[发明专利]数字示波器及信号测量方法

说明书

技术领域

本申请涉及数字示波器技术，具体涉及一种数字示波器及信号测量方法。

背景技术

示波器是观察电信号时常用到的测量装置，示波器可以改变水平档位来改变时基从而观察波形的细节，也可以改变垂直档位将幅度较小的波形进行放大从而便于观察。数字示波器（DSO）是近年发展起来的一种先进测量仪器。与传统的模拟示波器相比，数字示波器具有很多优点，如数字示波器可以进行波形存储、快速傅立叶变换等等。

参考图1，数字示波器100包括测量部件101、轨迹强度生成器102、存储器103、显示部件104、触发器105和中央控制器106。

测量部件101接收被测信号，对被测电信号进行信号整理，并执行数字采样。测量部件101在将经过信号整理的被测信号输出至触发器105的同时，还得到并输出采样点数据。

触发器105根据测量部件101产生的经过信号整理的被测信号或其输出的采样点数据产生触发信号。触发器105可以具有多种触发类型，比如：边沿触发类（上升沿、下降沿、上升沿&下降沿）、脉冲宽度触发类（大于、小于或等于设定的脉冲宽度）、斜率触发类（大于或小于设置的上升或下降时间）、时间设置类（设置上升或下降时间或时间窗）等。当测量部件101接收的被测信号或其输出的采样点数据符合触发条件时，触发器105可以产生触发信号，并将触发信号输出到中央控制单元106。中央控制单元106根据触发器105输出的触发信号，控制轨迹强度生成器102从测量单元101采集所述采样点数据。示波器100也可以接收来自示波器100的外部或内部其他的部件的触发信号，中央控制单元106也可以根据这些触发信号，控制轨迹强度生成器102从测量单元101采集所述采样点数据。

在本实施例中，轨迹强度生成器102的主要工作是根据采样点数据来对波形轨迹进行绘图。具体而言，轨迹强度生成器102接收来自测量部件101的采样点数据，并根据所述采样点数据计算出波形轨迹的强度信息。例如，轨迹强度生成器102在接收到关于被测信号的采样信息后，执行如下操作：

1.              在来自测量单元101的采样点数据中，依次根据每两个相邻采样点的幅度差值的大小，即根据每两个相邻采样点的幅度值的差值的绝对值的大小,设定两个采样点中的后一个采样点的强度，从而得到一组反映所述采样点数据中全部采样点的幅度值变化情况的强度值。在关于幅度值变化情况的强度值计算时，对应幅度变化大的采样点，可以设置较小的强度值，反之则设置较大的强度值。强度的具体取值可以由函数计算或通过查表方式来获得；

2.              根据显示部件104中的LCD显示器108的像素数目、示波器100的显示时基和测量部件101的采样率，将上述关于采样点数据中各个采样点的强度值按采样先后顺序划分入多个时间窗口中，进行压缩合并处理，可以形成用于在LCD显示器108上显示波形轨迹的强度信息。在LCD显示器108上，显示器108的横轴对应波形轨迹的时间轴，纵轴对应波形轨迹的幅度值，横轴上的每个时间点对应一个所述时间窗口。在所述波形轨迹的强度信息中，对应一个时间点可以有多个轨迹点的强度信息，每个所述轨迹点的强度值均是由对应同一时间窗口、同一幅度值的一个或多个采样点的强度值计算而得。在现有技术中，对于波形轨迹的同一时间窗口上的每个轨迹点的强度值的计算有多种方法，对于本实施例而言，采用了点显示方式和矢量显示方式两种，用户可以选择。

对于点显示方式：通过对同一时间窗口内的每一个幅度值，统计采样点出现的次数，使采样点出现的次数多，强度值就高，出现的次数少，强度值就小，由此可以计算出对应该时间窗口的所有轨迹点的强度值。

对于矢量显示方式：不仅需要计算出每个所述时间窗口中的每个轨迹点的强度值，还需根据每两个轨迹点的强度值，计算出每两个轨迹点之间的各个中间点的强度值，在计算每两个轨迹点之间的各个中间点的强度值时，可以根据两个采样点之间的幅值变化快慢确定其强度的大小，变化快使其强度值小，变化慢，使其强度值大。

在本实施例中，显示部件104包括强度映射装置和LCD显示器。强度映射装置接收来自轨迹强度生成器102输出的强度信息，将强度信息映射为LCD显示器的亮度，在对应LCD显示器的一个像素位置，轨迹强度生成器102输出不同的强度信息时，强度映射装置可以使LCD显示器的该像素位置呈现不同的亮度，据此实现波形轨迹的显示。