[发明专利]具有数字边沿触发检测电路的测量系统

说明书

提供了一种测量系统(100)，其具有能够在测量系统(100)的全信号带宽下操作的数字边沿触发电路。数字边沿触发电路包括多个处理器(2101)，其处理从各个时间交织adc(111a)输出的时间交织的数字数据样本，以执行边沿触发检测。处理器(2101)彼此共享边沿检测信息，以增加执行边沿触发检测的速度，以使得数字边沿触发电路能够在测量系统(100)的全信号带宽操作。

技术领域

本发明涉及具有数字边沿触发检测电路的测量系统。

背景技术

在诸如数字示波器的测量系统中，施加的波形的连续采样值被数字化，存储在存储器中，然后用于通过读取和处理存储的值在显示设备上将波形重建为可显示图像(“轨迹”)。所存储的数字值通常称为采集记录，其内容对应于施加的波形的历史中的确定时间间隔。时间间隔的长度主要由专用于信号捕获的可寻址存储器位置的数目和获取样本的速率加以确定。

用示波器执行的许多活动要求获取记录的显示部分与波形中检测到的事件(例如波形的上升或下降沿)具有某种限定的关系。检测到的事件通常称为触发事件或触发。当检测到的触发事件是波形本身的条件时，该事件称为内部触发事件。当检测的触发事件是与被测波形具有某种关系的波形(例如另一波形)之外的条件时，该事件称为外部触发事件。响应于检测到的触发，通常显示采集记录的一些子集以允许轨迹的平移和缩放。

图1示出包括上升沿3和下降沿4的波形2的一部分的时间-电压曲线图，该上升沿3和下降沿4将被用于定义边沿触发器的含义，如本文所使用的术语那样。触发阈值电压电平5是示波器应该触发的电压电平。对于上升沿3，下阈值电压电平6定义滞后带。为了在上升沿3引起触发，信号必须低于下阈值电压电平6，然后超过触发阈值电压电平5。对于下降沿4，上阈值电压电平7定义滞后带。对于下降沿4引起触发，信号必须从高于上阈值电压电平7跨到低于触发阈值电压电平5。对于标准边沿触发，没有时间限制信号需要多长时间分别在下或上阈值电压电平6和7和触发阈值电压电平5之间交叉，但是特殊触发模式可能具有这样的时间限制。

直到最近，示波器触发由在指定触发带宽上运行的模拟电路执行。尽管已经开发了数字触发电路，但是大多数示波器触发电路仍然是模拟电路(即，连续时间)。数字触发电路在数据由模数转换器(ADC)数字化之后对数据进行操作，而不是直接对模拟信号进行操作，因此工作在离散时域中。

示波器的带宽越高，开发模拟触发电路越困难。模拟触发电路包括比较器，其本质上是非常高的增益放大器。高带宽比较器推动可用技术的增益带宽积，因此触发电路带宽通常远低于最高带宽示波器的信号带宽。例如，具有大于60吉赫兹(GHz)的信号带宽的示波器可具有仅20GHz的触发电路BW。

最高带宽数字示波器对多个ADC进行时间交织，以实现所需的采样速率。对于现有的数字触发电路，触发通道的所有用于确定信号是高于高阈值电平、低于低阈值电平还是在低阈值电平和高阈值电平之间的数字比较结果必须汇集在一个地方，然后以示波器的全采样率进行处理。对于非常高的采样率，例如大于每秒100千兆采样(GSa/s)的采样率，这提出了困难，特别是在信号路由和功率消耗方面。

存在对具有数字边沿触发电路的高带宽测量系统的需求，该数字边沿触发电路能够在测量系统的全信号带宽下操作，并且避免了在信号路由和功率消耗方面的上述困难。

发明内容