CN107092436A - 一种示波器及其自动采集模式下的定时设置方法、系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种示波器及其自动采集模式下的定时设置方法、系统，其中，系统包括设置有n个状态的状态机和定时器。第一状态对应一个定时时间和编号递增检测周期；第n状态对应一个定时时间和编号递减检测周期；其他状态均各自对应一个定时时间、编号递增检测周期和编号递减检测周期；第一状态至第n‑1状态的定时时间依次递增；第一状态的定时时间大于第n状态；在当前状态的编号递增检测周期内未检测到触发信号时，进入相邻的高编号状态；在当前状态的编号递减检测周期内检测到多个触发信号时，进入相邻的低编号状态。进而根据状态机当前状态的定时时间进行定时采样。由此，实现了自适应调整定时采样的定时时间，实现了波形的稳定触发。
Description
技术领域
本发明涉及示波器领域，具体涉及示波器及其自动采集模式下的定时设置方法、系统。
背景技术
在进行现代电子设计时，工程师需要根据其所关注的电子信号传输的特征选择合适的触发条件，同时用示波器将其感兴趣的触发事件附近的波形采集出来进行分析。在实际设计时，工程师并不知道当前输入的信号是否满足他所选择的触发条件，因而目前的示波器提供了一种工作模式，即自动采集模式(AUTO)。在该模式下，如果存在符合触发条件的潜在触发事件，示波器可以触发事件附近的波形采集下来显示并进行分析；如果不存在满足符合条件的触发事件时，示波器会定时自动采集相应波形进行显示分析。
现有技术方案中自动采集模式工作流程有两种情况。第一种情况如图1所示，示波器在T0时刻启动一帧数据采集，Armed之后，即预触发深度满足时(T1时刻)，定时器开始工作，当定时器到达设定的定时时间(T2时刻)且在T1至T2时间段内不存在触发事件Tr时，示波器将强制触发采集一帧波形。第二种情况如图2所示，示波器在T0时刻启动一帧数据采集，Armed之后，即预触发深度满足时(T1时刻)，定时器开始工作，当定时器到达设定的定时时间(T2时刻)且在T1至T2时间段内出现触发事件Tr时，示波器将根据触发事件采集一帧波形。在这两种情况下，示波器的定时器T与示波器的时基是成正比的。假设示波器当前时基为Tb，则在该时基下定时器T＝N×Tb，N为整数，且目前大部分示波器的N约为10～20。
现有技术方案中，定时器T与时基Tb成正比，即T＝N×Tb(N为整数，且N在10至20范围之内)。这种定时器的设置方式存在着两个缺点：1、当时基较小时(比如10ns)，定时器的值T也很小，如果所输入的信号满足触发条件的概率很低时，示波器将无法稳定触发；2、当时基较大时(比如10ms)，定时器的值T也非常大，如果所输入的信号完全不满足触发条件，单位时间内可以采集的信号帧数将大大的降低。
因此，现有技术有待改进和提高。
发明内容
本申请提供一种示波器及其自动采集模式下的定时设置方法、系统，根据输入信号中的触发信号，自适应调整定时采样的定时时间。
根据本发明的第一方面，本发明提供一种示波器自动采集模式下的定时设置系统,包括：
设置有n个状态的状态机，第一状态对应一个定时时间和编号递增检测周期；第n状态对应一个定时时间和编号递减检测周期；其他状态均各自对应一个定时时间、编号递增检测周期和编号递减检测周期；第一状态、第二状态、……、第n-1状态对应的定时时间依次递增；第n状态对应的定时时间为预设数量个芯片处理时钟周期的时长；在当前状态对应的编号递增检测周期内未检测到触发信号时，进入相邻的高编号状态；在当前状态对应的编号递减检测周期内检测到多个触发信号时，进入相邻的低编号状态；第一状态、第二状态、……、第n-1状态对应的编号递增检测周期依次递增；第二状态、第三状态、……、第n状态对应的编号递减检测周期依次递增；其中，n为大于2的整数，第一状态对应的定时时间大于第n状态对应的定时时间；
定时器，用于根据状态机当前状态对应的定时时间进行定时。
所述的示波器自动采集模式下的定时设置系统，其中，所述编号递减检测周期包括N个相邻的低编号状态对应的编号递增检测周期，连续在所述N个相邻的低编号状态对应的编号递增检测周期内均检测到触发信号时，状态机进入相邻的低编号状态；或者，
所述编号递减检测周期包括N个编号递增检测周期，连续在所述N个编号递增检测周期内均检测到触发信号时，状态机进入相邻的低编号状态；
其中，N为大于1的整数。
所述的示波器自动采集模式下的定时设置系统，其中，第一状态、第二状态、……、第n-1状态对应的编号递增检测周期依等比数列递增。
所述的示波器自动采集模式下的定时设置系统，其中，第一状态、第二状态、……、第n-1状态对应的定时时间依等比数列递增。
所述的示波器自动采集模式下的定时设置系统，其中，第二状态、第三状态、……、第n状态对应的编号递减检测周期依等比数列递增。
所述的示波器自动采集模式下的定时设置系统，其中，N大于等于10，小于等于20。
所述的示波器自动采集模式下的定时设置系统，其中，第一状态、第二状态、……、第n-1状态对应的定时时间均包括预设数量个编号递增检测周期的时长。
所述的示波器自动采集模式下的定时设置系统，其中，所述n为5，所述预设数量为2。
根据本发明的第二方面，本发明提供一种示波器自动采集模式下的定时设置方法，包括如下步骤：
预先在状态机中设置有n个状态，第一状态对应一个定时时间和编号递增检测周期；第n状态对应一个定时时间和编号递减检测周期；其他状态均各自对应一个定时时间、编号递增检测周期和编号递减检测周期；第一状态、第二状态、……、第n-1状态对应的定时时间依次递增；第n状态对应的定时时间为预设数量个芯片处理时钟周期的时长；
在当前状态对应的编号递增检测周期内未检测到触发信号时，状态机进入相邻的高编号状态；在当前状态对应的编号递减检测周期内检测到多个触发信号时，状态机进入相邻的低编号状态；第一状态、第二状态、……、第n-1状态对应的编号递增检测周期依次递增；第二状态、第三状态、……、第n状态对应的编号递减检测周期依次递增；其中，n为大于2的整数，第一状态对应的定时时间大于第n状态对应的定时时间；
根据状态机当前状态对应的定时时间进行定时。
根据本发明的第三方面，本发明提供一种示波器,包括如上所述的示波器自动采集模式下的定时设置系统。
本发明的有益效果：在自动采集模式下，不管时基设置为多少，示波器能够按照触发设定条件，根据输入信号中存在的潜在触发事件，自适应调整定时器的设置，从而实现波形的稳定触发。即，示波器在小时基设置时，对低触发事件频率输入信号进行稳定触发；在大时基设置且没有符合触发条件的事件时，提高单位时间内信号的采集效率。
附图说明
图1为现有的示波器自动采集模式的定时采样流程一；
图2为现有的示波器自动采集模式的定时采样流程二；
图3为本发明提供的示波器自动采集模式下的定时设置系统一实施例的结构框图；
图4为本发明提供的示波器自动采集模式下的定时设置系统一实施例中，状态机各个状态切换的示意图；
图5为本发明提供的示波器自动采集模式下的定时设置系统的具体实施例中，状态机五个状态切换的示意图；
图6为本发明提供的示波器自动采集模式下的定时设置方法一实施例的流程图。
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。
本发明采用状态机来检测触发信号，每个状态的检测周期都不一样，然后根据当前状态以及在当前状态下触发信号是否出现来决定定时器该设置为多少。
具体的，本发明提供一种示波器，其包括自动采集模式(AUTO)下的定时设置系统，请参考图3和图4，所述定时设置系统包括：设置有n个状态的状态机10、定时器20和采样模块30，其中，n为大于2的整数。
状态机10，其n个状态以第一、第二、……、第n进行编号，第一状态为最低编号状态，第n状态为最高编号状态。第一状态对应一个定时时间和编号递增检测周期T1；第n状态对应一个定时时间和编号递减检测周期Yn；其他状态均各自对应一个定时时间、编号递增检测周期和编号递减检测周期；第一状态、第二状态、……、第n-1状态对应的定时时间依次递增；第n状态对应的定时时间为预设数量个芯片处理时钟周期Tsysclk的时长；第一状态、第二状态、……、第n-1状态对应的编号递增检测周期依次递增；第二状态、第三状态、……、第n状态对应的编号递减检测周期依次递增；第一状态对应的定时时间大于第n状态对应的定时时间。芯片处理时钟周期Tsysclk即示波器芯片的并行采样时钟周期。芯片为FPGA(现场可编程门阵列)、CPLD(复杂可编程逻辑器件)或者ASIC(集成电路)等。本实施例中，所述定时设置系统可集成在所述芯片内。
状态机10在当前状态(第i状态)对应的编号递增检测周期Ti内未检测到触发信号时，进入相邻的高编号状态(第i+1状态)，如图4实线箭头所示；在当前状态(第i状态)对应的编号递减检测周期Yi内检测到多个触发信号时，进入相邻的低编号状态(第i-1状态)，如图4虚线箭头所示，1≤i≤n。编号递增检测周期Ti即为触发检测周期，根据检测结果进行状态转换，进而实现触发检测周期的自适应调整。
定时器20，用于根据状态机当前状态对应的定时时间进行定时。具体的，定时器20将状态机当前状态对应的定时时间设置为自身的定时时间，以触发采样模块30进行定时采样。
采样模块30，在定时器20的定时时间内不存在触发信号时，采集一帧波形；或者，在定时时间内出现触发信号时，根据触发信号采集一帧波形。可见，根据输入信号中的触发信号，状态机自适应调整定时时间，从而实现定时采样的自适应。
进一步的，第一状态、第二状态、……、第n-1状态对应的编号递增检测周期、定时时间均依等比数列递增。第二状态、第三状态、……、第n状态对应的编号递减检测周期依等比数列递增。
本实施例中，所述编号递减检测周期(如Yi)包括N个相邻的低编号状态(第i-1状态)对应的编号递增检测周期(Ti-1)，连续在所述N个相邻的低编号状态对应的编号递增检测周期(Ti-1)内均检测到触发信号时，状态机进入相邻的低编号状态(第i-1状态)。即，Yi＝N×Ti-1。其中，N为大于1的整数。优选的，N大于等于10，小于等于20。
当然，在其它实施例中，编号递减检测周期也可以包括N个编号递增检测周期，连续在所述N个编号递增检测周期内均检测到触发信号时，状态机进入相邻的低编号状态。即，Yi＝N×Ti。
进一步的，第一状态、第二状态、……、第n-1状态对应的定时时间均包括预设数量个编号递增检测周期的时长，即，第i状态的定时时间＝预设数量×Ti。
请参阅图5，本发明具体实施例中，状态机包括五个状态，即n为5，预设数量根据需要进行设置，本具体实施例中为2。
具体的，T4＝M×T3；T3＝M×T2；T2＝M×T1，T1远远大于Tsysclk；M>N。假设状态机当前状态为第一状态(编号递增检测周期，即触发检测周期设置为T1，定时器时间设置为2×T1)，如果在T1时间内没有检测到触发信号，则状态机跳转到第二状态。状态机当前状态为第二状态(触发检测周期设置为T2，定时器时间设置为2×T2)时，如果在T2时间内没有检测到触发信号，则状态机跳转到第三状态；如果在第二状态下连续N个T1周期内都检测到触发信号，则状态机跳转到第一状态中。以此类推，当状态机当前状态为第四状态(触发检测周期设置为T4，定时器时间设置为2×T4)，如果在T4时间内没有检测到触发信号，可以默认为无触发信号，或者是触发信号频率已经低到可以在Auto模式下不需要稳定触发时，状态机跳转到第五状态，将定时器的值设置为最小(2×Tsysclk)。第五状态下，如果连续N个T4周期内都检测到触发信号，则状态机跳转到第四状态中。
综上所述，本发明提供的定时设置系统，采用多个触发检测周期来检测触发信号是否出现及是否连续出现，来决定状态机的跳转，决定当下的定时器设置时间，使得任何时基下都能对低触发事件频率输入信号进行稳定触发，或者是能在无触发事件时快速采集信号。本发明提供的示波器能够实现在小时基设置时，对低触发事件频率输入信号进行稳定触发；在大时基设置且没有符合触发条件的事件时，提高单位时间内信号的采集效率。
基于上述实施例提供的定时设置系统，本发明还提供一种示波器自动采集模式下的定时设置方法，请参阅图6，所述定时设置方法包括如下步骤：
S10、预先在状态机中设置有n个状态，第一状态对应一个定时时间和编号递增检测周期；第n状态对应一个定时时间和编号递减检测周期；其他状态均各自对应一个定时时间、编号递增检测周期和编号递减检测周期；第一状态、第二状态、……、第n-1状态对应的定时时间依次递增；第n状态对应的定时时间为预设数量个芯片处理时钟周期的时长。
S20、在当前状态对应的编号递增检测周期内未检测到触发信号时，状态机进入相邻的高编号状态；在当前状态对应的编号递减检测周期内检测到多个触发信号时，状态机进入相邻的低编号状态；第一状态、第二状态、……、第n-1状态对应的编号递增检测周期依次递增；第二状态、第三状态、……、第n状态对应的编号递减检测周期依次递增；其中，n为大于2的整数，第一状态对应的定时时间大于第n状态对应的定时时间。
S30、定时器根据状态机当前状态对应的定时时间进行定时。采样模块30，在定时器20的定时时间内不存在触发信号时，采集一帧波形；或者，在定时时间内出现触发信号时，根据触发信号采集一帧波形。
由于定时设置方法的原理、特点在上述对应的系统实施例中已详细阐述，在此不再赘述。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (10)
1.一种示波器自动采集模式下的定时设置系统,其特征在于，包括：
设置有n个状态的状态机，第一状态对应一个定时时间和编号递增检测周期；第n状态对应一个定时时间和编号递减检测周期；其他状态均各自对应一个定时时间、编号递增检测周期和编号递减检测周期；第一状态、第二状态、……、第n-1状态对应的定时时间依次递增；第n状态对应的定时时间为预设数量个芯片处理时钟周期的时长；在当前状态对应的编号递增检测周期内未检测到触发信号时，进入相邻的高编号状态；在当前状态对应的编号递减检测周期内检测到多个触发信号时，进入相邻的低编号状态；第一状态、第二状态、……、第n-1状态对应的编号递增检测周期依次递增；第二状态、第三状态、……、第n状态对应的编号递减检测周期依次递增；其中，n为大于2的整数，第一状态对应的定时时间大于第n状态对应的定时时间；
定时器，用于根据状态机当前状态对应的定时时间进行定时。
2.根据权利要求1所述的示波器自动采集模式下的定时设置系统，其特征在于，所述编号递减检测周期包括N个相邻的低编号状态对应的编号递增检测周期，连续在所述N个相邻的低编号状态对应的编号递增检测周期内均检测到触发信号时，状态机进入相邻的低编号状态；或者，
所述编号递减检测周期包括N个编号递增检测周期，连续在所述N个编号递增检测周期内均检测到触发信号时，状态机进入相邻的低编号状态；
其中，N为大于1的整数。
3.根据权利要求1所述的示波器自动采集模式下的定时设置系统，其特征在于，第一状态、第二状态、……、第n-1状态对应的编号递增检测周期依等比数列递增。
4.根据权利要求1所述的示波器自动采集模式下的定时设置系统，其特征在于，第一状态、第二状态、……、第n-1状态对应的定时时间依等比数列递增。
5.根据权利要求1所述的示波器自动采集模式下的定时设置系统，其特征在于，第二状态、第三状态、……、第n状态对应的编号递减检测周期依等比数列递增。
6.根据权利要求2所述的示波器自动采集模式下的定时设置系统，其特征在于，N大于等于10，小于等于20。
7.根据权利要求1所述的示波器自动采集模式下的定时设置系统，其特征在于，第一状态、第二状态、……、第n-1状态对应的定时时间均包括预设数量个编号递增检测周期的时长。
8.根据权利要求7所述的示波器自动采集模式下的定时设置系统，其特征在于，所述n为5，所述预设数量为2。
9.一种示波器自动采集模式下的定时设置方法，其特征在于，包括如下步骤：
预先在状态机中设置有n个状态，第一状态对应一个定时时间和编号递增检测周期；第n状态对应一个定时时间和编号递减检测周期；其他状态均各自对应一个定时时间、编号递增检测周期和编号递减检测周期；第一状态、第二状态、……、第n-1状态对应的定时时间依次递增；第n状态对应的定时时间为预设数量个芯片处理时钟周期的时长；
在当前状态对应的编号递增检测周期内未检测到触发信号时，状态机进入相邻的高编号状态；在当前状态对应的编号递减检测周期内检测到多个触发信号时，状态机进入相邻的低编号状态；第一状态、第二状态、……、第n-1状态对应的编号递增检测周期依次递增；第二状态、第三状态、……、第n状态对应的编号递减检测周期依次递增；其中，n为大于2的整数，第一状态对应的定时时间大于第n状态对应的定时时间；
根据状态机当前状态对应的定时时间进行定时。
10.一种示波器,其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的示波器自动采集模式下的定时设置系统。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 518000 Guangdong Province, Baoan District, Baoan District, Xin'an Street, Xingdong Community, 68 District, Antongda Industrial Factory Area, 4 factories, 3 floors, 5 office buildings, 1-3 floors Applicant after: Shenzhen dingyang Technology Co., Ltd Address before: Shenzhen City, Guangdong province Baoan District 518000 District 68 road left three Antongda Industrial Park, 4 floor Applicant before: Shenzhen Siglent Technologies Co., Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |