CN108226596B - 示波器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种示波器，包括指令处理模块、逻辑电路、输入电路、存储器和显示屏，指令处理模块与逻辑电路连接，逻辑电路分别与输入电路、存储器和显示屏连接，存储器分别与输入电路和显示屏连接，指令处理模块用于接收输入的波形放大指令并将波形放大指令发送至逻辑电路，逻辑电路用于获取在显示界面的水平方向上移动的目标放大点的水平坐标，根据目标放大点的水平坐标和当前显示界面的波形的触发点的水平坐标，计算目标放大点与触发点的水平位置差值，根据水平位置差值计算出进行波形放大的新触发点的位置坐标，根据新触发点从存储器读取相应波形信号，并以目标放大点为对称点将读取的波形在显示屏的显示界面展开显示。

Description

示波器

技术领域

本发明涉及示波器技术领域，特别是涉及一种示波器。

背景技术

示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器，通过示波器能将电信号变换 成可观察的图像，还能获取各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线。

在利用示波器对波形进行放大显示时，一般是先调节放大旋钮，以一个固 定触发点对波形进行放大展开，其中，固定触发点是在示波器波形放大过程中 作为对称基准的放大对称点，再调节水平旋钮，移动波形直至目标波形出现在 显示界面中；或者是先调节水平旋钮，将波形移动至显示界面中，调节放大旋 钮，以固定触发点对波形进行放大展开，再调节波形直至目标波形重新出现在 显示界面，从而实现对目标波形的放大显示。

上述示波器，需要对波形进行多次移动操作或调节才能实现对目标波形的 放大显示，操作复杂度高。

发明内容

基于此，有必要针对上述传统示波器存在操作复杂度高的技术问题，提供 一种示波器。

一种示波器，包括：指令处理模块、逻辑电路、输入电路、存储器和显示 屏；

所述指令处理模块与所述逻辑电路连接，所述逻辑电路分别与所述输入电 路、所述存储器和所述显示屏连接，所述存储器分别与所述输入电路和所述显 示屏连接；

所述输入电路用于输入波形信号；

所述存储器用于存储输入的波形信号；

所述显示屏用于显示波形；

所述指令处理模块用于接收输入的波形放大指令，并将所述波形放大指令 发送至所述逻辑电路；

所述逻辑电路用于获取在显示界面的水平方向上移动的目标放大点的水平 坐标，根据所述目标放大点的水平坐标和当前显示界面的波形的触发点的水平 坐标，计算所述目标放大点与所述触发点的水平位置差值，其中，所述触发点 为波形的放大对称点，根据所述水平位置差值计算出进行波形放大的新触发点 的位置坐标，根据所述新触发点从存储器读取相应波形数据，并以所述目标放 大点为对称点将读取的波形在所述显示屏的显示界面展开显示。

上述示波器，通过指令处理模块接收输入的波形放大指令并将指令发送至 逻辑电路，从而逻辑电路获取在显示界面的水平方向上移动的目标放大点的水 平坐标，获取目标放大点与触发点的水平位置差值并计算出新触发点的位置坐 标，进而根据新触发点从存储器中读取波形数据，并以目标放大点为对称点， 将读取的波形在显示界面展开显示。从而在利用本示波器对目标波形进行放大 显示时，无需对波形进行多次移动操作或调节且无需重新设置参数值，快速准 确地对目标波形进行放大显示，操作复杂度低。

在其中一个实施例中，所述逻辑电路进一步用于在显示界面的水平方向上 移动所述目标放大点时，以设定图标实时显示所述目标放大点的位置。

通过设定图标显示移动的目标放大点，实时获取放大点的位置，提高定位 放大点的准确性，降低示波器的操作复杂度。

在其中一个实施例中，所述指令处理模块包括控制电路和输入设备，所述 输入设备与所述控制电路相连接，所述控制电路与所述逻辑电路相连接；

所述输入设备用于接收输入的控制信号并将所述控制信号发送至所述控制 电路，所述控制电路用于接收所述控制信号并向所述逻辑电路发送控制指令。

通过输入设备与控制电路，接收输入的控制信号并向逻辑电路发送控制指 令，降低了示波器的操作复杂度。

在其中一个实施例中，所述逻辑电路进一步用于接收所述控制电路发送的 采样率设置指令，根据所述采样率设置指令设置示波器的采样率，并根据所述 采样率将读取的波形在所述显示屏的显示界面展开显示。

通过根据接收的采样率设置指令设置采样率，进而根据采样率对波形进行 显示，有效防止波形失真，提高波形的显示效果。

在其中一个实施例中，所述逻辑电路进一步用于根据所述目标放大点的水 平坐标和当前显示界面的波形的触发点的水平坐标，获取所述目标放大点与所 述触发点之间的采样点的数量，并根据所述采样率和所述采样点的数量计算所 述目标放大点与所述触发点的水平位置差值。

通过根据采样率和放大点与触发点之间的采样点的数量，准确计算放大点 与触发点的水平位置差值，提高定位目标放大点的准确性。

在其中一个实施例中，所述逻辑电路进一步用于接收所述控制电路发送的 显示区域设置指令，根据所述显示区域设置指令在所述显示屏的显示界面设置 波形显示区域，并以所述目标放大点为对称点将读取的波形在所述波形显示区 域展开显示。

通过在预先设置的波形显示区域进行目标波形的显示，提高了示波器的显 示效果。

在其中一个实施例中，所述逻辑电路进一步用于以所述目标放大点为对称 点将读取的波形在显示界面中心对称点处进行全屏展开显示。

通过以目标放大点为对称点将读取的波形在显示界面中心对称点处进行全 屏展开显示，进一步提高了示波器的显示效果。

在其中一个实施例中，所述示波器还包括依次连接在所述输入电路与所述 存储器之间的信号滤波器、信号衰减器和信号放大器；

所述信号滤波器用于对信号进行滤波并发送至所述信号衰减器，所述信号 衰减器用于对信号进行衰减并发送至所述信号放大器，所述信号放大器用于对 信号进行放大并发送至所述存储器。

通过信号滤波器进行滤波，降低杂波的影响，，通过信号衰减器和信号放大 器，提高了示波器灵敏度和信号接收的动态范围。

在其中一个实施例中，所述示波器还包括连接在所述信号放大器和所述存 储器之间的模数转换器，以及连接在所述存储器和所述显示屏之间的数模转换 器；

所述模数转换器用于将所述信号放大器输出的信号转换为数字信号，并将 所述数字信号发送至所述存储器；

所述数模转换器用于将所述存储器输出的信号转换为模拟信号，并将所述 模拟信号发送至所述显示屏。

通过模数转换器，将接收的模拟信号转换为数字信号存储至存储器中，并 通过数模转换器将存储器中输出的数字信号转换为模拟信号，将模拟信号发送 至显示屏。

在其中一个实施例中，所述示波器还包括连接在所述输入电路与所述逻辑 电路之间的触发电路；

所述触发电路用于接收所述输入电路发送的输入信号，将所述输入信号与 参考信号进行比较，并在所述输入信号满足预设条件时向所述逻辑电路发送脉 冲信号；

所述逻辑电路进一步用于接收所述脉冲信号，并根据所述脉冲信号控制所 述存储器对接收的波形信号进行存储。

通过触发电路将输入信号与参考信号进行比较，当满足触发条件时向逻辑 电路发送脉冲信号，逻辑电路控制存储器启动采集，从而存储目标输入信号， 提高示波器显示效果。

附图说明

图1为一个实施例的示波器的结构示意图；

图2为另一个实施例的示波器的结构示意图；

图3为一个实施例的示波器工作时序图；

图4为示波器的一个正面示意图；

图5为示波器的一个显示界面示意图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例及附图对本发明的技术方案进行详细的描述，以使 其更加清楚。

如图1所示，本发明实施例提供一种示波器，可包括：指令处理模块200、 逻辑电路210、输入电路220、存储器230和显示屏240；

所述指令处理模块200与所述逻辑电路210连接，所述逻辑电路210分别 与所述输入电路220、所述存储器230和所述显示屏240连接，所述存储器230 分别与所述输入电路220和所述显示屏240连接；

所述输入电路220用于输入波形信号；

所述存储器230用于存储输入的波形信号；

所述显示屏240用于显示波形；

所述指令处理模块200用于接收输入的波形放大指令，并将所述波形放大 指令发送至所述逻辑电路210；

所述逻辑电路210用于获取在显示界面的水平方向上移动的目标放大点的 水平坐标，根据所述目标放大点的水平坐标和当前显示界面的波形的触发点的 水平坐标，计算所述目标放大点与所述触发点的水平位置差值，其中，所述触 发点为波形的放大对称点，根据所述水平位置差值计算出进行波形放大的新触 发点的位置坐标，根据所述新触发点从存储器230读取相应波形数据，并以所 述目标放大点为对称点将读取的波形在所述显示屏240的显示界面展开显示。

上述示波器，通过指令处理模块200接收输入的波形放大指令并将指令发 送至逻辑电路210，从而逻辑电路210获取在显示界面的水平方向上移动的目标 放大点的水平坐标，获取目标放大点与触发点的水平位置差值并计算出新触发 点的位置坐标，进而根据新触发点从存储器230中读取波形数据，并以目标放 大点为对称点，将读取的波形在显示界面展开显示。从而在利用本示波器对目 标波形进行放大显示时，无需对波形进行多次移动操作或调节且无需重新设置 参数值，快速准确地对目标波形进行放大显示，操作复杂度低。

其中，逻辑电路可根据新触发点和所述波形放大指令从存储器中读取波形 数据，逻辑电路根据波形放大指令，即根据示波器的采样率和水平时基计算显 示界面上放大显示后的数据量。

为了使本发明技术方案更清楚，下面再结合若干实施例来进行阐述，如图2 所示为另一个实施例的示波器结构示意图。

在一个实施例中，逻辑电路210还可进一步用于在显示界面的水平方向上 移动目标放大点时，以设定的图标实时显示目标放大点的位置，通过设定的图 标实时显示移动的目标放大点，实时获取放大点的位置，提高了定位放大点的 准确性，降低示波器的操作复杂度。

其中，所述指令处理模块200还可包括控制电路202和输入设备201，输入 设备201与控制电路202相连接，控制电路202与逻辑电路210相连接，输入 设备201用于接收输入的控制信号并将控制信号发送至控制电路202，控制电路 202用于接收控制信号并向逻辑电路210发送控制指令。

在一个实施例中，输入设备201接收输入的采样率设置信号，将该信号发 送至控制电路202，控制电路202向逻辑电路210发送采样率设置指令，逻辑电 路210根据采样率设置指令设置示波器的采样率，并根据采样率将波形在显示 屏240的显示界面进行显示。一般情况下，采样率可以设置至少为输入信号的 频率的2.5倍，从而有效防止波形失真，提高波形的显示效果。

另外，输入设备201还可接收输入的触发源设置信号、触发电平设置信号 和水平时基设置信号，通过控制电路202向逻辑电路210发送控制指令，分别 设置示波器的触发源、触发电平和水平时基。

在确定示波器的采样率之后，逻辑电路210还可用于根据目标放大点的水 平坐标和当前显示界面的波形的触发点的水平坐标，获取目标放大点与触发点 之间的采样点的数量，进而根据采样率和采样点的数量计算目标放大点与触发 点的水平位置差值。通过根据采样率和所述采样点的数量，准确计算放大点与 触发点的水平位置差值，提高了定位目标放大点的准确性。

在一个实施例中，逻辑电路210计算出新触发点的位置坐标之后，还可根 据新触发点的位置坐标确定相应波形的放大区域。其中逻辑电路210预先将新 触发点的位置坐标与波形的放大区域进行关联。通过逻辑电路210预先设置新 触发点的位置坐标与波形的放大区域之间的关联关系，当计算出新触发点的位 置坐标时即可根据关联关系确定波形的放大区域，无需经过再次调节即可确定 放大区域，降低了示波器的操作复杂度。

为将读取的波形在显示界面的特定位置进行显示，在一个实施例中，所述 输入设备201还用于接收输入的显示区域设置信号，并将该信号发送至控制电 路202，控制电路202向逻辑电路210发送显示区域设置指令，逻辑电路210根 据显示区域设置指令在显示屏240的显示界面设置波形显示区域，并以目标放 大点为对称点，将读取的波形在波形显示区域进行展开显示。通过在预先设置 的波形显示区域进行目标波形的显示，提高了示波器的显示效果。

进一步地，所述波形显示区域可为显示界面全屏。逻辑电路210接收显示 区域设置指令并将显示界面全屏设置为波形显示区域，从而以目标放大点为对 称点，将读取的波形在显示界面中心对称点处进行全屏展开显示，即目标放大 点既是波形放大时的对称基准点也是显示界面的中心对称点。通过将读取的波 形在显示界面全屏进行显示，进一步提高了示波器的显示效果。

另外，在将读取的目标波形进行放大显示之后，输入设备201还可接收触 发点调整信号，将该信号发送至控制电路202，控制电路202向逻辑电路210发 送触发点调整指令，从而逻辑电路210根据指令调整波形在水平方向上整体移 动。通过逻辑电路210调整波形在水平方向上整体移动，从而可对波形各个部 分进行显示。

在示波器的输入电路220与存储器230之间一般还可包括输入信号处理装 置250，考虑到通过输入电路220获取的输入信号一般存在杂波信号的干扰，在 一个实施例中，示波器的输入信号处理装置250可包括信号滤波器251，信号滤 波器251分别与输入电路220和存储器230相连接，信号滤波器251对输入电 路220输出的信号进行滤波并将滤波后的信号发送至存储器230。通过信号滤波 器251进行滤波，降低了杂波对波形信号的影响。

另外，为提高示波器的灵敏度和输入信号接收的动态范围，作为实施例， 示波器的输入信号处理装置250还可包括依次连接在所述信号滤波器251与存 储器230之间的信号衰减器252和信号放大器253，信号衰减器252对信号滤波 器251输出的信号进行衰减并发送至信号放大器253，信号放大器253对信号衰 减器252输出的信号进行放大并发送至存储器230。通过信号衰减器252和信号 放大器253，可提高示波器灵敏度和信号接收的动态范围。

进一步地，示波器还可包括设置在信号放大器253与存储器230之间的模 数转换器260，以及设置在存储器230和显示屏240之间的数模转换器270，模 数转换器260将信号放大器253输出的信号转换为数字信号，将数字信号发送 至存储器230，数模转换器270将存储器230输出的信号转换为模拟信号，将模 拟信号发送至显示屏240。由于在存储器230中，一般波形信号是以数字信号的 形式进行存储，而显示屏240接收的信号应为模拟信号，因此，通过模数转换 器260，将接收的模拟信号转换为数字信号存储至存储器230中，并通过数模转 换器270将存储器230中输出的数字信号转换为模拟信号，提高了信号的存储 和输出效果。

在一个实施例中，示波器还可包括触发电路280，触发电路280设置于输入 电路220与逻辑电路210之间。该触发电路280用于接收输入电路220发送的 输入信号，将输入信号与参考信号进行比较，并在输入信号满足预设条件时向 逻辑电路210发送脉冲信号，逻辑电路210接收脉冲信号，并根据脉冲信号控 制存储器230对接收的波形信号进行存储。通过触发电路280将输入信号与参 考信号进行比较，当满足触发条件时向逻辑电路210发送脉冲信号，逻辑电路 210控制存储器230启动采集，从而存储目标输入信号，提高示波器显示效果。

可选地，所述输入设备201可包括放大点按钮、放大点旋钮、鼠标和键盘。

其中，放大点按钮可用于接收输入的图标生成信号并将该信号发送至控制 电路202，控制电路202向逻辑电路210发送图标生成指令，逻辑电路210根据 该指令以设定图标对目标放大点进行显示。从而目标放大点在显示界面的水平 方向上进行移动时，可根据图标实时显示目标放大点，准确定位放大点的位置， 降低了示波器的操作复杂度。

另外，放大点旋钮可用于接收输入的波形放大调节信号并将该信号发送至 控制电路202，控制电路202向逻辑电路210发送波形放大指令，从而控制逻辑 电路210获取目标放大点和目标波形，并以目标放大点为对称点将目标波形在 显示界面中展开显示，无需多次调节即可实现对目标波形的放大显示。操作复 杂度。其中，目标放大点的移动可由鼠标或放大点旋钮实现。

下面以一个具体的应用实例说明本发明的技术方案，参考图3，图3为一个 实施例的示波器工作时序图。

步骤S301：示波器抓取波形；即输入电路220获取波形信号，并将波形信 号发送至存储器230，存储器230存储波形信号；

步骤S302：放大点按钮接收放大点生成信号，逻辑电路210在显示界面生 成放大点及对应图标；放大点按钮为输入设备201，通过放大点按钮接收输入的 放大点生成信号并发送至示波器的控制电路202，控制电路202发送放大点生成 指令至逻辑电路210，逻辑电路210在显示界面生成放大点及对应的放大点图标；

步骤S303：放大点旋钮接收输入的波形放大调节信号；放大点旋钮为输入 设备201的另一种，当图标在目标位置时，放大点旋钮接收输入的波形放大调 节信号并发送至控制电路202，控制电路202向逻辑电路210发送波形放大指令；

步骤S304：逻辑电路210确定放大点坐标位置并计算新触发点的位置坐标； 逻辑电路210接收控制电路202发送的波形放大指令后，确定放大点的坐标位 置并新触发点的位置坐标；

步骤S305：逻辑电路210获取目标波形并以放大点为对称点将目标波形在 显示屏240的显示界面展开显示；逻辑电路210根据新触发点从存储器230中 读取相应的波形数据，并以放大点为对称点，将读取的波形在显示界面全屏进 行展开显示；

步骤S306：放大点按钮接收输入的隐藏放大点图标信号。通过放大点按钮 接收输入的放大点图标隐藏信号并发送至控制电路202，控制电路202向逻辑电 路210发送隐藏指令，逻辑电路210对放大点的图标进行隐藏。其中，若需重 新选择放大区域，则返回步骤302，通过放大点按钮生成新的放大点及放大点对 应图标，再次重复执行放大步骤即可获取另一放大区域的目标波形放大图像。

上述实施例提供的技术方案，通过指令处理模块200接收输入的波形放大 指令并将指令发送至逻辑电路210，从而逻辑电路210获取在显示界面的水平方 向上移动的目标放大点的水平坐标，获取目标放大点与触发点的水平位置差值 并计算出新触发点的位置坐标，进而根据新触发点从存储器230中读取波形数 据，并以目标放大点为对称点，将读取的波形在显示界面展开显示。从而在利 用本示波器对目标波形进行放大显示时，无需对波形进行多次移动操作或调节 且无需重新设置参数值，快速准确地对目标波形进行放大显示，操作复杂度低。

为使本发明的技术方案的效果更清楚，结合示波器显示界面的示意图进行 阐述，参考图4和图5，其中图4为示波器的正面示意图，图5为示波器的显示 界面示意图。

其中，通过放大点按钮接收输入的放大点生成信号，并将信号发送至控制 电路202，控制电路202发送放大点生成指令至逻辑电路210，逻辑电路210在 显示界面生成放大点及对应的放大点图标，当图标在目标位置时，通过放大点 旋钮接收输入的波形放大调节信号并发送至控制电路202，控制电路202向逻辑 电路210发送波形放大指令，逻辑电路210确定放大点坐标位置并计算新触发 点的位置坐标，逻辑电路210接收控制电路202确定放大点的坐标位置并新触 发点的位置坐标，进而根据新触发点从存储器230中读取相应的波形数据，并 以放大点为对称点，将波形在显示屏240的显示界面全屏进行展开显示如图5所示，从而实现对目标波形的放大显示，无需对波形进行多次操作或调节，快 速且准确滴对目标波形进行放大显示，操作难度低。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和 改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附 权利要求为准。

Claims (10)

1.一种示波器，其特征在于，包括：指令处理模块、逻辑电路、输入电路、存储器和显示屏；

所述指令处理模块与所述逻辑电路连接，所述逻辑电路分别与所述输入电路、所述存储器和所述显示屏连接，所述存储器分别与所述输入电路和所述显示屏连接；

所述输入电路用于输入波形信号；

所述存储器用于存储输入的波形信号；

所述显示屏用于显示波形；

所述指令处理模块用于接收输入的波形放大指令，并将所述波形放大指令发送至所述逻辑电路；

所述逻辑电路用于获取在显示界面的水平方向上移动的目标放大点的水平坐标，根据所述目标放大点的水平坐标和当前显示界面的波形的触发点的水平坐标，计算所述目标放大点与所述触发点的水平位置差值，其中，所述触发点为波形的放大对称点，根据所述水平位置差值计算出进行波形放大的新触发点的位置坐标，根据所述新触发点从存储器读取相应波形数据，并以所述目标放大点为对称点将读取的波形在所述显示屏的显示界面展开显示；其中，逻辑电路可根据新触发点和所述波形放大指令从存储器中读取波形数据，逻辑电路根据波形放大指令，即根据示波器的采样率和水平时基计算显示界面上放大显示后的数据量。

2.根据权利要求1所述的示波器，其特征在于，所述逻辑电路进一步用于在显示界面的水平方向上移动所述目标放大点时，以设定图标实时显示所述目标放大点的位置。

3.根据权利要求2所述的示波器，其特征在于，所述指令处理模块包括控制电路和输入设备，所述输入设备与所述控制电路相连接，所述控制电路与所述逻辑电路相连接；

所述输入设备用于接收输入的控制信号并将所述控制信号发送至所述控制电路，所述控制电路用于接收所述控制信号并向所述逻辑电路发送控制指令。

4.根据权利要求3所述的示波器，其特征在于，所述逻辑电路进一步用于接收所述控制电路发送的采样率设置指令，根据所述采样率设置指令设置示波器的采样率，并根据所述采样率将读取的波形在所述显示屏的显示界面展开显示。

5.根据权利要求4所述的示波器，其特征在于，所述逻辑电路进一步用于根据所述目标放大点的水平坐标和当前显示界面的波形的触发点的水平坐标，获取所述目标放大点与所述触发点之间的采样点的数量，并根据所述采样率和所述采样点的数量计算所述目标放大点与所述触发点的水平位置差值。

6.根据权利要求3所述的示波器，其特征在于，所述逻辑电路进一步用于接收所述控制电路发送的显示区域设置指令，根据所述显示区域设置指令在所述显示屏的显示界面设置波形显示区域，并以所述目标放大点为对称点将读取的波形在所述波形显示区域展开显示。

7.根据权利要求6所述的示波器，其特征在于，所述逻辑电路进一步用于以所述目标放大点为对称点将读取的波形在显示界面中心对称点处进行全屏展开显示。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的示波器，其特征在于，还包括依次连接在所述输入电路与所述存储器之间的信号滤波器、信号衰减器和信号放大器；

所述信号滤波器用于对信号进行滤波并发送至所述信号衰减器，所述信号衰减器用于对信号进行衰减并发送至所述信号放大器，所述信号放大器用于对信号进行放大并发送至所述存储器。

9.根据权利要求8所述的示波器，其特征在于，还包括连接在所述信号放大器和所述存储器之间的模数转换器，以及连接在所述存储器和所述显示屏之间的数模转换器；

所述模数转换器用于将所述信号放大器输出的信号转换为数字信号，并将所述数字信号发送至所述存储器；

所述数模转换器用于将所述存储器输出的信号转换为模拟信号，并将所述模拟信号发送至所述显示屏。

10.根据权利要求9所述的示波器，其特征在于，还包括连接在所述输入电路与所述逻辑电路之间的触发电路；

所述触发电路用于接收所述输入电路发送的输入信号，将所述输入信号与参考信号进行比较，并在所述输入信号满足预设条件时向所述逻辑电路发送脉冲信号；

所述逻辑电路进一步用于接收所述脉冲信号，并根据所述脉冲信号控制所述存储器对接收的波形信号进行存储。

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