CN106885932A - 一种示波器及其adc一致性补偿方法 - Google Patents

一种示波器及其adc一致性补偿方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种数字示波器,包括:确定模块、补偿模块及输出模块;其中,所述确定模块,用于确定ADC输出数据的码值对应的码值区间;所述补偿模块,用于对相应码值区间内的输出数据的码值进行补偿;所述输出模块,用于对补偿后的输出数据进行输出。基于这种方案,由于在ADC输出数据之后,对ADC输出数据在不同码值区间上进行补偿,可以保证补偿的准确性,也保证在每个码值区间上各个ADC输出数据补偿的一致性,降低多个ADC输出数据的码值偏差,因此,也就可以避免输出数据输出至示波器显示屏时,在不同位置的零平线粗细不一,使得零平线较粗的问题。本发明实施例还提供了一种数字示波器的ADC一致性补偿方法。

Description

一种示波器及其ADC一致性补偿方法
技术领域
本发明涉及示波器技术领域,具体涉及一种示波器及其ADC一致性补偿方法。
背景技术
数字示波器是形象地显示信号随时间变化波形的仪器,是集数据采集、A/D转换、软件编程等一系列技术于一体的高性能信号特性测试仪器。
采用多片模数转换器(ADC,Analog-to-Digital Converter)芯片交错采样来提高采样率的示波器中,由于不同ADC间一致性不好的问题,对同样的输入数据进行采样,反馈出来的输出数据的码值彼此之间会有细微的差别。在高采样率(示波器采样率大过单片ADC芯片采样率)时基下,相对于低采样率时基下的情况,会出现零平线较粗的问题。
目前,为了解决上述零平线较粗的问题,通常在整个ADC码值范围统一用一组ADC补偿值对ADC输出码值进行补偿,但是,ADC在整个码值范围内的补偿并不是线性的,通过上述补偿方式,会造成不同位置的零平线粗细不一的问题。
图1至图3为现有示波器采样输出图,从图中可以看出,当输出处于图1所示位置时,零平线较细。而当输出处于图2所示位置时,则零平线较粗。在这种方案下,如果输入一个方波信号,问题现象会更加明显。如图3所示,会出现在接近零平线的波形较细,而远离零平线的波形则较粗。以上问题的出现会给使用者分析信号时带来很多不必要的麻烦。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题,本发明实施例期望提供一种示波器及其ADC一致性补偿方法。
本发明实施例提供了一种数字示波器,所述数字示波器包括:确定模块、补偿模块及输出模块;其中,
所述确定模块,用于确定ADC输出数据的码值对应的码值区间;
所述补偿模块,用于对相应码值区间内的输出数据的码值进行补偿;
所述输出模块,用于对补偿后的输出数据进行输出。
上述方案中,所述示波器还包括:划分模块,用于将ADC码值范围平均分成多个码值区间。
上述方案中,所述确定模块,用于分别确定各个ADC输出数据的码值对应的码值区间;
所述补偿模块,用于在相应码值区间内分别对各个ADC输出数据的码值进行补偿;
所述输出模块,用于将补偿后的各个ADC输出数据进行输出。
上述方案中,所述划分模块,用于将ADC码值范围平均分成N段,每段对应一个码值区间,其中,N为正整数,其取值在区间[8,64]内。
上述方案中,所述数字示波器还包括:接收模块,用于在确定模块确定ADC输出数据的码值对应的码值区间之前,接收多个ADC发送的输出数据。
上述方案中,所述数字示波器还包括显示模块,用于对输出模块输出的多个ADC输出数据分别进行显示。
本发明实施例提供了一种数字示波器的ADC一致性补偿方法,所述方法包括:
确定ADC输出数据的码值对应的码值区间;
对相应码值区间内的输出数据的码值进行补偿并将补偿后的输出数据输出。
上述方案中,所述确定ADC输出数据的码值对应的码值区间之前,所述方法还包括:
将ADC码值范围平均分成多个码值区间。
上述方案中,所述确定ADC输出数据的码值对应的码值区间,包括:分别确定各个ADC输出数据的码值对应的码值区间;
所述对相应码值区间内的输出数据的码值进行补偿并将补偿后的输出数据输出,包括:在相应码值区间内分别对各个ADC输出数据的码值进行补偿,并将补偿后的各个ADC输出数据进行输出。
上述方案中,所述将ADC码值范围平均分成多个码值区间,包括:将ADC码值范围平均分成N段,每段对应一个码值区间,其中,N为正整数,其取值在区间[8,64]内。
与现有技术相比,本发明实施例至少具备以下优点:
根据本发明实施例提供的数字示波器的ADC一致性补偿方法,首先确定ADC输出数据的码值对应的码值区间,之后,对相应码值区间内的输出数据的码值进行补偿并将补偿后的输出数据输出,由于在ADC输出数据之后,对ADC输出数据在不同码值区间上进行补偿,可以保证补偿的准确性,也保证在每个码值区间上各个ADC输出数据补偿的一致性,降低多个ADC输出数据的码值偏差,因此,也就可以避免输出数据输出至示波器显示屏时,在不同位置的零平线粗细不一,使得零平线较粗的问题。
附图说明
图1为现有技术中数字示波器显示示意图一;
图2为现有技术中数字示波器显示示意图二;
图3为现有技术中数字示波器显示示意图三;
图4为本发明数字示波器在一种实施方式中的基本结构图;
图5为本发明数字示波器在第二种实施方式中的基本结构图;
图6为本发明数字示波器的显示示意图;
图7为本发明数字示波器在第二种实施方式中的基本结构图;
图8为本发明数字示波器在第三种实施方式中的基本结构图;
图9为本发明数字示波器的ADC一致性补偿方法在一种实施方式中的处理流程图。
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
参照图4,示出了本发明一种数字示波器的结构框图,该数字示波器,包括:确定模块41、补偿模块42及输出模块43;其中,
所述确定模块41,用于确定ADC输出数据的码值对应的码值区间;
所述补偿模块42,用于对相应码值区间内的输出数据的码值进行补偿;
所述输出模块43,用于对补偿后的输出数据进行输出。
在本发明的一种可选实施方式中,参照图5,所述示波器还包括:划分模块44,用于将ADC码值范围平均分成多个码值区间。
具体的,所述确定模块41,用于分别确定各个ADC输出数据的码值对应的码值区间;
所述补偿模块42,用于在相应码值区间内分别对各个ADC输出数据的码值进行补偿;
所述输出模块43,用于将补偿后的各个ADC输出数据进行输出。
具体的,对各个ADC来说其码值范围是一样的,而将码值范围划分为多个码值区间的标准是统一的,也就是说,按照一个标准对码值范围划分多个码值区间,而对输出数据的补偿是针对各个ADC分别进行的,并且,针对每个ADC也是在不同码值区间上对输出数据来分别进行补偿的。这样,在多个ADC输出数据时,需要分别确定每个ADC输出数据的码值对应的码值区间。
ADC对输入数据进行采样后,将采样结果作为输出数据进行输出,但是,由于ADC器件不一致引起的采样结果偏差是不固定的,其与输入数据的数值大小有关,也可以说是与输出数据在示波器显示屏上的位置有关(通常显示位置越高,数据的数值越大)。因此,本发明将对ADC输出数据进行校正的补偿值与输出数据在显示屏上的显示位置关联起来。常见的ADC位宽为8bit,输出码值范围为0~255,在条件允许的情况下将各个ADC的补偿值与其256个输出码值一一对应是最为理想的方案,但针对多个ADC中的每个ADC都设置256个补偿值的话,这对处理芯片的资源消耗非常大,而且,在校正过程中由于DAC的精度不够,也无法精确地将输出数据控制在每个ADC码值上进行校正。因此,折衷考虑,在实际应用中将ADC码值范围平均分成N段,也就对应示波器显示屏上在垂直方向上均匀分成的N段。如图6所示,示波器显示屏用7根横向直线均匀划分为8段,每一段对应一段ADC的码值区间。需要说明的是,图6中示波器显示屏上的横向直线只为了解释说明方便起见进行标注,实际应用中,示波器显示屏上不会出现这些横向直线。
具体的,所述划分模块44,用于将ADC码值范围平均分成N段,每段对应一个码值区间,其中,N为正整数,其取值可以在区间[8,64]内。
在本发明的一种可选实施方式中,参照图7,所述数字示波器还包括:接收模块45,用于在确定模块41确定ADC输出数据的码值对应的码值区间之前,接收多个ADC发送的输出数据。
在本发明的一种可选实施方式中,参照图8,所述数字示波器还包括显示模块46,用于对输出模块输出的多个ADC输出数据分别进行显示。实际实现中,所述显示模块46由显示器实现。
在具体实施过程中,上述确定模块41、补偿模块42、输出模块43、划分模块44、接收模块45及显示模块46均可以由数字示波器内的中央处理器(CPU,Central ProcessingUnit)、微处理器(MPU,Micro Processing Unit)、数字信号处理器(DSP,Digital SignalProcessor)或可编程逻辑阵列(FPGA,Field-Programmable GateArray)来实现。
实施例二
参照图9,本发明实施例二提供了一种数字示波器的ADC一致性补偿方法,所述方法包括:
步骤901、确定ADC输出数据的码值对应的码值区间;
在本发明的一种可选实施方式中,所述确定ADC输出数据的码值对应的码值区间之前,所述方法还包括:将ADC码值范围平均分成多个码值区间。
具体的,所述确定ADC输出数据的码值对应的码值区间,包括:分别确定各个ADC输出数据的码值对应的码值区间。具体的,对各个ADC来说其码值范围是一样的,而将码值范围划分为多个码值区间的标准是统一的,也就是说,按照一个标准对码值范围划分多个码值区间,而对输出数据的补偿是针对各个ADC分别进行的,并且,针对每个ADC也是在不同码值区间上对输出数据来分别进行补偿的。这样,在各个ADC输出数据时,需要分别确定每个ADC输出数据的码值对应的码值区间。
步骤902、对相应码值区间内的输出数据的码值进行补偿并将补偿后的输出数据输出。
具体的,所述对相应码值区间内的输出数据的码值进行补偿并将补偿后的输出数据输出,包括:在相应码值区间内分别对各个ADC输出数据的码值进行补偿,并将补偿后的各个ADC输出数据进行输出。
实际应用中,可以将ADC码值范围平均分成N段,每段对应一个码值区间,其中,N为正整数,其取值可以在区间[8,64]内。当然,取值越大则对输出数据的校正更为精确。
在本发明的一种可选实施方式中,所述确定ADC输出数据的码值对应的码值区间之前,所述方法还包括:接收多个ADC发送的输出数据。
在本发明的一种可选实施方式中,所述方法还包括:对输出模块输出的多个ADC输出数据分别进行显示。
综上,根据本发明实施例提供的数字示波器的ADC一致性补偿方法,首先确定ADC输出数据的码值对应的码值区间,之后,对相应码值区间内的输出数据的码值进行补偿并将补偿后的输出数据输出,由于在ADC输出数据之后,对ADC输出数据在不同码值区间上进行补偿,可以保证补偿的准确性,也保证在每个码值区间上各个ADC输出数据补偿的一致性,降低多个ADC输出数据的码值偏差,因此,也就可以避免输出数据输出至示波器显示屏时,在不同位置的零平线粗细不一,使得零平线较粗的问题。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
本领域内的技术人员应明白,本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此,本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上,使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种数字示波器及其ADC一致性补偿方法,进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,根据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种数字示波器,其特征在于,所述数字示波器包括:确定模块、补偿模块及输出模块;其中,
所述确定模块,用于确定ADC输出数据的码值对应的码值区间;
所述补偿模块,用于对相应码值区间内的输出数据的码值进行补偿;
所述输出模块,用于对补偿后的输出数据进行输出。
2.根据权利要求1所述的数字示波器,其特征在于,所述示波器还包括:划分模块,用于将ADC码值范围平均分成多个码值区间。
3.根据权利要求2所述的数字示波器,其特征在于,所述确定模块,用于分别确定多个ADC输出数据的码值对应的码值区间;
所述补偿模块,用于在相应码值区间内分别对各个ADC输出数据的码值进行补偿;
所述输出模块,用于将补偿后的各个ADC输出数据进行输出。
4.根据权利要求2或3所述的数字示波器,其特征在于,所述划分模块,用于将ADC码值范围平均分成N段,每段对应一个码值区间,其中,N为正整数,其取值在区间[8,64]内。
5.根据权利要求4所述的数字示波器,其特征在于,所述数字示波器还包括:接收模块,用于在确定模块确定ADC输出数据的码值对应的码值区间之前,接收多个ADC发送的输出数据。
6.根据权利要求5所述的数字示波器,其特征在于,所述数字示波器还包括显示模块,用于对输出模块输出的多个ADC输出数据分别进行显示。
7.一种数字示波器的ADC一致性补偿方法,其特征在于,所述方法包括:
确定ADC输出数据的码值对应的码值区间;
对相应码值区间内的输出数据的码值进行补偿并将补偿后的输出数据输出。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述确定ADC输出数据的码值对应的码值区间之前,所述方法还包括:
将ADC码值范围平均分成多个码值区间。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述确定ADC输出数据的码值对应的码值区间,包括:分别确定各个ADC输出数据的码值对应的码值区间;
所述对相应码值区间内的输出数据的码值进行补偿并将补偿后的输出数据输出,包括:在相应码值区间内分别对各个ADC输出数据的码值进行补偿,并将补偿后的各个ADC输出数据进行输出。
10.根据权利要求8或9所述的方法,其特征在于,所述将ADC码值范围平均分成多个码值区间,包括:将ADC码值范围平均分成N段,每段对应一个码值区间,其中,N为正整数,其取值在区间[8,64]内。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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