[发明专利]一种基于高速数据采集平台的触发定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及一种基于高速数据采集平台的触发定位方法。

背景技术

在高速数据采集系统中，通常利用触发电路实现信号触发点的定位。主要是通过比较器检测输入信号与设定触发电平间的关系，当输入信号大于触发电平时，比较器输出高电平；当输入信号小于触发电平时，比较器输出低电平。通过调节触发电平，可得到不同占空比的触发脉冲波形。触发电路再通过检测比较器输出的触发脉冲波形的边沿与采集时钟的相位，得到触发后第1个采集数据的时间，由此即可确定其余各采集数据对应的采集时刻。

由于硬件比较器电路通常是一个带有反馈的电路，比较器的输出对输入会产生一定的影响，同时由于比较器的迟滞特性，因此对信号边沿的检测会产生抖动，从而造成了触发时刻与采集时钟之间的相位检测出现抖动，并且通过斜坡扩展电路测量的相位也具有一定的误差，反应在显示上就是波形在屏幕上出现左右抖动的现象，这就是高速数据采集系统中的触发抖动。输入信号频率越高，触发抖动对波形显示的影响就越大。

图1为高速采集系统基本原理框图。如图所示，在此系统中，触发定位主要是通过触发电路来实现。输入信号经过通道调理后，一路送入采集模块，通过高速ADC进行数据采集；一路送入触发电路进行触发检测。

在触发电路的设计中，为了减少触发抖动，主要通过选用高速比较器和对触发脉冲边沿与采集时钟边沿的精确相位检测来实现。

触发脉冲边沿与采集时钟边沿的相位检测通常是通过斜坡扩展电路进行测量。斜坡扩展电路是一个快速充电(下降斜坡)、慢速放电(上升斜坡)的积分电路，因为电容器C的每次充放电电荷相等，即：

Q充＝Q放；

又：Q放＝t放*I放，Q充＝t充*I充；

所以有：t放*I放＝t充*I充；

如果时间扩展比为G(又称内插增益)，则测量电路的内插增益应该等于充放电电流之比，即：

扩展后的波形经过比较器整形，作为闸门信号加到精密内插计数器，由内插时钟f0进行计数，CPU读出计数结果Tnum，即可根据Tnum/f0/G计算得到两路边沿信号的时间间隔，由此就得到了触发后第一个采集数据点对应的时刻。

采用高速比较器和对触发脉冲边沿与采集时钟边沿的相位检测电路进行触发点定位，硬件电路设计比较复杂，而且由于比较器的误差，和斜坡扩展电路的测量误差，使得触发定位仍存在较大的触发抖动。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提出一种基于高速数据采集平台的触发定位方法，以得到远远小于硬件触发电路的触发抖动，在简化硬件电路设计的同时，提高高速采集系统的触发抖动指标。

为达上述目的，本发明提供了一种基于高速数据采集平台的触发定位方法，包括：

步骤S1，获取高速模数转换器ADC的采集数据；

步骤S2，对该采集数据进行平滑滤波处理，以消除异常数据点的干扰；

步骤S3，对滤波后的数据进行插值处理，得到数据D_n；

步骤S4，根据当前设置的触发电平得到与采集通道参数设置相对应的采集量化数值D_trig；

步骤S5，比较采集数据与触发电平量化数值，得到误差小于预设阈值的粗略采集位置pos1；

步骤S6，对该pos1位置的采集数据进行微分，得到所述当前位置的斜率slope；

步骤S7，根据当前设置的触发沿方向，判断所述斜率的极性是否与所述触发沿方向一致；若否，则返回步骤S5，若是，则进入步骤S8；

步骤S8，比较所述当前位置的采集数据与所述触发电平量化数值，结合设置的触发沿方向，进一步查找触发点的精确位置pos2；该精确位置的前后位置的采集数据分别大于等于、小于等于所述触发电平量化数值。

步骤S4中，根据以下公式得到所述采集量化数值D_trig：

其中，D_trig为所述当前设置的与采集通道参数设置相对应的采集量化数值；Triglevel为所述当前设置的触发电平；Channelvoltage为当前采集通道对应的满幅电压值；bitADC为采集ADC的位数。

步骤S6中，所述当前位置的斜率为：