[发明专利]一种具有噪声抑制功能的混合示波器

说明书

本发明提供了一种具有噪声抑制功能的混合示波器，包括：数字采样单元，用于对并行数字总线上的多路被测信号进行数字化处理和采样，得到多路数字信号数据；设置单元，用于设置噪声抑制时间；总线解码单元，用于依据多路数字信号数据检测到当前总线状态改变时，依据前一个总线状态的持续时间和噪声抑制时间判断前一个总线状态是否稳定，若是，则将前一个总线状态记录为稳定状态，并按照稳定状态的持续时间输出稳定状态的数字信号数据；若否，则按照前一个总线状态的持续时间输出稳定状态的数字信号数据；将输出的数字信号数据按照指定格式进行显示。本发明将不稳定状态作为噪声消除了，使得解码的结果与实际的信源数据相符。

技术领域

本发明涉及测试测量技术领域，特别是涉及一种具有噪声抑制功能的混合示波器。

背景技术

混合示波器，又称混合信号示波器（MSO，Mixed-signal Oscilloscopes），是一种既可以观察模拟信号又可以观察数字信号的示波器，它应用在数字信号和模拟信号共存的系统调试中。混合示波器可以同时观测多条并行数字总线上的被测信号，并行数字总线相当于多个数字通道，其通常包括一条时钟线和多条数据线，时钟线可看作传输时钟信号的时钟通道，每一条数据线为一个数据通道，数据通道中的被测信号只有“1”和“0”两种状态，便于进行对比分析。

数据通道中的被测信号不仅要能显示和进行普通的测量，还可以对其进行解码操作，从而得到并行数字总线上具有实际意义的数据。这样，用户在进行数字信号调试时，就能通过混合示波器直接观察到并行数字总线的实际数据结果，方便进行验证和排错。

解码是编码的逆过程，解码的数据来自于混合示波器对数据通道中的被测信号的高速采集。解码的过程就是针对采集的数据进行特定协议的逆变换，将电路上的“1”、“0”数据流，转换为实际的信源数据。例如，如图1所示，为混合示波器102并行解码的原理图。信号数据“0X5A”输入至待测电路101中，混合示波器102通过探头103从待测电路101中获取多路被测信号D0～D7。对于8位并行数字总线，混合示波器102需要一条时钟线和8条数据线。混合示波器102同时捕获8条数据线上的被测信号D0～D7和时钟线上的时钟信号clk；被测信号D0～D7经过数字化、采样等处理，产生数字信号数据；混合示波器102的并行总线解码单元根据时钟线上时钟信号clk的状态跳变（即，时钟信号clk的边沿，其可以是上升沿、下降沿、或者上升沿和下降沿），对来自于8路被测信号D0～D7的数字信号数据进行抽样；这样经过时钟信号clk的抽样过程，按照解码协议进行解码，就能获得解码结果“5A”等信息，恢复出并行数字总线上传输的实际数据。

解码结果以总线的方式显示在时钟信号的对应时间段内，这样在混合示波器102的显示界面上既能看到总线的物理状态，即被测信号的波形；也能看到总线的数据状态，即解码结果。

在并行总线解码过程中，需要根据条件对来自于数据线上的数字信号数据进行抽样处理，恢复出实际的总线数据，如从一串具有数字“1”、“0”的数据流中恢复出数据0X5A。抽样处理可以选取一条数字通道作为时钟通道，根据时钟通道的时钟信号的边沿来进行总线抽样；也可以不选取时钟信号，而在总线状态发生改变时进行抽样。

如果时钟通道中存在噪声，例如在时钟信号的边沿附近存在干扰，导致时钟信号发生振铃现象，那么根据时钟信号的边沿所抽样的数字信号数据就是不稳定的，甚至出现错误。如图2（a）所示，为含有噪声的时钟信号的示意图，其中，a指示理想时钟信号的上升沿，b指示含有噪声的时钟信号的上升沿，b处的噪声会对数字信号数据的抽样产生影响。类似地，在数据通道中被测信号的边沿上也可能出现噪声，如果解码中恰好对这个噪声进行了抽样，那总线的解码结果也可能与实际不相符。时钟信号或被测信号在边沿上出现噪声，可能是由于信号中自带的干扰，也可能是由于信号在进行数字量化过程中发生的。