CN102539866A - 数字示波器及波形处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字示波器及其波形处理方法，所述的数字示波器包括波形采集部件，用于根据被测数字信号依序产生多条数字波形的数字采样信号；显示控制部件，用于根据所述多条数字波形的数字采样信号，将所述多条数字波形叠加显示，其中，最新的数字波形以第一显示属性显示，其余的数字波形以第二显示属性显示。本发明的数字示波器由于将最新的数字波形以第一显示属性显示，其余的数字波形以第二显示属性显示。这样，用户就可以区别出哪一条波形是最新的，使用起来较为方便。

Description

数字示波器及波形处理方法

技术领域

本申请涉及数字示波器技术，具体涉及一种数字示波器及波形处理方法。

背景技术

传统的模拟示波器的显示系统采用阴极射线管(Cathode RayTube，CRT)。由于CRT具有很好的荧光效果，即荧光粉的激活效果，它会随时间推移，使被显示的波形轨迹由亮变暗，从而可以体现出波形两个方面的特征，一个是轨迹本身的变化情况，一个是轨迹重现的频度。

目前数字示波器的显示系统大多是采用液晶显示(Liquid crystaldisplay，LCD)屏，其屏幕好比是一个二维的像素阵列，每个像素位置都可以由一个行地址和一个列地址唯一地确定。通过控制每个像素的“开”或“关”可以使LCD显示屏上的像素立即呈现“亮”或“关闭”。虽然LCD显示屏本身并不具备CRT的荧光效果，但LCD显示屏上的每个像素的亮度是可以控制的，比如利用一个4位深度的存储器就可以控制所述亮度具有15个等级和一个关闭状态，当利用具有更多位的存储器时还可以使每个像素具有更加精细的亮度等级。利用LCD显示屏的每个像素的亮度等级控制方法，不仅可以控制LCD显示屏像素的亮度和颜色，还可以仿真荧光效果。

利用LCD显示屏的每个像素的亮度等级控制方法，不仅可以控制LCD显示屏像素的亮度和颜色，还可以仿真荧光效果，如当前最为常见的静态荧光效果。而且，当今的数字示波器不仅具有对被测模拟信号进行波形显示的功能，还可以显示被测数字信号的数字波形。无论是显示被测模拟信号的波形还是被测数字信号的数字波形，数字示波器同样可以运用上述的静态荧光效果来显示。

对于静态荧光效果而言，其实现原理是根据触发发生后的时间窗口内同一幅度值上信号出现的次数，或还根据轨迹本身的变化情况来为采集到的波形轨迹设定加权值，使该加权值可以反映时间窗口内轨迹重现的频度(如，对触发发生后的时间窗口内出现同幅度值的次数进行加权统计计算，出现的次数多，加权值就高，出现的次数少，加权值就小)和/或轨迹本身的变化情况(如，两个采样点之间变化快，使加权值小；采样点之间变化慢，使加权值大)。轨迹的加权值通常也被称为轨迹的强度值或强度信息。将轨迹的强度信息施加到LCD显示屏上，就可以使LCD显示屏呈现静态荧光效果。

在使LCD显示屏呈现静态荧光效果时，为防止信号强度无限增加，在时间窗口到来时，需清除上一时间窗口保存下来的强度信息，重新依据上述原则，为LCD显示屏施加关于新的轨迹的强度信息。由于静态荧光效果实际是一种固定强度的显示效果，也是常说的概率方式的显示效果，实现静态荧光显示效果不需要占用系统时间来处理时间窗口之间的关联信息，因此，采用静态荧光效果的数字示波器可以具有较高的波形捕获率。

但是，由于静态荧光效果下时间窗口之间的强度信息缺少有机的联系，而且传统的数字示波器在采用静态荧光效果时，无论是在先产生的波形还是在后产生的波形都用同样的颜色和亮度叠加在一起，往往使用户无法分辨波形轨迹出现的先后顺序，更无法辨认哪一条是最新的波形。

发明内容

本发明的目的之一在于，克服现有技术存在的在静态荧光效果时无法辨认最新的波形的问题，提供一种数字示波器的波形处理方法。

同时，本发明的另一个目的在于，提供采用上述方法的数字示波器。

一种数字示波器，包括波形采集部件，用于根据被测数字信号依序产生多条数字波形的数字采样信号；显示控制部件，用于根据所述多条数字波形的数字采样信号，将所述多条数字波形叠加显示，其中，最新的数字波形以第一显示属性显示，其余的数字波形以第二显示属性显示。

在本发明的一个实施方式中，所述第一显示属性包括第一颜色，所述第二显示属性包括第二颜色。

在本发明的一个实施方式中，所述显示控制部件还用于在控制所述最新的数字波形显示在所述其余的数字波形的上层。

在本发明的一个实施方式中，所述数字波形在一个时刻的状态包括逻辑0、逻辑1、上升跳变和下降跳变，所述显示控制部件将所述多条数字波形叠加显示进一步包括：如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态和所述其余的数字波形的状态都为逻辑0时，则仅以第一显示属性显示逻辑0；如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态和所述其余的数字波形的状态都为逻辑1时，则仅以第一显示属性显示逻辑1；如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态为上升跳变或下降跳变时，则仅以第一显示属性显示上升跳变和下降跳变；如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态为逻辑0，所述其余的数字波形的状态都为逻辑1时，则以第一显示属性显示逻辑0，以第二显示属性显示逻辑1；如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态为逻辑1，所述其余的数字波形的状态都为逻辑0时，则以第一显示属性显示逻辑1，以第二显示属性显示逻辑0；如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态为逻辑0，所述其余的数字波形的状态都为上升跳变时，则以第一显示属性显示逻辑0，以第二显示属性显示上升跳变；如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态为逻辑1，所述其余的数字波形的状态都为下降跳变时，则以第一显示属性显示逻辑1，以第二显示属性显示下降跳变。

一种波形处理方法，用于数字示波器，包括波形采集步骤，根据被测数字信号依序产生多条数字波形的数字采样信号显示控制步骤，根据所述多条数字波形的数字采样信号，将所述多条数字波形叠加显示，其中，最新的数字波形以第一显示属性显示，其余的数字波形以第二显示属性显示。

在本发明的一个实施方式中，所述第一显示属性包括第一颜色，所述第二显示属性包括第二颜色。

在本发明的一个实施方式中，所述显示控制步骤还包括在控制所述最新的数字波形显示在所述其余的数字波形的上层。

在本发明的一个实施方式中，所述数字波形在一个时刻的状态包括逻辑0、逻辑1、上升跳变和下降跳变，所述显示控制步骤进一步包括：如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态和所述其余的数字波形的状态都为逻辑0时，则仅以第一显示属性显示逻辑0；如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态和所述其余的数字波形的状态都为逻辑1时，则仅以第一显示属性显示逻辑1；如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态为上升跳变或下降跳变时，则仅以第一显示属性显示上升跳变和下降跳变；如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态为逻辑0，所述其余的数字波形的状态都为逻辑1时，则以第一显示属性显示逻辑0，以第二显示属性显示逻辑1；如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态为逻辑1，所述其余的数字波形的状态都为逻辑0时，则以第一显示属性显示逻辑1，以第二显示属性显示逻辑0；如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态为逻辑0，所述其余的数字波形的状态都为上升跳变时，则以第一显示属性显示逻辑0，以第二显示属性显示上升跳变；如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态为逻辑1，所述其余的数字波形的状态都为下降跳变时，则以第一显示属性显示逻辑1，以第二显示属性显示下降跳变。

本发明的数字示波器及波形处理方法由于将最新的数字波形以第一显示属性显示，其余的数字波形以第二显示属性显示。这样，用户就可以区别出哪一条波形是最新的，使用起来较为方便。

附图说明

图1为根据本发明的示范性实施例的数字示波器100的结构说明图。

图2为根据本发明示范性实施例的数字示波器100所采用的波形处理方法的流程图。

具体实施方式

以下参考附图详细描述根据本发明实施例的数字示波器及其波形处理方法。

图1为根据本发明的示范性实施例的数字示波器100的结构说明图。

参考图1，数字示波器100包括测量部件101、显示控制部件102、显示部件104、触发器105和中央控制器106。

测量部件101接收被测数字信号，对所述数字信号进行采样。测量部件101在将被测数字信号输出至触发器105的同时，还输出采样得到的多条数字波形所对应的数字采样信号。应当明确的是，所述多条波形是同一被测数字信号先后多次采集而获得的，并非是来自多个被测数字信号。另外，与对被测模拟信号采样不同的是，对被测数字信号的采样可以用测量部件101内部的触发器来实现。对被测数字信号采样后产生的数字采样信号一般只有两个幅值，即0和1。

触发器105根据测量部件101产生的被测数字信号或其输出的数字采样信号产生触发信号。触发器105可以具有多种触发类型，比如：边沿触发类(上升沿、下降沿、上升沿&下降沿)、脉冲宽度触发类(大于、小于或等于设定的脉冲宽度)、斜率触发类(大于或小于设置的上升或下降时间)、时间设置类(设置上升或下降时间或时间窗)等。当测量部件101接收的被测数字信号或其输出的数字采样信号符合触发条件时，触发器105可以产生触发信号，并将触发信号输出到中央控制单元106。中央控制单元106根据触发器105输出的触发信号，控制显示控制部件102从测量单元101采集数字采样信号。

需要说明的一点是，示波器100也可以接收来自示波器100的外部或内部其他的部件的触发信号，中央控制单元106也可以根据这些触发信号，控制显示控制部件102从测量单元101采集数字采样信号。

在本实施例中，显示控制部件102接收来自测量部件101的多条数字波形的数字采样信号，根据所述多条数字波形的数字采样信号，将所述多条数字波形叠加，生成用于驱动显示部件104的显示数据。

在本实施例中，显示部件104包括显示数据映射装置107和LCD显示器108。显示数据映射装置107接收来自显示控制部件102输出的波形显示数据，将该波形显示数据映射为LCD显示器108的灰阶和色彩，在对应LCD显示器的像素位置，显示控制部件102输出不同的波形显示数据时，强度映射装置107可以使LCD显示器108的该像素位置呈现不同的灰阶和色彩。作为举例说明，针对不同的应用，或根据液晶显示器108的特性，强度映射装置107也可以进行色阶、灰度、单色、彩色或对比度映射。

请结合参考图1和图2，下面结合数字示波器100所采用的波形处理方法，详细介绍数字示波器100的工作原理。数字示波器100所采用的波形处理方法包括：

步骤S1、根据被测数字信号依序产生多条数字波形的数字采样信号；

测量部件101接收被测数字信号，对所述数字信号进行采样，依序产生多条数字波形所对应的数字采样信号。

步骤S2、根据所述多条数字波形的数字采样信号，将所述多条数字波形叠加显示，其中，最新的数字波形以第一显示属性显示，其余的数字波形以第二显示属性显示。

显示控制部件102接收来自测量部件101的所述多条数字波形的数字采样信号，根据所述多条数字波形的数字采样信号，将所述多条数字波形叠加，生成用于驱动显示部件104的显示数据。为了区分最新的数字波形和其余的数字波形，在所述显示数据中，与最新的数字波形位置对应的像素包含第一显示属性数据，与其余的数字波形位置对应的像素包含第二显示属性数据。显示部件104根据所述显示数据来显示所述多条数字波形，显示控制部件102所输出的显示数据使得所述最新的数字波形以第一显示属性显示，其余的数字波形以第二显示属性显示。在本实施方式中，所述第一显示属性包括第一颜色，所述第二显示属性包括第二颜色。例如，第一颜色为红色，第二颜色为黄色，使得最新的数字波形以红色显示，其余的数字波形以黄色来显示，因此能够使用户对于哪一条数字波形是最新的一目了然。

在另外的一个实施方式中，所述第一显示属性包括不透明状态，所述第二显示属性包括半透明，使得最新的数字波形以不透明的状态显示，其余的数字波形以半透明的状态显示。

在另外的一个实施方式中，所述第一显示属性包括第一颜色，所述第二显示属性包括第二颜色。同时，显示控制部件102还用于控制所述最新的数字波形显示在所述其余的数字波形的上层。在本实施方式中，所述数字波形在一个时刻的状态包括逻辑0、逻辑1、上升跳变和下降跳变四种情况。显示控制部件102为了实现所述最新的数字波形显示在所述其余的数字波形的上层，其内部进行根据判断，可以从如下7种情况中选择一种来显示：

情况1：如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态和所述其余的数字波形的状态都为逻辑0时，则仅以第一显示属性显示逻辑0；

情况2：如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态和所述其余的数字波形的状态都为逻辑1时，则仅以第一显示属性显示逻辑1；

情况3：如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态为上升跳变或下降跳变时，则仅以第一显示属性显示上升跳变和下降跳变；

情况4：如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态为逻辑0，所述其余的数字波形的状态都为逻辑1时，则以第一显示属性显示逻辑0，以第二显示属性显示逻辑1；

情况5：如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态为逻辑1，所述其余的数字波形的状态都为逻辑0时，则以第一显示属性显示逻辑1，以第二显示属性显示逻辑0；

情况6：如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态为逻辑0，所述其余的数字波形的状态都为上升跳变时，则以第一显示属性显示逻辑0，以第二显示属性显示上升跳变；

情况7：如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态为逻辑1，所述其余的数字波形的状态都为下降跳变时，则以第一显示属性显示逻辑1，以第二显示属性显示下降跳变。

上述7中情况中，情况1和情况2是由于最新的数字波形的状态和所述其余的数字波形的状态相同，由于最新的数字波形位于上层，因此必然遮蔽下层的所述其余的数字波形，因此显示控制部件102控制只显示最新的数字波形的状态。

情况3是由于所述最新的数字波形的状态为上升跳变或下降跳变时，跳变所对应显示的为一条竖线，竖线的两端必然遮挡住位于下层的所述其余的数字波形。

情况5至情况7由于，所述最新的数字波形的状态和所述其余的数字波形的状态不相同，也不存在所述最新的数字波形和所述其余的数字波形重合的问题，因此所述最新的数字波形和所述其余的数字波形各自显示自己的状态。

本发明的数字示波器及波形处理方法由于将最新的数字波形以第一显示属性显示，其余的数字波形以第二显示属性显示。这样，用户就可以区别出哪一条波形是最新的，使用起来较为方便。

Claims (8)

1.一种数字示波器，其特征在于，包括：

波形采集部件，用于根据被测数字信号依序产生多条数字波形的数字采样信号；

显示控制部件，用于根据所述多条数字波形的数字采样信号，将所述多条数字波形叠加显示，其中，最新的数字波形以第一显示属性显示，其余的数字波形以第二显示属性显示。

2.根据权利要求1所述的数字示波器，其特征在于，所述第一显示属性包括第一颜色，所述第二显示属性包括第二颜色。

3.根据权利要求2所述的数字示波器，其特征在于，所述显示控制部件还用于在控制所述最新的数字波形显示在所述其余的数字波形的上层。

4.根据权利要求1所述的数字示波器，其特征在于，所述数字波形在一个时刻的状态包括逻辑0、逻辑1、上升跳变和下降跳变，所述显示控制部件将所述多条数字波形叠加显示进一步包括：

如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态和所述其余的数字波形的状态都为逻辑0时，则仅以第一显示属性显示逻辑0；

如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态和所述其余的数字波形的状态都为逻辑1时，则仅以第一显示属性显示逻辑1；

如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态为上升跳变或下降跳变时，则仅以第一显示属性显示上升跳变和下降跳变；

如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态为逻辑0，所述其余的数字波形的状态都为逻辑1时，则以第一显示属性显示逻辑0，以第二显示属性显示逻辑1；

如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态为逻辑1，所述其余的数字波形的状态都为逻辑0时，则以第一显示属性显示逻辑1，以第二显示属性显示逻辑0；

如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态为逻辑0，所述其余的数字波形的状态都为上升跳变时，则以第一显示属性显示逻辑0，以第二显示属性显示上升跳变；

如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态为逻辑1，所述其余的数字波形的状态都为下降跳变时，则以第一显示属性显示逻辑1，以第二显示属性显示下降跳变。

5.一种波形处理方法，用于数字示波器，其特征在于，包括：

波形采集步骤，根据被测数字信号依序产生多条数字波形的数字采样信号

显示控制步骤，根据所述多条数字波形的数字采样信号，将所述多条数字波形叠加显示，其中，最新的数字波形以第一显示属性显示，其余的数字波形以第二显示属性显示。

6.根据权利要求5所述的波形处理方法，其特征在于，所述第一显示属性包括第一颜色，所述第二显示属性包括第二颜色。

7.根据权利要求6所述的波形处理方法，其特征在于，所述显示控制步骤还包括在控制所述最新的数字波形显示在所述其余的数字波形的上层。

8.根据权利要求5所述的波形处理方法，其特征在于，所述数字波形在一个时刻的状态包括逻辑0、逻辑1、上升跳变和下降跳变，所述显示控制步骤进一步包括：

如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态和所述其余的数字波形的状态都为逻辑0时，则仅以第一显示属性显示逻辑0；

如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态和所述其余的数字波形的状态都为逻辑1时，则仅以第一显示属性显示逻辑1；

如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态为上升跳变或下降跳变时，则仅以第一显示属性显示上升跳变和下降跳变；

如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态为逻辑0，所述其余的数字波形的状态都为逻辑1时，则以第一显示属性显示逻辑0，以第二显示属性显示逻辑1；

如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态为逻辑1，所述其余的数字波形的状态都为逻辑0时，则以第一显示属性显示逻辑1，以第二显示属性显示逻辑0；

如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态为逻辑0，所述其余的数字波形的状态都为上升跳变时，则以第一显示属性显示逻辑0，以第二显示属性显示上升跳变；

如果在一个时刻，所述最新的数字波形的状态为逻辑1，所述其余的数字波形的状态都为下降跳变时，则以第一显示属性显示逻辑1，以第二显示属性显示下降跳变。

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