CN108646072B - 一种基于汉明距的触发产生装置 - Google Patents

一种基于汉明距的触发产生装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108646072B
CN108646072B CN201810468069.5A CN201810468069A CN108646072B CN 108646072 B CN108646072 B CN 108646072B CN 201810468069 A CN201810468069 A CN 201810468069A CN 108646072 B CN108646072 B CN 108646072B
Authority
CN
China
Prior art keywords
trigger
sequence
hamming distance
signal
waveform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810468069.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108646072A (zh
Inventor
张沁川
潘卉青
叶芃
蒋俊
赵禹
丁鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Electronic Science and Technology of China
Original Assignee
University of Electronic Science and Technology of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Electronic Science and Technology of China filed Critical University of Electronic Science and Technology of China
Priority to CN201810468069.5A priority Critical patent/CN108646072B/zh
Publication of CN108646072A publication Critical patent/CN108646072A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108646072B publication Critical patent/CN108646072B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R13/00—Arrangements for displaying electric variables or waveforms
    • G01R13/02—Arrangements for displaying electric variables or waveforms for displaying measured electric variables in digital form
    • G01R13/0218—Circuits therefor
    • G01R13/0254—Circuits therefor for triggering, synchronisation

Abstract

本发明公开了一种基于汉明距的触发产生装置，通过引入汉明距解决了多次触发问题：将实时捕获(波形数据采集时)的0/1同步序列与存储的触发数字序列(参考0/1同步序列)进行比较即异或运算并进行累加得到汉明距，汉明距表示实时输入的被测信号波形相对于参考波形的近似程度，汉明距越小，相似度越高，这样可以根据汉明距产生触发信号(汉明距小于设定的触发阈值时触发)，从而使得复杂信号波形稳定显示。同时，本发明将被测信号与触发电平进行比较，产生0/1同步序列并作为波形相似度比较的对象，硬件资源大幅度减少。同时，也不需要进行分段计算，实现触发信号的产生的复杂度也大幅度降低，这样提高了触发信号产生的相应速度。

Description

一种基于汉明距的触发产生装置
技术领域
本发明属于数字存储示波器触发技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于基于汉明距的触发产生装置。
背景技术
数字存储示波器的重要功能是能捕捉用户感兴趣的波形并进行分析。对于简单波形，采用常规电平触发技术产生与输入信号周期一致的触发信号可以使得波形稳定显示如图1所示。
然而，对于复杂信号，一个周期内可能会包含多个重复的信号特征对应多个触发点。如图2所示，复杂信号周期内出现多次相同的电平特征，数字存储示波器将会把不同边沿的信号作为触发点重叠在一起，从而造成波形叠加现象产生，使得波形无法稳定显示。
在2018年01月30日公布的、公布号为CN107643434A、名称为“一种基于分段切比雪夫距离的复杂波形触发方法”的发明专利申请中，引入波形相似性度量解决了多次触发问题：利用相似性度量原理，将实时捕获样本波形与存储的参考波形进行比较，相似值表示输入波形相对于参考波形的近似程度，并且可以根据相似性阈值产生触发脉冲，从而使得复杂信号波形稳定显示。同时，该发明引入模糊隶属度函数使得波形相似性的比较不受波形的实际幅值以及噪声电平的多样性的影响，使得波形相似性判断更为准确。另一方面，在实际应用中，算法的分段长度可以根据具体硬件设计平台动态调整，保证算法响应速度和硬件资源消耗的平衡。
该专利申请首先需要进行分段、计算被测信号与参考样点序列各个分段之间的切比雪夫距离，再取平均值，并据此平均值计算出相似度，如果相似度大于相似性阈值时，生成触发信号。同时，为求取切比雪夫距离，，需要用FIFO存储器来存储各个采样点的值，每一个值都是由多位二进制数构成，如8位二进制，这样实现需要大量的硬件资源，实现也比较复杂，响应速度也比较慢。
发明内容
本发明的目的在于克服传统电平触发技术的不足，提出一种基于汉明距的触发产生装置，在拓展电平触发技术的应用范围的同时，减小触发信号产生所需要的硬件资源，简化实现的复杂度，提高响应速度。
为实现上述发明目的，本发明基于汉明距的触发产生装置，其特征在于，包括：
一0/1同步序列产生装置，用于将被测信号与触发电平进行比较，并在每个(ADC)采样脉冲到来时，根据被测信号与触发电平的比较结果，输出一个0或1的值，从而得到0/1同步序列；
一触发数字序列寄存器，用于存储触发数字序列；所述触发数字序列是在示波器进行波形数据采集前，0/1同步序列产生装置输出0/1同步序列到触发数字序列寄存器，触发数字序列寄存器进行存储的一段长度为K的0/1同步序列M0,M1,…,MK-1；
一串行移位寄存器，其位数为K，分别为A0,A1,…,AK-1，用于在示波器进行波形数据采集时，0/1同步序列产生装置输出的0/1同步序列以先进先出的方式输入到串行移位寄存器中：每一个采样时钟，串行移位寄存器中的数据向A0移动，A0的数据丢弃，0/1同步序列输入到AK-1；
K个异或门，将触发数字序列寄存器存储的0/1同步序列M0,M1,…,MK-1与串行移位寄存器中的K位A0,A1,…,AK-1一一对应地进行异或运算：其中，k＝0,1,…,K-1；
加法器，用于将K个异或门的异或运算结果hk进行累加，得到汉明距H，H为整数且0≤H≤K：
一触发信号产生电路，用于将加法器的累加值即汉明距与设定的触发阈值进行比较，如果累加值小于触发阈值，则产生触发信号。
本发明的目的是这样实现的。
复杂信号周期内的多个相同信号特征会导致多次触发，从而导致波形不稳定显示，本发明于基于汉明距的触发产生装置引入汉明距解决了多次触发问题：将实时捕获(波形数据采集时)的0/1同步序列与存储的触发数字序列(参考0/1同步序列)进行比较即异或运算并进行累加得到汉明距，汉明距表示实时输入的被测信号波形相对于参考波形的近似程度，汉明距越小，相似度越高，这样可以根据汉明距产生触发信号(汉明距小于设定的触发阈值时触发)，从而使得复杂信号波形稳定显示。同时，本发明将被测信号与触发电平进行比较，产生0/1同步序列并作为波形相似度比较的对象，相比现有的“一种基于分段切比雪夫距离的复杂波形触发方法”，其为0或1的值，而非波形采样点的幅度值(通常为0～255)，这样，在硬件上，就没有必要采用存储器以及FIFO存储器，而直接采用串行移位寄存器进行存储(现有技术对于一个数据点，如果是0～255的采样，则为8位，本发明则为1位)；同时，简单的异或运算门电路代替采样值间的距离运算(相减再取绝对值)也可以大幅度减少硬件资源消耗。同时，也不需要进行分段计算和除法运算，实现触发信号的产生的复杂度和实现难度大幅度降低，这样提高了触发信号产生的相应速度。
附图说明
图1是简单波形正常触发稳定显示的波形示意图；
图2是复杂波形触发异常导致的波形叠加示意图；
图3是本发明基于汉明距的触发产生装置一种具体实施方式原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。
为了解决复杂信号因为多次触发问题，本发明提出了一种基于汉明距的触发产生装置，利用电平比较方法生成与原采样序列同步的0/1同步序列作为波形特征相似度比较的对象，计算汉明距，最终生成触发信号，这样能够快速准确地在示波器上呈现出复杂信号的稳定波形的同时，减小触发产生所需要的硬件资源，简化实现的复杂度，提高响应速度。
图3是本发明基于汉明距的触发产生装置一种具体实施方式原理框图。
在本实施例中，如图3所示，本发明基于汉明距的触发产生装置包括一0/1同步序列产生装置、触发数字序列寄存器2、串行移位寄存器3、K个异或门4、加法器5以及触发信号产生电路6。
0/1同步序列产生装置1用于将被测信号与触发电平进行比较，并在每个采样脉冲到来时，根据被测信号与触发电平的比较结果，输出一个0或1的值，从而得到0/1同步序列。在具体实施过程中，若利用数字比较方法则直接产生与被测复杂信号同步的0/1同步序列，若采用模拟的边沿触发方法，则需要对模拟比较器输出的同步脉冲信号进行采样，该采样时钟与ADC的采样时钟同步，以获得0/1同步序列。
触发数字序列寄存器2用于存储触发数字序列。所述触发数字序列是在示波器进行波形数据采集前，0/1同步序列产生装置1输出0/1同步序列到触发数字序列寄存器2，触发数字序列寄存器2进行存储的一段长度为K的0/1同步序列M0,M1,…,MK-1。该触发数字序列也就是参考0/1同步序列，用于后续被测信号的比较。
串行移位寄存器3的位数为K，分别为A0,A1,…,AK-1。在示波器进行波形数据采集时，0/1同步序列产生装置1输出0/1同步序列到串行移位寄存器3，0/1同步序列以先进先出的方式输入到串行移位寄存器3中：每一个采样时钟，串行移位寄存器中3的数据向A0移动，A0的数据丢弃，0/1同步序列输入到AK-1。
K个异或门4将触发数字序列寄存器2存储的0/1同步序列M0,M1,…,MK-1与串行移位寄存器3中的K位A0,A1,…,AK-1一一对应地进行异或运算： 其中，k＝0,1,…,K-1。然后加法器5将K个异或门的异或运算结果hk进行累加，得到汉明距H：
触发信号产生电路6将加法器5的累加值即汉明距H与设定的触发阈值α进行比较，如果累加值即汉明距H小于触发阈值，则产生触发信号。
汉明距表示实时输入的被测信号波形相对于参考波形的近似程度，汉明距越小，相似度越高，这样可以根据汉明距产生触发信号即汉明距小于设定的触发阈值时触发，从而使得复杂信号波形稳定显示。相比现有的采样值的直接比较，不再进行分段、比较的数量大幅度减小，从而减小了触发信号产生所需要的硬件资源，简化实现的复杂度，提高响应速度。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (2)

1.一种基于汉明距的触发产生装置，其特征在于，包括：
一0/1同步序列产生装置，用于将被测信号与触发电平进行比较，并在每个采样脉冲到来时，根据被测信号与触发电平的比较结果，输出一个0或1的值，从而得到0/1同步序列；
一触发数字序列寄存器，用于存储触发数字序列；所述触发数字序列是在示波器进行波形数据采集前，0/1同步序列产生装置输出0/1同步序列到触发数字序列寄存器，触发数字序列寄存器进行存储的一段长度为K的0/1同步序列M0,M1,…,MK-1；
一串行移位寄存器，其位数为K，分别为A0,A1,…,AK-1，用于在示波器进行波形数据采集时，0/1同步序列产生装置输出的0/1同步序列以先进先出的方式输入到串行移位寄存器中：每一个采样时钟，串行移位寄存器中的数据向A0移动，A0的数据丢弃，0/1同步序列输入到AK-1；
K个异或门，将触发数字序列寄存器存储的0/1同步序列M0,M1,…,MK-1与串行移位寄存器中的K位A0,A1,…,AK-1一一对应地进行异或运算：其中，k＝0,1,…,K-1；
加法器，用于将K个异或门的异或运算结果hk进行累加，得到汉明距H：
一触发信号产生电路，用于将加法器的累加值即汉明距与设定的触发阈值进行比较，如果累加值小于触发阈值，则产生触发信号。
2.根据权利要求1所述的触发产生装置，其特征在于，所述0/1同步序列产生装置若利用数字比较方法则直接产生与被测复杂信号同步的0/1同步序列，若采用模拟的边沿触发方法，则需要对模拟比较器输出的同步脉冲信号进行采样，该采样时钟与ADC的采样时钟同步，以获得0/1同步序列。
CN201810468069.5A 2018-05-16 2018-05-16 一种基于汉明距的触发产生装置 Active CN108646072B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810468069.5A CN108646072B (zh) 2018-05-16 2018-05-16 一种基于汉明距的触发产生装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810468069.5A CN108646072B (zh) 2018-05-16 2018-05-16 一种基于汉明距的触发产生装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108646072A CN108646072A (zh) 2018-10-12
CN108646072B true CN108646072B (zh) 2019-12-27

Family

ID=63756228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810468069.5A Active CN108646072B (zh) 2018-05-16 2018-05-16 一种基于汉明距的触发产生装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108646072B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114219699B (zh) * 2022-02-22 2022-07-29 绍兴埃瓦科技有限公司 匹配代价处理方法及电路和代价聚合处理方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1564940A (zh) * 2002-04-19 2005-01-12 韦弗拜克公司 基于低频频谱分量的样本检测
US8179305B2 (en) * 2009-08-12 2012-05-15 Tektronix, Inc. Enhanced impulse response measurement of an FM radar transmitter pulse
CN103067155A (zh) * 2012-12-27 2013-04-24 东南大学 一种防止基于功耗分析的des算法攻击的方法及测试电路
CN203038259U (zh) * 2012-08-28 2013-07-03 瑞萨集成电路设计(北京)有限公司 数据采集装置及在线仿真调试系统
CN103675380A (zh) * 2012-09-25 2014-03-26 北京普源精电科技有限公司 一种具有周期触发功能的示波器
CN106018910A (zh) * 2016-05-16 2016-10-12 中国电子科技集团公司第四十研究所 一种示波器中以太网协议分析与触发电路及方法
CN107104785A (zh) * 2016-02-22 2017-08-29 埃沙尔公司 测试电路对侧信道分析的抵抗力的方法
CN107135176A (zh) * 2017-07-06 2017-09-05 电子科技大学 基于分数低阶循环谱的图域通信信号调制识别方法
CN107643434A (zh) * 2017-08-29 2018-01-30 电子科技大学 一种基于分段切比雪夫距离的复杂波形触发方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103969483B (zh) * 2014-04-24 2017-02-15 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种数字示波器触发系统
US9268321B2 (en) * 2014-06-24 2016-02-23 Keysight Technologies, Inc. Digital tiggering using finite state machines

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1564940A (zh) * 2002-04-19 2005-01-12 韦弗拜克公司 基于低频频谱分量的样本检测
US8179305B2 (en) * 2009-08-12 2012-05-15 Tektronix, Inc. Enhanced impulse response measurement of an FM radar transmitter pulse
CN203038259U (zh) * 2012-08-28 2013-07-03 瑞萨集成电路设计(北京)有限公司 数据采集装置及在线仿真调试系统
CN103675380A (zh) * 2012-09-25 2014-03-26 北京普源精电科技有限公司 一种具有周期触发功能的示波器
CN103067155A (zh) * 2012-12-27 2013-04-24 东南大学 一种防止基于功耗分析的des算法攻击的方法及测试电路
CN107104785A (zh) * 2016-02-22 2017-08-29 埃沙尔公司 测试电路对侧信道分析的抵抗力的方法
CN106018910A (zh) * 2016-05-16 2016-10-12 中国电子科技集团公司第四十研究所 一种示波器中以太网协议分析与触发电路及方法
CN107135176A (zh) * 2017-07-06 2017-09-05 电子科技大学 基于分数低阶循环谱的图域通信信号调制识别方法
CN107643434A (zh) * 2017-08-29 2018-01-30 电子科技大学 一种基于分段切比雪夫距离的复杂波形触发方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《Robustness Evaluation of Software Customized Intelligent》;Shakeb A.Khan1 etc.;《2009 IEEE International Workshop on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications》;20091201;第49-52页 *
《一种抑制同步开关噪声的改进总线翻转编码方法》;胡晋等;《微电子学》;20091231;第39卷(第6期);第738-746页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108646072A (zh) 2018-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9506951B2 (en) Method and apparatus for data acquisition with waveform trigger
US6492929B1 (en) Analogue to digital converter and method of analogue to digital conversion with non-uniform sampling
US10481573B2 (en) Multi-channel digital trigger with combined feature matching and associated methods
US9442136B2 (en) Real-time oscilloscope for generating a fast real-time eye diagram
CN106772185B (zh) 一种用于示波器的信号间隔或周期检测方法和装置
US20150188560A1 (en) Method for full-digital random sampling
US9874863B2 (en) Finite state machine-based trigger event detection employing interpolation
US5028914A (en) Method and apparatus for waveform digitization
CN113923319B (zh) 降噪装置、方法、芯片、事件成像装置及电子设备
CN108646072B (zh) 一种基于汉明距的触发产生装置
CN104022761A (zh) 一种脉冲调制信号的测试方法
JP2000081451A (ja) デジタル・オシロスコ―プ及びピ―ク表示方法
CN107643434B (zh) 一种基于分段切比雪夫距离的复杂波形触发方法
CN105136317A (zh) 单点采样判决单光子探测器及其采样判决方法
US6912474B2 (en) Method and apparatus for high-speed synchronous digital acquisition derived in real -time from analog samples
CN111308147B (zh) 一种基于信息熵的数据采集装置
CN103869123B (zh) 一种具有脉宽测量功能的示波器
CN103675381A (zh) 一种具有周期触发功能的并行采样的示波器
US9755791B2 (en) Eye diagram estimation, based on signal statistics collection
JP2975415B2 (ja) 測定データ処理装置
CN112067870B (zh) 一种基于fpga的示波器参数自动测量装置及方法
CN103675380A (zh) 一种具有周期触发功能的示波器
Wu et al. Detection algorithm of infrared dim small target based on FPGA
CN112051442A (zh) 一种微波峰值功率测量中提高时间参数测量速度的方法
US11626934B1 (en) Probability-based capture of an eye diagram on a high-speed digital interface

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant