CN107515325A - 一种可滚动触发的示波器 - Google Patents

Abstract

一种可滚动触发的示波器,包括AD转换器、波形处理器、显示器、外部存储器和CPU，波形处理器包括数据链路和数字触发链路，数据链路包括数据延迟模块，用于在滚动模式下使所述触发链路的触发检测在所述数据链路的存储前完成。由于在滚动模式下，采集到的数据在存储的同时也需要进行显示，在预触发深度设置接近一帧波形存储深度的情况下，一检测到触发，一帧波形很快就将采集满，通过数据延迟模块使得触发检测模块检测到触发后，满足触发条件的数据存储才到来，以便控制还需存储多少数据达到一帧精准的波形显示，避免触发检测比显示慢，从而避免导致看到的波形已经满足触发，但是波形已经显示过了触发位置。

Description

一种可滚动触发的示波器

技术领域

本申请涉及测试测量领域，尤其涉及一种可滚动触发的示波器。

背景技术

现有的示波器的采集方式包括Y-T模式、扫描模式和滚动模式。

Y-T模式，是示波器采集显示的一种最普通的模式，采集满一帧，就显示出来，波形按帧显示。扫描模式，波形从左到右显示，波形显示更新在预触发满并且满足触发条件或者超时后开始更新，最新出来的波形放置旧的波形数据的右边。滚动模式，一个最大的优点是采集无死区时间，可以利用这种采集显示模式，实时观察波形的变化轨迹；波形从右到左显示，最新出来的波形放置在显示的最右端。

在现有的示波器装置上，大多会存在滚动模式这一采集模式，但在滚动模式下均不支持触发。滚动模式实时运行的数据流如图1线2所示，信号经过AD转换器，到达AD接口，经过降采样，再经过压缩/抽取模块，缓存到Buffer里面，Buffer是一个环形缓存器，因为写入的速率由存储深度、降采样率以及压缩/抽取比例所决定，规格确定后，速率就固定，所以需要控制读取的速率。因为在滚动模式下，触发检测以及触发校正模块不起作用，没有触发检测机制，因而现有的示波器装置在滚动模式不支持触发。

发明内容

本申请要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种可滚动触发的示波器。

本申请要解决的技术问题通过以下技术方案加以解决：

一种可滚动触发的示波器,包括AD转换器、波形处理器、显示器和外部存储器，波形信号经所述AD转换器进行AD转换后进入所述波形处理器进行处理后再通过所述显示器进行显示，其特征在于,还包括CPU，所述CPU用于通过所述波形处理器获取偏移数据，所述外部存储器用于存储采集到的波形数据，所述波形处理器包括数据链路和数字触发链路，所述数据链路用于对数据进行存储并发送给所述显示器，所述数字触发链路用于触发的检测和处理，所述数据链路包括数据延迟模块；

所述数据延迟模块，用于在滚动模式下使所述触发链路的触发检测在所述数据链路的存储前完成。

上述示波器，所述数字触发链路包括触发检测模块和触发校正模块，所述触发检测模块用于对触发进行检测，所述触发校正模块用于触发搜索，找到数据触发的准确位置，通过位置信息和采集的配置控制当前帧的采满和重采。

上述示波器，所述配置包括存储深度和预触发深度。

上述示波器，所述数据链路还包括数据采集模块、降采样模块、压缩/抽取模块、缓存模块、控制读取模块和波形显示处理模块，所述数据采集模块采集波形数据后分为两路，一路到达数字触发电路进行触发检测，另一路通过数据延迟模块延迟后再依次经过降采样模块和压缩/抽取模块进行等间隔抽样后存储在缓存模块，所述控制读取模块读取缓存模块中的波形数据，经所述波形显示处理模块处理后发送至所述显示器进行显示。

上述示波器，所述缓存模块包括环形缓存器。

上述示波器，所述波形处理器还包括外部存储器读写控制模块，

所述触发检测模块还用于在检测到触发后，使通过所述外部存储器读写控制模块把当前帧对所述外部存储器读写偏移地址缓存起来；在所述触发校正模块进行触发搜索并计算到校正值后，校正值会传递到所述外部存储器读写控制模块和所述控制读取模块，所述外部存储器读写控制模块在一帧波形的结束处把校正值写入所述外部存储器。

上述示波器，所述控制读取模块通过校正值以及预触发深度、存储深度计算出从当前帧触发检测到触发到当前帧结束还需要多少数据量，控制读取剩余数据量后进行一帧的结束处理。

上述示波器，所述CPU用于获取触发校正值，并在停止状态下计算得到新的偏移地址。

上述示波器，所述CPU还用于在停止状态下计算得到补偿值，并将所述补偿值发送给控制读取模块。

上述示波器，所述触发校正模块还用于将位置信息和采集的配置发送给所述外部存储器读写控制模块，所述外部存储器读写控制模块根据所述补偿值对所述外部存储器进行读写控制。

由于采用了以上技术方案，使本申请具备的有益效果在于：

在本申请的具体实施方式中，由于波形处理器包括数据链路和数字触发链路，数据链路用于对数据进行存储并发送给所述显示器，数字触发链路用于触发的检测和处理，数据链路包括数据延迟模块，用于在滚动模式下使触发链路的触发检测在数据链路的存储前完成。在滚动模式下，采集到的数据在存储的同时也需要进行显示，在预触发深度设置接近一帧波形存储深度的情况下，一检测到触发，一帧波形很快就将采集满，通过数据延迟模块使得触发检测模块检测到触发后，满足触发条件的数据存储才到来，以便控制还需存储多少数据达到一帧精准的波形显示，避免触发检测比显示慢，从而避免导致看到的波形已经满足触发，但是波形已经显示过了触发位置。

附图说明

图1为现有示波器的功能模块示意图；

图2为本申请的示波器在一种实施方式中的功能模块示意图；

图3为本申请的示波器在另一种实施方式中的功能模块示意图；

图4为一帧支持触发的波形数据采集过程示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

如图2、图3所示，本申请的可滚动触发的示波器，其一种实施方式,包括AD转换器、波形处理器、显示器、CPU和外部存储器。波形信号经AD转换器进行AD转换后进入波形处理器进行处理后再通过显示器进行显示， CPU用于通过波形处理器获取偏移数据，外部存储器用于存储采集到的波形数据，波形处理器包括数据链路和数字触发链路，数据链路用于对数据进行存储并发送给显示器，数字触发链路用于触发的检测和处理，数据链路包括数据延迟模块。数据延迟模块，用于在滚动模式下使触发链路的触发检测在数据链路的存储前完成。外部存储器为大容量存储器。

如图4所示，一帧支持触发的波形数据采集包括：开始采集→直到预触发满→可以进行触发检测→检测到触发后，把当前帧采满。在滚动模式下，采集到的数据在存储的同时也需要进行显示；在预触发深度设置接近一帧波形存储深度的情况下，一检测到触发，一帧波形很快就将采集满，需要停下来；如果触发检测比显示要慢，那么就会导致看到的波形已经满足触发，但是波形已经显示过了触发位置；这就是加入数据延迟模块的目的。

本申请的数字触发链路包括触发检测模块和触发校正模块，触发检测模块用于对触发进行检测，触发校正模块用于触发搜索，找到数据触发的准确位置，通过位置信息和采集的配置控制当前帧的采满和重采。采集的配置包括存储深度和预触发深度。

在一种实施方式中，数据链路还包括数据采集模块、降采样模块、压缩/抽取模块、缓存模块、控制读取模块和波形显示处理模块，数据采集模块采集波形数据后分为两路，一路到达数字触发电路进行触发检测，另一路通过数据延迟模块延迟后再依次经过降采样模块和压缩/抽取模块进行等间隔抽样后存储在缓存模块，控制读取模块读取缓存模块中的波形数据，经波形显示处理模块处理后发送至显示器进行显示。其中，缓存模块可以包括环形缓存器。

压缩/抽取模块的存在是为了在大的存储深度下，波形显示处理模块对波形数据的显示处理速度可能低于降采样后传送过来的数据量的速度，较小的存储深度下，压缩/抽取模块会被旁路。

当触发检测模块，检测到触发之后，触发校正模块进行触发搜索。触发检测模块负责判断出某一段数据满足触发条件，触发搜索会将该段数据进行细致的搜索，找出数据触发的精准位置，然后把这个精准的位置信息和采集的配置（存储深度、预触发深度的配置）共同控制当前帧的采满和重采。

假设一帧波形的存储深度为M，预触发深度为P，如果触发检测比显示提前深度为A，触发搜索得到的值为T，那么从检测到触发到达一帧波形数据采满还需要的数据长度为M-P+A+T。

降采样后的波形数据存储到外部大容量存储器，同时也经过压缩/抽取模块，实时到达环形buffer，环形buffer也在实时读取走波形数据到波形显示处理模块，进行波形显示；当设置了触发，并且满足触发后，采集满当前帧之后，启动新的一帧采集。如果触发检测模块检测到满足触发条件，会进行触发搜索以确定波形数据的精确位置信息；然后把这个精确的位置信息传递到触发校正模块，触发校正模块进而控制读取buffer模块，以便让最终的波形位置精确。

本申请的波形处理器，还可以包括外部存储器读写控制模块，触发检测模块还用于在检测到触发后，使通过所述外部存储器读写控制模块把当前帧对所述外部存储器读写偏移地址缓存起来；在触发校正模块进行触发搜索并计算到校正值后，校正值会传递到外部存储器读写控制模块和控制读取模块，外部存储器读写控制模块在一帧波形的结束处把校正值写入外部存储器。

控制读取模块通过校正值以及预触发深度、存储深度计算出从当前帧触发检测到触发到当前帧结束还需要多少数据量，控制读取剩余数据量后进行一帧的结束处理。

本申请的可滚动触发的示波器，在一种实施方式中，CPU可用于获取触发校正值，并在停止状态下计算得到新的偏移地址。在另一种实施方式中，CPU还可用于在停止状态下计算得到补偿值，并将补偿值发送给控制读取模块。

触发校正模块还可以用于将位置信息和采集的配置发送给外部存储器读写控制模块，外部存储器读写控制模块根据补偿值对外部存储器进行读写控制。

因为触发检测模块也是实时在工作，只要确保触发检测模块检测、以及触发搜索得到触发校正值应用于最终的数据校正即可在满足触发条件，精确地显示波形。把触发搜索的时间从原来的一帧波形采集结束提前到触发检测之后，并让触发检测完成先于触发点数据的显示，那么在满足触发的条件下的死区时间可以忽略不计(死区时间为一帧波形数据采集满之后，到重新启动采集，这个时间是很短，us级别，对于滚动模式下，时基为上百ms及以上的时基，死区时区占得比例很小，可以认为死区时间忽略不计)。

本申请中，触发检测以及触发搜索数据先于波形数据的存储及显示，可以在降采样模块后面进行一定的数据延迟，保证触发检测先于数据存储及显示。触发搜索提前到触发检测之后进行，而不是在采集满一帧结束后才做处理。

如果没要求触发（触发模式为自动），不进行触发判断，那么采集和显示一直进行，无死区时间；如果要求触发（触发模式为标准或者单次），但是一直不满足触发条件，由于触发检测是在预触发满了以后实时进行的，一直不满足触发条件，将一直采集下去，采集和显示一直进行，依旧无死区时间。

滚动模式下，正常运行的一帧波形，数据流如下：

信号经过AD转换器，到达AD接口，AD接口输出有两路，一路经过数据延迟模块，再到降采样模块，作为数据链路，供存储及显示；一路到达触发检测模块进行触发检测，作为数字触发链路。

数据链路在正常运行的情况下，在降采样模块输出也分两路，一路到外部存储器读写控制模块，用于对波形数据的存储，一路到压缩/抽取模块，再到buffer，在正常运行的情况下，不从外部存储器中读取波形数据，而是采用内部buffer进行边采集边显示，使外部存储器读写控制模块简单化，并且降低对外部存储器的读写带宽要求，如果边写边读，那么控制复杂并且需要的读写带宽更高。

在触发检测模块检测到触发后，会让外部存储器读写控制模块把当前帧对外部存储器读写偏移地址缓存起来；在触发校正模块中进行触发搜索并计算到校正值后，校正值会传递到外部存储器读写控制模块以及控制读取buffer模块，外部存储器读写控制模块在一帧波形的结束处把校正值写入到外部大容量存储器里面，以便有需求的时候读取出来；控制读取buffer模块通过校正值以及预触发深度、一帧波形的存储深度可以计算出从当前帧触发检测到触发到当前帧结束还需要多少数据量，控制读取剩余数据量后进行一帧的结束处理。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种可滚动触发的示波器,包括AD转换器、波形处理器、显示器和外部存储器，波形信号经所述AD转换器进行AD转换后进入所述波形处理器进行处理后再通过所述显示器进行显示，其特征在于,还包括CPU，所述CPU用于通过所述波形处理器获取偏移数据，所述外部存储器用于存储采集到的波形数据，所述波形处理器包括数据链路和数字触发链路，所述数据链路用于对数据进行存储并发送给所述显示器，所述数字触发链路用于触发的检测和处理，所述数据链路包括数据延迟模块；

所述数据延迟模块，用于在滚动模式下使所述触发链路的触发检测在所述数据链路的存储前完成。

2.如权利要求1所述的示波器，其特征在于，所述数字触发链路包括触发检测模块和触发校正模块，所述触发检测模块用于对触发进行检测，所述触发校正模块用于触发搜索，找到数据触发的准确位置，通过位置信息和采集的配置控制当前帧的采满和重采。

3.如权利要求2所述的示波器，其特征在于，所述配置包括存储深度和预触发深度。

4.如权利要求2所述的示波器，其特征在于，所述数据链路还包括数据采集模块、降采样模块、压缩/抽取模块、缓存模块、控制读取模块和波形显示处理模块，所述数据采集模块采集波形数据后分为两路，一路到达数字触发电路进行触发检测，另一路通过数据延迟模块延迟后再依次经过降采样模块和压缩/抽取模块进行等间隔抽样后存储在缓存模块，所述控制读取模块读取缓存模块中的波形数据，经所述波形显示处理模块处理后发送至所述显示器进行显示。

5.如权利要求4中所述的示波器，其特征在于，所述缓存模块包括环形缓存器。

6.如权利要求4中所述的示波器，其特征在于，所述波形处理器还包括外部存储器读写控制模块，

所述触发检测模块还用于在检测到触发后，使通过所述外部存储器读写控制模块把当前帧对所述外部存储器读写偏移地址缓存起来；在所述触发校正模块进行触发搜索并计算到校正值后，校正值会传递到所述外部存储器读写控制模块和所述控制读取模块，所述外部存储器读写控制模块在一帧波形的结束处把校正值写入所述外部存储器。

7.如权利要求6中所述的示波器，其特征在于，所述控制读取模块通过校正值以及预触发深度、存储深度计算出从当前帧触发检测到触发到当前帧结束还需要多少数据量，控制读取剩余数据量后进行一帧的结束处理。

8.如权利要求7中所述的示波器，其特征在于，所述CPU用于获取触发校正值，并在停止状态下计算得到新的偏移地址。

9.如权利要求8中所述的示波器，其特征在于，所述CPU还用于在停止状态下计算得到补偿值，并将所述补偿值发送给控制读取模块。

10.如权利要求9中所述的示波器，其特征在于，所述触发校正模块还用于将位置信息和采集的配置发送给所述外部存储器读写控制模块，所述外部存储器读写控制模块根据所述补偿值对所述外部存储器进行读写控制。