CN104749407B - 示波器触发脉宽检测方法、装置及一种示波器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种示波器触发脉宽检测方法、装置及一种示波器。通过将采样信号转换成并行的数字信号,而后由数字比较器对数字信号进行比较得到高低电平的比较结果,采用数字查找表的方式查找高低电平,最后利用脉冲统计单元对数字查找表的内容进行统计得到脉宽值。本申请还公开了一种示波器触发脉宽检测装置,包括依次信号连接的信号转换模块、比较单元、数字查找单元和脉宽统计单元。信号转换模块将输入信号转换成并行数字信号,而后通过比较单元输出比较结果,由数字查找单元对比较结果进行查找形成数字查找表,最后由脉宽统计单元统计得到最终的脉宽值。同时还公开了一种采用该装置的示波器。
Description
技术领域
本申请涉及电子设备领域,尤其涉及一种示波器触发脉宽检测方法、装置及一种示波器。
背景技术
在进行现代电子设计时,工程师需要经常关注其设计中电子信号传输的质量、电子信号高于或低于某一电平时的脉宽大小,同时用示波器将其感兴趣的脉宽信号附近的波形采集出来进行分析。因而在示波器设计时,信号脉宽检测的精度及脉宽触发的稳定性就变得非常的重要。
在现有技术方案中,如图1所示,首先由模拟比较器11将输入的模拟信号与模拟比较电平进行比较得到串行的高电平或低电平,然后将比较结果送给处理芯片12;处理模块12使用本模块处理时钟对高电平或低电平的持续时间进行统计;最后将脉宽统计值乘以处理时钟周期,得到输入信号脉宽值的统计结果。
在现有技术方案中,脉宽统计的时钟频率受限于处理芯片的工艺速度等。因而在脉宽统计时存在着三个缺点:
1、输入信号频率与处理时钟是属于异步信号,在进行脉宽统计时,首先需要将输入信号同步到处理时钟的时钟域上来,该同步操作将导致统计到的脉宽值与输入信号的真实脉宽值至少存在着1~2个的处理时钟周期偏差;
2、当输入信号脉宽与处理时钟周期非倍数关系时,实际计算得到的脉宽值与输入信号的脉宽存在0~1个时钟周期的误差;
3、当输入信号脉宽小于处理时钟周期时,无法进行脉宽统计。
发明内容
本申请要解决的技术问题是:提供一种示波器触发脉宽检测的方法、装置及一种示波器。
根据本申请的第一方面,本申请提供一种提高示波器脉宽触发精度的方法,包括:
对输入信号进行高速采样,并将采样信号转换为数字信号;
将数字信号转换为并行数字信号;
在每个时钟周期,将一组并行数字信号与数字比较电平进行比较,并输出比较结果,比较结果为该组并行数字信号中的数字信号分别与数字比较电平比较后确定的高低电平序列;
在每个时钟周期所得到的比较结果中,查找统计该比较结果中的有效脉冲,并写入数字查找表,有效脉冲为数字信号大于或等于数字比较电平后确定的有效电平所形成的脉冲;
根据数字查找表统计得到统计结果,统计结果为输入信号的脉宽。
根据本申请的第二方面,本申请提供一种装置实现上述提高示波器脉宽触发精度的方法,包括:
信号转换电路,用于将输入信号转换为数字信号,还用于将数字信号转换为并行数字信号;
比较单元,比较单元包括并行数字信号输入端和数字比较电平输入端,比较单元通过并行数字信号输入端与信号转换电路信号连接,用于将并行数字信号与数字比较电平进行比较,并输出比较结果,比较结果为高低电平序列;
数字查找单元,数字查找单元包括比较结果输入端和时钟周期信号输入端,数字查找单元与比较单元信号连接,用于查找每个时钟周期所对应的比较结果的脉宽值,并生成数字查找表;
脉宽统计单元,脉宽统计单元与数字查找单元信号连接,用于对生成数字查找表统计,并输出统计结果,统计结果为输入信号的脉宽。
根据本申请的第三方面,本申请提供一种示波器,包括:采样电路、处理模块和显示器;采样电路对前端信号进行采样,并将采样后得到的输入信号传送给处理模块进行处理,显示器显示处理模块的输出结果,其中,处理模块包括上述装置。
本申请的有益效果是:将串行的数字信号转换为并行数字信号,在处理时钟相同的情况下,可以提高输入信号的脉宽统计效率;采用脉冲统计单元统计数字查找表的方式实现脉宽统计,可以避免统计脉宽时受时钟周期信号最高频率的限制,从而能够提高脉宽统计精度。
附图说明
图1为现有技术中脉宽统计示意图;
图2为本申请实施例示波器工作原理图;
图3为本申请实施例的装置结构图;
图4为本申请实施例比较单元402的比较过程示例图;
图5为本申请实施例数字查找表的一种示例图;
图6为本申请实施例的方法流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一:
示波器是利用电子示波管的特性,将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像,显示在显示器上以便测量的电子测量仪器。一般而言,示波器的工作原理图如图2所示,在实际应用过程中,示波器采集/分析的外界信号非常微弱,所以,示波器一般都会配置有前端放大器A,用于对待分析的信号进行放大得到输入信号;而后由信号转换模块300对放大后的输入信号进行相应的转换,如模数转换,或仅仅是采样等;转换得到的数据送入处理模块400;处理模块400对数据进行处理后,最终在显示器500上显示分析/处理结果。本申请主要是对触发脉宽检测进行了改进,具体改进之处主要是在处理模块400上,进一步地,对信号转换模块300也有所要求。
在本申请中,前端放大器A和显示器500采用现有技术即可,此外,前端放大器A并非本申请示波器的必要技术特征,引用前端放大器A只是为了使得本领域技术人员更详细地了解示波器的工作过程。
本实施例的示波器触发脉宽检测装置电路结构如图3所示,本实施例技术方案的处理对象为经过前端放大器A放大之后的输入信号,或者在其它实施例中,该装置也可以不用前端放大器A,直接对输入信号进行处理。该装置工作过程为:时钟模块600为信号转换模块300和处理模块400分别提供工作时钟;信号转换模块300将输入信号转换成并行数字信号,并传给处理模块400,经处理模块400处理后得出输入信号的脉宽统计结果。
其中,信号转换模块300用于对输入信号进行高速采样,将输入信号转换为数字信号,并将数字信号转换为并行数字信号。在一具体实施例中,信号转换模块300可以包括现有的模数转换单元和串/并转换单元:
如果输入信号为模拟量,则首先由模数转换单元将输入信号转换成频率为f1的串行数字信号,然后再由串/并转换单元将串行数字信号转换成频率为f2的并行数字信号;
如果输入信号已经是频率为f1的串行数字信号,则信号转换模块300可以只通过串/并转换单元将其转换为频率为f2的并行数字信号,这样可以使得信号转换模块300少一道工作流程,节省工作时间。
在技术上,可以通过如现有的切换开关来实现信号转换模块300的两种工作模式的切换。f1和f2之间应优选满足如下关系:f1=n*f2,其中n为大于等于2的整数,符号*为乘运算,信号转换模块300便能将一路串行数字信号转换为一组n路并行数字信号。
优选地,并行数字信号的周期应与后续处理模块400的时钟周期T相同。
处理模块400包括:
比较单元402,比较单元402包括:并行数字信号输入端,用于输入信号转换模块300输出的并行数字信号;数字比较电平Ha输入端,用于输入数字比较电平Ha,数字比较电平Ha的大小可以根据用户的需要进行设置;比较结果输出端,用于输出比较结果,所称比较结果为并行数字信号比较后形成的高/低电平序列。比较单元402通过并行数字信号输入端与信号转换模块300信号连接,用于在每个时钟周期将并行数字信号与数字比较电平Ha进行比较,并输出比较结果,该比较结果为该组并行数字信号中的数字信号分别与所述数字比较电平Ha比较后确定的高低电平序列:当并行数字信号大于数字比较电平Ha时,则比较结果输出高电平;当并行数字信号小于数字比较电平Ha时,则比较结果输出低电平;当并行数字信号等于数字比较电平Ha时,可以根据比较单元402内部的设置来确定比较结果输出高电平/低电平。
在电子设计中,噪声是不可避免的。为了降低噪声的影响,在另一实施例中,也可以在比较单元402中引入噪声范围Hz来实现迟滞抑制。因此,比较单元402还包括噪声范围Hz输入端,用于输入噪声范围Hz,噪声范围Hz的大小根据比较单元402前端的外围电路确定。比较单元402将并行数字信号与数字比较电平Ha和噪声范围Hz的和(下文中称Ha+Hz)以及差(下文中称Ha-Hz)进行比较。在具体比较时,当并行数字信号大于Ha+Hz时,则比较结果输出高电平;当并行数字信号小于Ha-Hz时,则比较结果输出低电平;当并行数字信号等于Ha+Hz时,可以通过比较单元402内部的设置来确定比较结果输出高电平/低电平;进一步地,并行数字信号也有可能介于Ha-Hz与Ha+Hz之间,对于这种情况,比较结果依附于前一次输出的比较结果,即如果前一次比较结果输出为高电平,则此次比较结果输出高电平;如果前一次比较结果输出为低电平,则此次比较结果输出低电平。
需要说明的是,比较单元402在一个时钟周期T内通常只能比较一位数字信号,因此,比较单元402的位数由并行数字信号的位数决定,在本实施例中,比较单元402的位数应为n。
请参考图4,图4示例性地描述了比较单元402的比较过程。图4中,a、b、c、d、e、f……为信号转换模块300输出的n路并行数字信号,该n路并行数字信号输入n位的比较单元402后,与数字比较电平Ha和噪声范围Hz进行比较,其中,a、b和f小于Ha-Hz,因此比较结果输出均为低电平;c和d大于Ha+Hz,因此比较结果输出高电平;e的值介于Ha-Hz与Ha+Hz之间,而其前一次d的比较结果为高电平,因此e的比较结果输出也为高电平。一组并行数字信号在一个时钟周期T内经过比较单元402的比较后,就形成了“001110……”的一串高/低电平序列。
数字查找单元403,数字查找单元403包括比较结果输入端和时钟周期信号T输入端,数字查找单元403与比较单元402信号连接,用于查找每个时钟周期T所对应的比较结果的有效脉冲,并生成数字查找表。其中,有效脉冲为数字信号大于或等于数字比较电平Ha后确定的有效电平所形成的脉冲;进一步,如果比较单元402还包括噪声范围Hz,那么有效脉冲为数字信号与Ha-Hz及Ha+Hz比较后确定的有效电平所形成的脉冲。
在一具体实施例中,比较单元402输出的比较结果为高低电平序列,在该序列中,连续的有效电平形成一个有效脉冲。根据比较结果进行查找统计,记录每个时钟周期T各种情况下的有效脉冲的脉宽值,并写入数字查找表。比较单元402可以通过寄存器来存储数字查找表。在本实施例中,有效电平指的是高电平。在其它实施例中,有效电平也可以是低电平,通过查找记录连续的低电平来得出每个时钟周期T各种情况下的有效脉冲的脉宽值。
下面以有效电平为高电平为例进行说明。
请参考图5,一个时钟周期T内:
比较结果第一个有效脉冲变化沿之前对应的脉宽值记作第一脉宽值W1;需要说明的是,第一脉宽值W1的取值应该是在该时钟周期T的上升沿(即该时钟周期T起始时)到第一个有效脉冲变化沿之间的脉宽值;
比较结果最后一个有效脉冲变化沿之后对应的脉宽值记作第二脉宽值W2;需要说明的是,第二脉宽值W2的取值应该是在最后一个有效脉冲变化沿到该时钟周期T的结束时之间的脉宽值;
比较结果第一个有效脉冲变化沿和最后一个有效脉冲变化沿之间对应的脉宽值记作第三脉宽值W3。需要说明的是,第一个有效脉冲变化沿和最后一个有效脉冲变化沿之间有可能只有一个有效脉冲,也有可能有多个有效脉冲。因此对应的,第三脉宽值W3有可能只有一个有效脉冲的脉宽值,也有可能是多个有效脉宽的脉宽值。
如此,便形成了三种情况下比较结果的脉宽值,将各时钟周期T中这三种情况所对应的脉宽值存储起来便形成数字查找表。在本实施例中,可以通过计数来得到W1、W2和/或W3的值,譬如,在一个时钟周期T内,如果W1、W2和W3的连续高电平的个数为分别为m1、m2和m3,那么,W1的值应为W2的值应为W2的值应为
如果有效电平为低电平,查找统计的思路一样,不再赘述。
脉宽统计单元404,脉宽统计单元404与数字查找单元403信号连接,用于对数字查找表统计,并输出统计结果,所称统计结果为输入信号的脉宽。
脉宽统计单元404将数字查找表中在时间上连续无间隔的第一脉宽值W1、第二脉宽值W2和/或第三脉宽值W3进行相加,从而得到数字查找表中各有效脉冲的实际脉宽值,也就是输入信号的各实际脉宽值。
以图5为示例进行阐述,从而帮助本领域技术人员更清楚地理解本申请文件的技术方案。图5所示的时钟范围内,数字查找表中共存储了5个脉宽值,分别是:
第N-1个时钟周期T所对应的第二脉宽值W2,图5中虚箭头指向“N-1”(下同);
第N个时钟周期T所对应的第一脉宽值W1,第二脉宽值W2和第三脉宽值W3;
第N+1个时钟周期T所对应的第二脉宽值W2。
而如图5所示,比较结果(对应的便是输入信号)实际存在3个有效脉冲,其中:
第一个有效脉冲的脉宽P1应为第N-1个时钟周期T所对应的第二脉宽值W2与第N个时钟周期T所对应的第一脉宽值W1的和;
第二个有效脉冲的脉宽P2应为第N个时钟周期T所对应的第三脉宽值W3;
第三个有效脉冲的脉宽P3应为第N个时钟周期T所对应的第二脉宽值W2与第N+1个时钟周期T所对应的第一脉宽值W1的和。
以上内容为示例性地描述,而实际情况中远不止图5所示的情形,只是为了帮助本领域技术人员更清楚地理解“将数字查找表中在时间上连续无间隔的第一脉宽值W1、第二脉宽值W2和第三脉宽值W3进行相加”的技术方案。
当然,在实际应用过程中,也有可能会出现在若干个时钟周期T内不存在比较结果的信号翻转,如在某个时钟周期T内的比较结果全为高电平,或者全为低电平:
如果比较结果为高电平,则在该时钟周期T内,W1的值为T;
如果比较结果为低电平,则在该时钟周期T内,W1的值为为0。
本实施例还公开一种示波器触发脉宽检测方法,流程图如图6所示,其功能模块请参考图3,具体步骤包括:
M001.将输入信号转换为数字信号。
在本实施例中,利用信号转换模块300中的模数转换器将采样的输入信号转换成数字信号,一般而言,模数转换出的数字信号为串行信号。
根据奈奎斯特采样定理,当采样频率大于信号中最高频率的2倍时,采样之后的数字信号能完整的保留原始信号中的信息,一般实际应用中应保证采样频率为输入信号最高频率的5~10倍。因此在本实施例中,为适应高带宽输入信号,与现有技术方案相比,模数转换器采用了高速采样模数转换器。
M002.将数字信号转换为并行数字信号。
由于高速采样模数转换器转换得到的串行数字信号频率大,而处理模块400受其时钟的约束,因此,需要将高速的串行信号转换成低速的并行数字信号。
在一具体实施例中,可以通过信号转换模块300中的串/并转换单元将串行数字信号转换成并行数字信号。
进一步地,如果模数转换器的采样频率为f1,处理模块400的时钟周期信号T的频率为f2,那么两者应满足f1=n*f2,其中n为大于等于2的整数,符号*为乘运算。对于串/并转换单元在将串行数字信号转换为并行数字信号时,转换得到的并行数字信号的频率优选为时钟周期T的频率,即并行数字信号的周期与时钟周期T的周期相同,如此,串/并转换单元便能将一路串行数字信号转换为一组n路并行数字信号。
本领域普通技术人员应该理解,输入信号为本申请的处理对象,属于外来数据,而不能认定为本申请技术方案所提及方法和装置的技术特征。
M003.比较并行数字信号。
比较单元402中含有数字比较电平Ha,数字比较电平Ha可根据用户的需要进行设定。信号转换模块300将一组并行数字信号送入比较单元402,而后由比较单元402将并行数字信号与数字比较电平Ha进行比较,得出该组并行数字信号的比较结果,比较结果为该组并行数字信号分别与数字比较电平Ha比较后确定的高低电平序列。
在一具体实施例中,如果并行数字信号大于数字比较电平Ha,则比较结果为高电平;如果并行数字信号小于数字比较电平Ha,则比较结果为低电平。
在电子设计中,噪声是不可避免的。为了降低噪声的影响,在另一实施例中,也可以在比较单元402中引入噪声范围Hz来实现迟滞抑制。具体为:在比较单元402中同时引入数字比较电平Ha和噪声范围Hz两个参考量。如果并行数字信号大于等于数字比较电平Ha与噪声范围Hz的和(下文中称Ha+Hz),则比较结果为高电平;如果并行数字信号小于等于数字比较电平Ha与噪声范围Hz的差(下文中称Ha-Hz)时,则比较结果输出低电平;当并行数字信号等于Ha+Hz时,可以通过比较单元402内部的设置来确定比较结果输出高电平/低电平;进一步地,并行数字信号也有可能介于Ha-Hz与Ha+Hz之间,对于这种情况,比较结果依附于前一次输出的比较结果,即如果前一次比较结果输出为高电平,则此次比较结果输出高电平;如果前一次比较结果输出为低电平,则此次比较结果输出低电平。
在实际应用过程中,数字比较电平Ha的值可以根据用户的需要在系统中任意设置;噪声范围Hz的值与比较单元402的前端外围电路有关。
需要说明的是,比较单元402在一个时钟周期T内通常只能比较一位数字信号,因此,比较单元402的位数由并行数字信号的位数决定,在本实施例中,比较单元402的位数应为n。
请参考图4,图4示例性地描述了比较单元402的示意过程。图4中,a、b、c、d、e、f……为信号转换模块300输出的n路并行数字信号,该n路并行数字信号输入n位的比较单元402后,与数字比较电平Ha和噪声范围Hz进行比较,其中,a、b和f小于Ha-Hz,因此比较结果输出均为低电平;c和d大于Ha+Hz,因此比较结果输出高电平;e的值介于Ha-Hz与Ha+Hz之间,而其前一次d的比较结果为高电平,因此e的比较结果输出也为高电平。一组并行数字信号在一个时钟周期T内经过比较单元402的比较后,就形成了“001110……”的一串高/低电平序列。
M004.查找比较结果写入数字查找表。
比较单元402输出的比较结果为高低电平序列,在该序列中,连续的有效电平形成一个有效脉冲。数字查找单元403根据比较结果进行查找统计,记录每个时钟周期T各种情况下的有效脉冲的脉宽值,并写入数字查找表。在本实施例中,有效电平指的是高电平。
在其它实施例中,有效电平也可以是低电平,通过查找记录连续的低电平来得出每个时钟周期T各种情况下的有效脉冲的脉宽值。
下面以有效电平为高电平为例进行说明。
请参考图5,一个时钟周期T内:
比较结果第一个有效脉冲变化沿之前对应的脉宽值记作第一脉宽值W1;需要说明的是,第一脉宽值W1的取值应该是在该时钟周期T的上升沿(即该时钟周期T起始时)到第一个有效脉冲变化沿之间的脉宽值;
比较结果最后一个有效脉冲变化沿之后对应的脉宽值记作第二脉宽值W2;需要说明的是,第二脉宽值W2的取值应该是在最后一个有效脉冲变化沿到该时钟周期T的结束时之间的脉宽值;
比较结果第一个有效脉冲变化沿和最后一个有效脉冲变化沿之间对应的脉宽值记作第三脉宽值W3。需要说明的是,第一个有效脉冲变化沿和最后一个有效脉冲变化沿之间有可能只有一个有效脉冲,也有可能有多个有效脉冲。因此对应的,第三脉宽值W3有可能只有一个有效脉冲的脉宽值,也有可能是多个有效脉宽的脉宽值。
如此,便形成了三种情况下比较结果的脉宽值,将各时钟周期T中这三种情况所对应的脉宽值存储起来便形成数字查找表。在本实施例中,可以通过计数来得到W1、W2和/或W3的值,譬如,在一个时钟周期T内,如果W1、W2和W3的连续高电平的个数为分别为m1、m2和m3,那么,W1的值应为W2的值应为W2的值应为
如果有效电平为低电平,查找统计的思路一样,不再赘述。
M005.统计数字查找表得到统计结果。
脉宽统计单元404对数字查找表中的脉宽进行统计。
具体统计方法为,将数字查找表中在时间上连续无间隔的第一脉宽值W1、第二脉宽值W2和第三脉宽值W3进行相加,从而得到数字查找表中各有效脉冲的实际脉宽值,也就是输入信号的各实际脉宽值。
以图5为示例进行阐述,从而帮助本领域技术人员更清楚地理解本申请文件的技术方案。图5所示的时钟范围内,数字查找表中共存储了5个脉宽值,分别是:
第N-1个时钟周期T所对应的第二脉宽值W2,图5中虚箭头指向“N-1”(下同);
第N个时钟周期T所对应的第一脉宽值W1,第二脉宽值W2和第三脉宽值W3;
第N+1个时钟周期T所对应的第二脉宽值W2。
而如图5所示,比较结果(对应的便是输入信号)实际存在3个有效脉冲,其中:
第一个有效脉冲的脉宽P1应为第N-1个时钟周期T所对应的第二脉宽值W2与第N个时钟周期T所对应的第一脉宽值W1的和;
第二个有效脉冲的脉宽P2应为第N个时钟周期T所对应的第三脉宽值W3;
第三个有效脉冲的脉宽P3应为第N个时钟周期T所对应的第二脉宽值W2与第N+1个时钟周期T所对应的第一脉宽值W1的和。
以上内容为示例性地描述,而实际情况中远不止图5所示的情形,只是为了帮助本领域技术人员更清楚地理解“将数字查找表中在时间上连续无间隔的第一脉宽值W1、第二脉宽值W2和第三脉宽值W3进行相加”的技术方案。
当然,在实际应用过程中,也有可能会出现在若干个时钟周期T内不存在比较结果的信号翻转,如在某个时钟周期T内的比较结果全为高电平,或者全为低电平:
如果比较结果为高电平,则在该时钟周期T内,W1的值为T;
如果比较结果为低电平,则在该时钟周期T内,W1的值为0。
经过上述步骤的方法,便能统计出输入信号的脉宽。在实际应用的过程中,还可以通过显示设备将统计出的脉宽结果显示在显示设备上。
本申请实施例的优点在于:
1、在处理模块内部实现数字电平的比较,可以降低硬件成本,更能实现数字比较电平和噪声范围调节的灵活性,也就实现了迟滞范围调节的灵活性。
2、相对于现有技术方案脉宽统计精度和处理模块的时钟周期信号的频率有关,最小检测脉宽为处理模块的处理时钟周期;本申请技术方案脉宽统计精度与模数转换的精度有关,最小检测脉宽为模数转换的采样时钟周期。本申请技术方案在脉宽统计时不受处理模块的处理时钟限制,只要提高模数转换的采样频率,就可以提高脉宽统计精度。
采用硬件的方式实现本申请技术方案,相对于软件的形式,可以提高脉宽统计速率。在其它实施例中,本申请提出的硬件电路/功能模块也可以由集成的功能芯片来实现,如FPGA、ASIC或CPLD等。诚然,随着技术水平的提高、科技的发展,将有更多的集成的功能芯片出现,在日后推出的芯片中,只要具备上述实施例的功能模块,并采用上述实施例提出的连接方式便可实现本申请的技术方案。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换。
Claims (10)
1.一种示波器触发脉宽检测方法,其特征在于,包括:
对输入信号进行高速采样,并将采样信号转换为数字信号;
将所述数字信号转换为并行数字信号;
在每个时钟周期,将一组并行数字信号与数字比较电平(Ha)进行比较,并输出比较结果,所述比较结果为该组并行数字信号中的数字信号分别与所述数字比较电平(Ha)比较后确定的高低电平序列;
在每个时钟周期(T)所得到的比较结果中,查找统计该比较结果中的有效脉冲,并写入数字查找表,所述有效脉冲为数字信号大于或等于数字比较电平(Ha)后确定的有效电平所形成的脉冲;
根据所述数字查找表统计得到统计结果,所述统计结果为所述输入信号的脉宽。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,对输入信号进行高速采样的采样频率为时钟频率的n倍,所述一组并行数字信号中包括n个连续采集的数字信号,所述n为大于等于2的整数。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,在所述并行数字信号与数字比较电平(Ha)进行比较时,还引入噪声范围(Hz),比较过程为:
如果数字信号大于等于所述数字比较电平(Ha)与所述噪声范围(Hz)的和时,则该数字信号的比较结果为高电平;
如果数字信号小于等于所述数字比较电平(Ha)与所述噪声范围(Hz)的差时,则该数字信号的比较结果为低电平;
如果数字信号介于所述数字比较电平(Ha)与所述噪声范围(Hz)的和以及所述数字比较电平(Ha)与所述噪声范围(Hz)的差之间时,则该数字信号的比较结果为前一次比较后确定的电平。
4.如权利要求2或3所述的方法,其特征在于,所述数字查找表包括:在每个时钟周期(T)内,所述比较结果中第一个有效脉冲变化沿之前的第一脉宽值(W1);所述比较结果中最后一个有效脉冲变化沿之后的第二脉宽值(W2);所述第一个有效脉冲变化沿和所述最后一个有效脉冲变化沿之间的所有有效脉冲的第三脉宽值(W3);根据所述数字查找表统计所述输入信号的脉宽包括:将所述数字查找表中在时间上连续无间隔的第一脉宽值(W1)、第二脉宽值(W2)和第三脉宽值(W3)进行相加,得到输入信号的脉宽。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,通过以下步骤计算第一脉宽值(W1)、第二脉宽值(W2)和第三脉宽值(W3):
检测时钟周期(T)内第一个有效脉冲变化沿之前的连续高电平的个数m1,所述第一脉宽值为
检测时钟周期(T)内最后一个有效脉冲变化沿之后的连续高电平的个数m2,所述第一脉宽值为
检测时钟周期(T)内第一个有效脉冲变化沿和最后一个有效脉冲变化沿之间的连续高电平的个数m3,所述第一脉宽值为
其中,T为时钟周期,n为输入信号的采样频率与时钟频率的倍数。
6.一种示波器触发脉宽检测装置,其特征在于,包括:
信号转换模块(300),用于对输入信号进行高速采样,将输入信号转换为数字信号,并将所述数字信号转换为并行数字信号;
比较单元(402),所述比较单元(402)包括并行数字信号输入端和数字比较电平(Ha)输入端,所述比较单元(402)通过所述并行数字信号输入端与所述信号转换模块(300)信号连接,用于在每个时钟周期将所述并行数字信号与所述数字比较电平(Ha)进行比较,并输出比较结果,所述比较结果为每个时钟周期内并行数字信号中的数字信号分别与所述数字比较电平(Ha)比较后确定的高低电平序列;
数字查找单元(403),所述数字查找单元(403)包括比较结果输入端和时钟周期信号(T)输入端,所述数字查找单元(403)与所述比较单元(402)信号连接,用于查找每个时钟周期(T)所对应的所述比较结果的有效脉冲,并生成数字查找表,所述有效脉冲为数字信号大于或等于数字比较电平(Ha)后确定的有效电平所形成的脉冲;
脉宽统计单元(404),所述脉宽统计单元(404)与所述数字查找单元(403)信号连接,用于对所述数字查找表统计,并输出统计结果,所述统计结果为所述输入信号的脉宽。
7.如权利要求6所述的装置,其特征在于,对输入信号进行高速采样的采样频率为时钟频率的n倍,一组并行数字信号中包括n个连续采集的数字信号,所述n为大于等于2的整数;并行数字信号的周期与所述时钟周期信号(T)的周期相同。
8.如权利要求6或7所述的装置,其特征在于,所述比较单元(402)还包括噪声范围(Hz)输入端,所述比较单元(402)将所述并行数字信号与所述数字比较电平(Ha)和所述噪声范围(Hz)的和以及差进行比较,并生成数字查找表。
9.如权利要求6或7所述的装置,其特征在于,所述数字查找表包括:在每个时钟周期(T)内,所述比较结果中第一个有效脉冲变化沿之前的第一脉宽值(W1);所述比较结果中最后一个有效脉冲变化沿之后的第二脉宽值(W2);所述第一个有效脉冲变化沿和所述最后一个有效脉冲变化沿之间的所有有效脉冲的第三脉宽值(W3);所述脉宽统计单元(404)用于将所述数字查找表中在时间上连续无间隔的第一脉宽值(W1)、第二脉宽值(W2)和第三脉宽值(W3)进行相加,得到输入信号的脉宽。
10.一种示波器,包括显示器(500),其特征在于,还包括如权利要求6至8任意一项所述的装置;
所述显示器(500)显示所述装置的输出结果。
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