt₁是A到B的时间差，Δt₂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Δt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。