[发明专利]基于随机信号的平均波形捕获率测试方法

说明书

技术领域

本发明属于数字示波器技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于随机信号的平均波形捕获率测试方法。

背景技术

近年来，随着以PCI Express、SATA、USB3.0等为代表的高速串行总线的广泛应用，信号带宽、非平稳特性以及信息量急速增长，由此导致的信号完整性问题使得低概率偶发事件日益突出，抖动、异步故障和瞬态问题变得难以发现。为了提高测试的可靠性、缩短测试时间，要求测试系统能够高速的获取与实时处理、分析被测信号，具体而言，要求测试系统具有高速高精度采样性能、深存储能力和高的波形捕获率，这是满足宽带、瞬态等现代测量需求的关键。

目前，国内外厂商相继从测试仪器的体系结构入手，利用并行采集和处理技术、快速波形映射技术对测试仪器进行了改进，优化测试仪器采集、处理、显示三个逻辑模块之间的关系，缩短被测信号在测试系统中的处理时间，以期提高系统的波形捕获率，甚至实现所谓的“无缝采集”。其中，数字存储示波器发展相当迅速，在新修订的国家标准GB/T 15289—2009《数字存储示波器通用规范》中，明确指明了波形捕获率是衡量其数据采集性能的一项重要指标，其定义为“单位时间内示波器所能捕获并显示的波形幅数，wfms/s”，它表示单位时间内采集系统所获取并显示的信息量的大小。另一方面，国内外主要的数字存储示波器厂商也都在其产品中明确的注明了仪器的波形捕获率，如泰克公司的DPO70000系列数字荧光示波器最高波形捕获率达300000wfms/s，安捷伦公司的Infiniium 90000A系列的数字存储示波器波形捕获率为400000wfms/s，国内的Rigol公司的DS6000系列的最高波形捕获率是180000wfms/s等。

虽然在数字存储示波器中波形捕获率指标得到了广泛的使用，但这些指标都是仪器设计厂商按各自测试标准测量计算所得，不同厂商之间仪器的指标没有严格的可比性，因此，在用户实际使用中，该指标只能作为某种参考。目前，有关通过外特性定量测试该项指标的方法和专利还是较少，即2011年06月01日授权公告的、公告号为CN 101281224B、名称为“数字示波器波形捕获率的测试方法”，该方法也称为“双脉冲测试法”，填补了波形捕获率测试方法的空白。但其实质上其测量的是系统的最大波形捕获率，也是瞬时波形捕获率，并不能反映系统的平均性能；系统平均波形捕获率，是通过构造特殊的复合信号来测量短时平均波形捕获率，虽然该指标能反映系统波形捕获率的短时平均性能，但是测试时间较短，仅有纳秒到微妙级时间长度，而且测试方法较复杂，需要专门的测试装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于随机信号的平均波形捕获率测试方法，采用随机脉冲信号作为测试信号来得到数字三维示波器的平均波形捕获率。

为实现上述发明目的，本发明基于随机信号的平均波形捕获率测试方法，包括以下步骤：

S1：根据预设的随机脉冲数量R生成随机脉冲序列信号，R的取值范围为R≥1/(T_acq*w)，其中w表示数字三维示波器的标称波形捕获率，T_acq表示数字三维示波器的采集时间；将测试时间T_t划分为个时间单元，r表示数字三维示波器工作在最高波形捕获率下的时基档位，利用伪随机序列发生器生成在[0,N-1]范围内的随机数，确定R个脉冲对应的时间单元，脉冲对应时间单元内的起始时刻随机确定；

S2：生成触发信号，其频率g超过被测示波器标称的最大波形捕获率；

S3：调节数字三维示波器的工作参数使其工作在最快实时采样档或标称的最高波形捕获率状态下的时基档位，然后根据脉冲信号的幅度设置数字三维示波器的垂直档位；显示方式为点显示、无限余辉；存储深度设置为最小值；设置数字三维示波器的触发参数为：边沿触发类型、正常触发方式、触发源为触发信号输入的通道；

S4：同时将随机脉冲序列信号和触发信号输入数字三维示波器，经过测试时间T后，关闭信号输入，记录本次测试中数字三维示波器显示的脉冲信号数量x_i；

S5：重复步骤S1至步骤S4共计Q次，将Q次测试捕获到的脉冲信号数量求和得到捕获到的脉冲信号总量

S6：计算平均波形捕获率