[发明专利]一种具有轨迹显示功能的数字示波器

说明书

技术领域

本发明涉及通用电子测量测试领域，具体地涉及一种具有轨迹显示功能的数字示波器。

背景技术

图1为现有技术的一种示波器的结构示意图。如图1所示，组成该示波器100的几个主要单元包括：1、控制器102：用于控制整个示波器系统的设置，提供友好的人机交互体验；2、状态机104：用于控制示波器各个主要单元之间的进程和相互关系；3、ADC，模拟数字转换器106，对被测信号进行采样，即模拟到数字的转换，得到采样数据；4、采样存储单元108：用于完成ADC采样数据的处理和存储；5、波形处理和绘制单元110：用于对显示用的采样数据进行处理，并绘制成显示的波形；6、屏幕显示单元112：用于将绘制的波形，人机界面以及其他需要显示的内容显示在显示屏幕上；7、各种存储器：包括采样存储器114、波形存储器116和显示存储器118等，用于存放相应的数据。采样存储器114存储数字量的采样数据，波形存储器116存储绘制好的波形，显示存储器118存储待显示的波形。有多种方式实现上述这些单元，可以用CPU，可以用DSP，可以用FPGA/CPLD，还可以是ASIC等等。一般来说，控制器102是CPU或DSP，采样存储单元108是FPGA或CPLD，存储器是ASIC，其他单元根据示波器的具体功能和性能需求或有所变化和取舍。

图2为现有技术的一种具有轨迹显示功能的示波器的轨迹及波形显示部分的结构示意图。如图2所示，该示波器200包括：波形处理单元1101、控制器210、轨迹存储控制单元220、轨迹存储器230、波形绘制单元1102和屏幕显示单元112，图2中只给出与波形、轨迹显示相关的单元，其他附属单元、器件可参见图1。波形处理单元1101和波形绘制单元1102对应于图1中的波形处理和绘制单元110。相同的标号指示相同的器件，不同的标号代表不同的器件或功能发生改变的器件。结合参阅图1，波形处理单元1101，用于进行波形处理后得到每一帧波形数据；波形绘制单元1102，用于获取每一帧波形数据，绘制得到波形，供显示单元112进行波形显示。所显示的波形是多帧波形数据的历史叠加，从而展现出余辉显示、波形的概率显示。轨迹一般是由控制器210读取轨迹存储器230来获得。轨迹存储控制单元220，用于从每n帧波形数据中抽取一帧作为一帧轨迹，存储在轨迹存储器230中（覆盖之前存储的一条轨迹），之后控制器来210读取每一帧轨迹，供屏幕显示单元112在屏幕上进行显示。波形绘制单元1102的数据来源于波形处理单元1101。但是在早期的示波器中或无概率显示的示波器的设计中，波形绘制单元1102和轨迹存储控制单元220的数据是一致的。波形处理单元1101进行的波形处理是指要把采样数据按要求绘制在屏幕上。简单的有矢量显示和点显示，复杂一些的有概率显示和余辉显示。图2中的CH1表示被测信号来自第一通道，该示波器可以是多通道的示波器。

轨迹是简单绘制的波形，早期示波器或无概率显示示波器，轨迹和波形是一样的。复杂的波形就带有其他轨迹所无法携带的信息，比如概率。运行期间轨迹更新一定比波形更新慢，也就是波形处理数据的一次次抽取显示。二者是独立的，没有具体的关系，但是在停止的时候二者必须是相同的。这里相同的意思是来自同一次的采样数据。

在高捕获率示波器上，通常轨迹的捕获率还是比较低，这是因为通常轨迹是由控制器读取之后，再进行后续的操作，比如Math运算、测量、分析等等功能，这些操作所耗费的时间都比平均捕获时间长得多，尤其在操作很多的情况下，耗费的时间将会累加。因此轨迹和波形是不同步的。在运行期间，用户会感觉轨迹的更新速率明显低于波形的更新速率，但是轨迹还是波形中的其中一条，例如，波形处理单元产生0~200帧波形处理数据，停止时，轨迹显示的是依据第190帧而产生的轨迹，波形显示的是第180~200帧波形数据的叠加。但是在停止的时候，为了让最后一条轨迹和最后一条波形相同，现有或通常的做法是读取最后一条波形的轨迹。具体读取轨迹的办法有很多，但是都避免不了重新配置的操作，在某些设计中，这样的重新配置会导致屏幕上停止的波形会发生变化，用户体验不好。

发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术的不足至少包括：