[发明专利]数字示波器及数字示波器的自校准方法

说明书

本发明公开一种数字示波器及数字示波器的自校准方法，在该数字示波器中包括多个前端模拟电路，每一前端模拟电路中，衰减网络输出端连接开关模块第一输入端，开关模块输出端连接放大电路输入端；各前端模拟电路的衰减网络输入端分别接入一路数字示波器输入信号；各前端模拟电路的放大电路输出端分别连接模数转换模块的一个输入端；模数转换模块输出端连接FPGA处理模块输入端；FPGA处理模块输出端连接CPU处理模块输入端；CPU处理模块的多个输出端分别连接各前端模拟电路的开关模块控制端、校准信号模块控制端和模数转换模块控制端；校准信号模块的多个输出端分别连接各前端模拟电路的开关模块第二输入端。本发明可实现数字示波器的自动相位校准。

技术领域

本发明涉及数字示波器技术领域，尤其涉及数字示波器及数字示波器的自校准方法。

背景技术

数字示波器在电子测量中应用的非常广泛，一般的数字示波器都是多通道的，目前以2通道数字示波器和4通道数字示波器为主。

数字示波器一般由前端模拟电路、模数转换模块和数字处理系统组成，其中前端模拟电路由于模拟电路的离散型，其延时一般不同。模数转换模块内部一般由采样保持器和模数转换电路构成，它们均有一定的离散性。这样导致数字示波器各通道之间的延时不一样。当相同的信号经过这些通道后，导致最后显示的波形的相位不一致。这个群延迟导致的相位偏差，在测试频率越高的信号时，显示的波形越明显，对用户带来的困扰也越大。

传统数字示波器制造过程中，会使用外部信号对数字示波器通道间的相位进行校准。通过给数字示波器各个输入通道输入相同相位的信号，然后在软件中对各路显示的波形进行相位校准，使最后显示在数字示波器屏幕上的各个通道的信号相位一致。然而，使用外部信号对数字示波器通道间的相位进行校准，操作起来较为麻烦，无法实现数字示波器的自动相位校准。

发明内容

本发明实施例提供一种数字示波器，用以实现数字示波器的自动相位校准，该数字示波器包括：

多个前端模拟电路，模数转换模块(Analog-to-Digital Converter，ADC)，FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)处理模块，CPU处理模块，校准信号模块；

每一前端模拟电路包括衰减网络、开关模块和放大电路；在每一前端模拟电路中，衰减网络输出端连接至开关模块第一输入端，开关模块输出端连接至放大电路输入端；各前端模拟电路的衰减网络输入端分别接入一路数字示波器输入信号；各前端模拟电路的放大电路输出端分别连接至模数转换模块的一个输入端；

模数转换模块输出端连接至FPGA处理模块输入端；FPGA处理模块输出端连接至CPU处理模块输入端；CPU处理模块的多个输出端分别连接至各前端模拟电路的开关模块控制端、校准信号模块控制端和模数转换模块控制端；校准信号模块的多个输出端分别连接至各前端模拟电路的开关模块第二输入端；

CPU处理模块用于控制各前端模拟电路的开关模块在自校准时切换至校准信号输入，控制校准信号模块产生多路相位相同的校准信号，对模数转换模块输出的各路数据进行相位校准；

CPU处理模块具体用于：

以模数转换模块输出的各路数据其中一路数据的相位作为参考相位，改变其它各路数据的相位，直至其它各路数据的相位相对于参考相位的延迟小于设定的容差；

CPU处理模块具体用于：

通过调整其它各路数据的延时，改变其它各路数据的相位；

或，通过调整其它各路数据采样时钟的延时，改变其它各路数据的相位；

CPU处理模块还用于：

根据数字示波器的带宽，设置校准信号模块输出的信号频率从数字示波器的带宽向低频变化，并按设定的频率步进，对每一频点均计算其它各路数据的相位与参考相位之间的差值；