CN101655513B - 数字示波器通道校正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种数字示波器通道校正方法，包括：设定控制参数；将控制参数转换为控制信号；将控制信号转换为模拟信号；对模拟信号进行放大；将放大后的模拟信号转换为数字信号；对数字信号进行处理；判断处理结果是否等于预期值，如果是，则结束，如果否，则重复上述过程。上述数字示波器通道校正方法不需要旁切到专门的校正电路即可完成校正过程，从而降低了硬件成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种数字示波器通道校正方法。
背景技术
传统的数字示波器通道校正方法是采用专门的校正电路进行校正的。以校正电路发出的信号作为校正的基准。在校正Center offset(通道没有接信号的情况下，波形显示在示波器波形显示区的垂直中心时，示波器通道控制电路需要设置的offset参数)时，校正电路需要发出一个零电平作为校正基准。在校正特定电压档位的VGA Gain(在特定的电压档位为了还原输入信号的幅度而需要设置给通道放大器的放大倍数)时，校正电路需要发出直流电平作为校正基准，校正出单位电压delta(模数转换器的输出改变为1时，通道控制电路需要设置的电压变化量)，之后再以此单位电压delta作为校正基准，与通道校正电路发出的直流信号配合校正出VGA Gain。
由此可见，传统的数字示波器需要专门的校正电路进行通道校正，从而增加了产品的硬件成本。
发明内容
有鉴于此，有必要针对传统数字示波器需要专门的校正电路的问题，提供一种不需要旁切到专门的校正电路的数字示波器通道校正方法。
一种数字示波器通道校正方法，包括：设定控制参数；将控制参数转换为控制信号；将控制信号转换为模拟信号；对模拟信号进行放大；将放大后的模拟信号转换为数字信号；对数字信号进行处理；判断处理结果是否等于预期值，如果是，则结束，如果否，则重复上述过程；所述控制参数为偏移值、单位电压、波形移动格数、增益量中的一种或两种以上。
上述数字示波器通道校正方法不需要旁切到专门的校正电路即可完成校正过程，从而降低了硬件成本。
附图说明
图1是数字示波器的示意图。
图2是数字示波器通道校正方法的流程图。
具体实施方式
图1是数字示波器的示意图。数字示波器包括同轴电缆接头(BNC)、可变增益放大器、模数转换器、可编程逻辑模块、数字信号处理器、存储器、衰减器、数模转换器。
图2是数字示波器通道校正方法的流程图。数字示波器通道校正方法包括：
S1：设定控制参数；
S2：将控制参数转换为控制信号；
S3：将控制信号转换为模拟信号；
S4：对模拟信号进行放大；
S5：将放大后的模拟信号转换为数字信号；
S6：对数字信号进行处理；
S7：判断处理结果是否等于预期值，如果是，则执行S8，如果否，则执行S1；
S8：结束。
下面通过Center offset校正和VGA gain校正来具体说明上述数字示波器通道校正方法。
1、Center offset校正
在Center offset校正中，首先使同轴电缆接头处于悬空状态。数字信号处理器(DSP)从可编程逻辑模块(FPGA)中读取模数转换器的输出，存入存储器中，判断存储器中的数据是否等于预期值(这里的预期值是一个固定值，可以设定成128，这个值是波形在波形显示区中心时模数转换器的输出)，如果相等，则表示波形到达波形中心；如果不相等，则表示波形没有到达波形中心，这时就改变偏移值，并通过可编程逻辑模块将修改过的偏移值传送至数模转换器及可变增益放大器。由于输入改变，此时模数转换器的输出会随着改变，数字信号处理器会再去判断可编程逻辑模块中的数据，如此往复可以得到准确的Center offset值。
2、VGA gain校正
相邻电压档位需要设置的单位电压是具有线性关系的。通常示波器的电压档位是根据1-2-5的步进设置的(例如示波器最大的电压档位为5V/div，那么下一个电压档位就是2V/div)。在通道衰减设置相同的情况下，2V/div电压档位需要设置的单位电压应该是5V/div的1/2。这种线性关系可以同样应用到衰减设置相同的任何电压档位，即小的电压档位需要设置的单位电压是与它相邻的比它大的电压档位的单位电压的一半。以最大电压档位为5V/div，最小电压档位为2mv/div，并且在大于等于200mv/div需要进行衰减设置为例，从5V/div到200mv/div的单位电压呈依次递减的关系，记5V/div的单位电压为delta1，那么200mv/div的单位电压就是delta1/16。对于小于等于100mv/div的电压档位，通道没有设置衰减，设衰减的系数为1/40，那么100mv/div的单位电压就是40*delta1/32＝1.25*delta1。从100mv/div到2mv/div的电压档位，通道衰减设置是相同的，这些电压档位的单位电压具有同5V/div到200mv/div的单位电压一样的线性关系。
在最高的电压档位，不管单位电压采用任何值，只要由此校正得到的VGAgain是在放大器的规格里边，都是可以的。但并不是这些单位电压都可以作为校正的基准。最高电压档位的单位电压的选取遵循以下原则：
(1)、根据该单位电压得到的VGA gain要接近可变增益放大器的最小放大倍数，这样可以保证所有电压档位的放大倍数分布使得波形显示效果最好。
(2)、由于示波器硬件定型后，Center offset的规格就固定下来了，作为校正基准的最高电压档位的单位电压，应该考虑到在所有电压档位，波形在上下移动时，都可以移动到设定的极限位置。
在充分考虑了以上的因素，并结合不同电压档位的单位电压具有的线性关系，就可以用最大电压档位的单位电压作为校准VGA gain的依据了。
在VGA gain校正时，首先使同轴电缆接头处于悬空状态。数字信号处理器通过可编程逻辑模块设置固定的单位电压和波形移动格数(波形移动格数一般用n表示，可以向上移动也可以向下移动)，这样可以使可变增益放大器的输入对于屏幕波形中心有固定的差值。校正就是基于此为基准，在后端数字信号处理器判断可编程逻辑模块中的数据是否达到了预期值(这里的预期值是波形在波形显示区中心时AD的输出值128跟n的和。如果波形向上移动，n为正，反之为负)，如果没有达到预期值，数字信号处理器会修改增益值，对可变增益放大器的输入进行放大，直到数字信号处理器判断到可编程逻辑模块的输出达到预期值，这样就可以得到正确的VGA gain。
上述数字示波器通道校正方法不需要旁切到专门的校正电路即可完成Center offset校正和VGA gain校正，从而降低了硬件成本。
上述数字示波器通道校正方法不需要进行单位电压校正(传统的校正方法需要单独进行单位电压校正)，从而提高了数字示波器的校正效率。
并且，因为不需要旁切到专门的校正电路，也避免了专门的校正电路中由于元件的个体差异而造成校正结果有一定误差的问题。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (1)
1.一种数字示波器通道校正方法，其特征在于：包括：
设定控制参数；
将控制参数转换为控制信号；
将控制信号转换为模拟信号；
对模拟信号进行放大；
将放大后的模拟信号转换为数字信号；
对数字信号进行处理；
判断处理结果是否等于预期值，如果是，则结束，如果否，则重复上述过程；
所述控制参数为中心偏移值、单位电压、波形移动格数中的一种或两种；
在Center offset校正中，首先使同轴电缆接头处于悬空状态，数字信号处理器从可编程逻辑模块中读取模数转换器的输出，存入存储器中，判断存储器中的数据是否等于预期值，其中，预期值是一个固定值，可以设定成128，这个值是波形在波形显示区中心时模数转换器的输出，如果相等，则表示波形到达波形中心；如果不相等，则表示波形没有到达波形中心，这时就改变偏移值，并通过可编程逻辑模块将修改过的偏移值传送至数模转换器及可变增益放大器，由于输入改变，此时模数转换器的输出会随着改变，数字信号处理器会再去判断可编程逻辑模块中的数据，如此往复可以得到准确的Center offset值；
在VGA gain校正时，首先使同轴电缆接头处于悬空状态，数字信号处理器通过可编程逻辑模块设置固定的单位电压和波形移动格数，其中，波形移动格数一般用n表示，可以向上移动也可以向下移动，使可变增益放大器的输入对于屏幕波形中心有固定的差值，校正就是基于此为基准，在后端数字信号处理器判断可编程逻辑模块中的数据是否达到了预期值，其中，预期值是波形在波形显示区中心时AD的输出值128跟n的和，如果波形向上移动，n为正，反之为负，如果没有达到预期值，数字信号处理器会修改增益值，对可变增益放大器的输入进行放大，直到数字信号处理器判断到可编程逻辑模块的输出达到预期值，这样就可以得到正确的VGA gain。
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