[实用新型]示波器图象数据采集装置

说明书

本实用新型涉及示波器检定和测量，特别是一种示波器图象数据采集装置。

通常，对示波器图象数据的采集是依靠CCD摄像机从模拟示波器的荧屏上捕捉显示的波形，然后根所捕捉到的图象信息输入计算机来处理，这种方式需要一块专门的图象捕捉电路卡完成摄像机与计算机的配接。由于CCD摄像机输出的是标准制式的视频信号，故需要解决的问题首先是摄像机的扫描如何与示波器的水平扫描相同步，其次还要考虑视频信号数字化以后的合成问题。美国专利4736250提出解决上述问题的一种方法，它是利用CPU通过摄像机的视频场消隐信号和引入一个表征示波器水平扫描的触发信号来确定示波器扫描与摄像机扫描之间的关系，并通过两帧图象存贮器、一个加法器和一个多路开关进行多帧画面的合成。这种方法需要示波器具有触发输出端口，由于触发输出端口显示波器的一个辅助功能，有部分示波器并不具备这种输出端口，故这种方法具有一定的局限性，不能适用所有的模拟示波器。

本实用新型的目的在于提供一种能够在各种型号的模拟示波器上捕捉到所显示的波形的装置，同时进一步使捕捉电路的图象存贮器容量减少到一帧。

本实用新型的技术方案如下：

将图象捕捉电路卡，插入微机的扩展插槽中，该电路卡上具有视频信号输入端、触发信号输出端和视频信号输出端。与CCD摄像机连接后，即可捕捉到示波器荧屏上显示的波形。在解决摄像机与示波器扫描之间的同步上采取由摄像机扫描去触发输入示波器的被测对象或直接触发示波器的水平扫描，这种方法可以保证示波水平扫描的起始时刻与摄像机输出的某一帧图象起始点对准，同时还可以使A／D变换后的数字化图象合成处理变得简单，这时只需在A／D变换后的数据总线上加入一个波形背景分离电路和一帧图象存贮器即可完成示波器水平一个扫描过程所包含的任意一帧画面的合成。

由于模拟示波器的水平扫描系统都有“外触发输入功能，所以采用这种方案构成的图象捕捉电路配上CCD摄像机就能够捕捉各种型号的模拟示波器荧屏上显示的波形图象；同时这种捕捉同步方案还可以把示波器的水平扫描一个周期与一帧图象存贮器间对应起来，故捕捉合成示波器水平扫描一个周期显示的波形图象只需一帧图象存贮容量。

以下结合实施例对本实用新型作更进一步的描述。

图1为本实用新型的电路原理框图

图2为波形背景分离电路原理图

图3为扫描识别与触发脉冲输出电路原理图

图1中，CCD摄像机输出的视频信号分别送入A／D转换部分和视频箝位同步分离部分，A／D转换部分能够把摄像机输出的视频模拟信号转换为数字信号，视频箝位同步分离部分可以箝位同步头并分解出各种同步信号；经A／D转换后输出的数字信号分别送至切换开关SW1和象素判别部分；象素判别部分可实时判别A／D输出的象素数据是波形还是背景，SW1由象素判别输出控制；象素判别的输出分别送到SW1的控制端，RAM控制和扫描识别与触发脉冲输出部分，RAM控制电路产生图象存贮单元的地址和读、写等信号，扫描识别与触发脉冲输出电路可以产生触发信号和识别示波器的扫描是否开始或结束；同时，视频箝位同步分离部分的输出分别送至定时控制电路、扫描识别与触发脉冲输出电路和CPU（通过接口与计算机连接），定时控制电路产生时钟以及各种时序控制信号，定时控制电路的输出送入RAM控制电路部分，RAM控制的输出送至图象存贮单元，计算机可通过其I／O口发出指令到定时控制部分，RAM控制部分和扫描识别与触发脉冲输出部分；图象存贮单元的数据由I／O口与计算机连接，最后输出两路信号，一路信号即触发脉冲输出信号可连接到示波器的外触发输入端或被测装置的各触发输入端，另一路视频输出信号可以连接到外加的视频监视器的视频输入端。

参见图2，视频数据总线连至U1、U2的A组输入端和U4的输入端。CPU数据总线连接至U3的输入端。U3的输出端连接至U1、U2的B组输入端。U1的输出端6连接至U6的输入端2，U1的输出端5分别接至U7的输入端1和U9的输入端1，U2的输出端5接至U6的输入端13。U6的输出端12接至U9的输入端2，U9的输出端3分别接至U8的输入端3和U5的端1，U8的输出端4接至U4的端1，U4的输出和U5的输出相连接合并作为输出总线引出。