[发明专利]用于无死区时间采集系统的预触发和后触发采集

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于数字示波器的采集系统(acquisition system)，并且特别涉及一种无死区时间(dead time)的采集系统。

背景技术

测量仪器(例如示波器)的“死区时间”，是指这样的时间段，在该时间段内由于示波器忙于执行其它任务而不能处理可能发生(occur)的触发事件，导致数据采集电路不能响应于有效触发事件。因此，由于错过有效触发事件，表示被监控的电信号(electrical signal)的波形将不会被显示。例如在模拟示波器中，死区时间发生在阴极射线管上的电子束回扫时间内。在数字示波器中，死区时间经常发生在仪器忙于从与在先采集相关联的采集存储器中读取数据时，或者在忙于绘制采集的处理的数据以产生用于显示的波形图时。

被测电路往往以比标准数字示波器能显示相应波形要远为快速的速率来运行(operate)。事实上，典型的数字示波器“忽略(ignore)”大多数的触发事件，这是因为响应于前面的触发事件，它正忙于处理和绘制与采集的数据相关的波形。不幸的事实是，这种被测的电子电路偶尔会以一种预料不到的方式工作。被测电路不正确运行的发生很罕见，也许在数千次正确的运行周期内才发生一次。从而，因为示波器可能在异常发生时刻处于忙的状态，所以示波器将不能获得表示这样的波形的数据，该波形显示被测电路的不正确运行(即，异常)。示波器用户可能需要等待很长时间以查看不正确运行。由于在示波器显示器上仅仅绘制出小片断的波形，所以没有观察到不正确运行并不能让用户确信被测电路在适当地工作。

基本的数字示波器具有接收数据并将数据储存到采集存储器中的体系结构，并且随后在定义的后触发间隔(post-trigger interval)后由触发事件停止采集。接着在再次启用采集系统以响应于新的触发事件之前，采集到的数据被从采集存储器中读出以进行处理和在显示器上绘制波形。

共同未决的申请序号为No.11/388,428的、由Steven Sullivan等在2006年3月24日提交的标题为“无死区时间数据采集(No Dead Time Data Acquisition)”的美国专利申请(此处引入合并作为参考)，其试图启用该采集以便对表示所有触发事件的数据进行显示。测量仪器接收表示被监控电信号的数字化信号，并且使用快速数字触发电路来产生触发信号，其中触发信号包括数字化信号中的所有触发事件。数字化信号被按照期望压缩并由先进先出(FIFO)缓冲器延迟一段时间(预触发延迟(pre-trigger delay))以确保在触发信号中的第一触发事件之前有预定量的数据。第一触发事件发生时，来自FIFO的被延迟的数字化信号被输送给快速光栅化器(fast rasterizer)或绘图引擎(drawing engine)以产生波形图。接着波形图被供给显示缓冲器以和在先的波形图和/或来自其它绘图引擎的其他图形输入相组合(combination)。显示缓冲器中的内容被按照显示刷新速率(display update rate)提供在屏幕上，以显示表示电信号的所有波形图的复合(composite)。

对于测量仪器的每个输入通道来说，可能会用到两个或者更多的绘图引擎以产生两个或更多的波形图，在显示窗口中的指定触发位置，每个波形图拥有触发事件中的一个。为了与显示缓冲器中在先的波形图或者来自其他绘图引擎中的图形相组合，组合波形图以形成包含所有触发事件的复合波形图。对于在显示窗口中的特定触发位置来说，指示器(indicator)被提供以显示可能已错失(missed)的触发事件。同样，当没有触发事件时，信号内容的图形仍然被提供用于显示。

上述“无死区时间采集系统”在某些情况用处有限。例如，当缩放(zoom)开启时，缩放窗口可能被移动到不包括缩放窗口中的触发事件的预触发位置，即所期望的显示用数据发生得显著地(appreciably)在触发事件之前，并且从而当触发事件发生以启动快速光栅化器的波形绘制时不在FIFO中。在这种情况下，可能没有任何数据被包含在缩放窗口中用于显示，因为FIFO中的数据已经被重写了。这是因为无死区时间采集系统仅仅采集和处理FIFO中的数字化信号用于显示，这仅仅在触发事件附近发生。