[发明专利]一种基于可编程电路的精确定位触发位置的方法

说明书

本发明公开了一种基于可编程电路的精确定位触发位置的方法，包括：检测数据采集分析类仪器的时基档位及触发延时；判断用户是否改变时基档位或触发延时，若是，则进行软件参数设置，并通过总线通信发送给现场可编程门阵列FPGA，重启采集插值过程；处理器获得采样数据并根据通道组合情况，将实时采样数据组合成数组；当数据采集分析类仪器处于插值档位时，进行实时插值，接着进行触发点重新定位，调整插值点，使得生成的波形能够以触发电平为参考点进行稳定显示。本公开纯硬件实现插值及触发精确定位，耗时时间小。方案分工明确，根据软硬件的执行快慢程度，结合示波器的实时性要求，充分发挥软件计算能力强的特点，计算出硬件插值需要的关键参数。

技术领域

本公开涉及信号处理技术领域，特别是涉及基于可编程电路的精确定位触发位置的方法。

背景技术

在示波器等数据采集分析类仪器中，降低波形采样率去掉过多数据的过程称为信号的抽取，提高波形采样率增加数据的过程称为信号的插值。插值表示在ADC采集的数据点之间根据特定的算法插入计算值，达到提高采样率以便更加清楚地分析信号细节的目的。常见的插值方式有三种：线性插值、保持插值及正弦插值。

如图6所示，正弦插值也叫“sin(x)/x”插值，是最常用的插值方式。这是基于任意波形都是可以无限次分解成正弦波的组合。通过正弦内插的方式，能够比较准确和平滑地还原真实波形信号。利用曲线来连接样点，通用性更强。它利用数学处理，在实际样点间隔中运算出结果。这种方法弯曲信号波形，使之产生比纯方波和脉冲更为现实的普通波形。

示波器中处于抽取档位时，由于采集数据足够多，因此实现触发定位较为简单。插值模式下则不然，插值过后会产生新的数据，需要对插值后的数据根据触发电平进行重新定位。示波器中常采用正弦插值对欠采样信号进行插值，插值过程采用软件方法时，软件读取已经采集的数据，逐位对采集后的数据进行插值，插值的过程当中对满足预触发长度后的数据进行触发电平定位，插值完成后将所有的数据以触发电平定位点为中心显示到屏幕上。软件插值时，逐位进行，插值耗时较长，尤其是示波器多通道同时开启时，延迟效应更加明显，会严重降低示波器的波形捕获率，遗漏某些关键信号。

综上所述，本申请所解决的主要问题是：软件进行插值及精确定位触发位置耗时较大，造成示波器的波形捕获率较低，容易遗漏关键偶发信号。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开的实施例子提供了基于可编程电路的精确定位触发位置的方法，在参数设置等方面具有结构上的一致性，易于软硬件协调控制及跨平台移植，在提高示波器波形捕获率的同时能够加强产品的可靠性，缩短产品的研制周期。

为了实现上述目的，本申请采用以下技术方案：

基于可编程电路的精确定位触发位置的方法，包括：

检测数据采集分析类仪器的时基档位及触发延时；

判断用户是否改变时基档位或触发延时，若是，则进行软件参数设置，并通过总线通信发送给现场可编程门阵列FPGA，重启采集插值过程；

FPGA获得采样数据并根据通道组合情况，将实时采样数据组合成数组；

当数据采集分析类仪器处于插值档位时，进行实时插值，接着进行触发点重新定位，调整插值点存储器，使得生成的波形能够以触发电平为参考点进行稳定显示。

作为本申请的进一步的技术方案，所述现场可编程门阵列FPGA在采集数据时，采集足够数量的数据，以满足一个存储深度的需要和所需插值点数目的需要。

作为本申请的进一步的技术方案，所述现场可编程门阵列FPGA根据数据采集分析类仪器所处插值档位，以正弦插值方法，按照插值倍数步进量读取BRAM实时存储区中的采集数据，依托现场可编程门阵列FPGA中的DSP运算单元及存储插值系数的ROM进行插值，并将插值后的数据存储到FIFO中。