CN110208589B - 一种时域信号的波形测量方法及测量装置、数字示波器 - Google Patents

Abstract

一种时域信号的波形测量方法及测量装置、数字示波器，该波形测量方法包括：获取数字时域信号的波形信息；根据波形信息形成目标幅值的波形搜索区域；计算得到波形搜索区域内每个点集合的期望值，根据期望值确定目标幅值在所述波形搜索区域内的虚拟采样点；输出虚拟采样点的幅值信息和时间信息。请求保护的波形测量方法能够减少采样通道噪声、ADC量化误差和采样不足对关注点的定位准确度的影响，提高关注点对真实波形的逼近程度，尤其是在关注点对应的虚拟采样点不重合于真实采样点时，能够减少ADC量化误差、采样率不足的影响，将关注点的定位准确度提高到近似理想的状态，可最大限度地减小最佳采样点定位、时间(如周期)测量等操作的误差。

Description

一种时域信号的波形测量方法及测量装置、数字示波器

技术领域

本发明涉及信号测量技术领域，具体涉及一种时域信号的波形测量方法及测量装置、数字示波器。

背景技术

时间概念建立在时间起点和时间终点之上，以时间概念中的周期来说明，现代示波器通常通过计算相邻两个上升沿(或下降沿)的“同相位点”之间的时间间隔来获取周期。对于二维形式表示的时域信号而言，通常用横轴代表时间，用纵轴代表幅度，那么“同相位点”需要通过垂直方向上的幅值来确定，例如，上升沿或下降沿上的零相位点需要通过50％幅值点来确定。因此，纵轴上某一幅值对应的时域信号波形点(即用户关注的相位点，或称为关注点)的时间测量值是否准确，与该关注点的实际横轴坐标位置有关系，实际横向坐标位置定位的越精准，则该关注点的时间测量值就越准确，也使得时域信号的周期测量值越准确。

现代示波器往往对模拟时域信号进行ADC采样，根据得到的数字时域信号进行周期测量，数字时域信号由众多离散的采样点构成，可逼近于真实的模拟时域信号，但是，受ADC采样器件的量化误差、采样率限制以及采样通道噪声的影响，数字时域信号相对于模拟时域信号的逼近程度存在一定的限制。这种限制具体体现在：在存在采样点的位置，数字时域信号的波形(即采样波形)与模拟时域信号的波形(即真实波形)之间可能存在差异；在不存在采样点的位置，则数字时域信号的波形无法准确描述模拟时域信号的波形。

在数字示波器中，例如图1中对关注点O处的波形放大图，以及图2中对三个相邻点集合的波形放大图，数字时域信号的采样点在每个上升沿(或下降沿)上的分布状态总体上呈现四个特点：(1)纵轴上任意一幅值对应一个由若干采样点构成点集合，或者对应相邻点集合之间的间隔区域(无采样点)；(2)本应在某个点集合内的采样点，因受采样通道噪声或ADC量化误差的影响会存在于相邻的点集合内，如理想情况下顺序采样得到的采样点1、2、3应在点集合2中且对应于一个相同的幅值，然而受通道噪声或量化误差影响后采样点1、3却分布于点集合1、点集合3中且对应于不同的幅值；(3)每个点集合中所有采样点按照采样序号的顺序(或时间顺序)进行排布，采样点之间的时间间隔受采样通道噪声或ADC量化误差的影响而存在非均匀性现象，各个点集合中采样点的数目受信号频率、采样率、采样位数、垂直档位或采样通道噪声的影响而存在非一致性现象；(4)某个点集合内的所有采样点和相邻点集合内的所有采样点具有很好的采样顺序相关性，即这些点集合内的采样点都遵循一个采样顺序，所有的采样点叠加在一起时可形成一条完整的采样间隔相等的采样波形，如点集合2中各个采样点非均匀分布，但与点集合1、点集合3中的各个采样点配合形成一条完整的等间隔采样序列。

由此类现象可知，纵轴上任意一幅值可能对应多个同幅值不同时间的采样点，那么就有必要从点集合中选择一个采样点作为该幅值对应的时域信号波形点，即作为关注点。在当前的数字示波器中，见图1，若目标幅值正好对应一个点集合，则通常选择该点集合中的第一个采样点A作为关注点，若目标幅值对应两个相邻点集合的间隔区域，则通常选择相邻点集合中的首个采样点B或首个采样点C作为关注点。因此，当前数字示波器在对数字时域信号的波形(即采样波形)进行时间测量时还存在一些问题，获取关注点的方法过于粗略，导致关注点的时间测量结果不准确、误差较大，尤其在时域信号的周期测量场合中，当前数字示波器采用的测量方法容易导致周期测量误差较大，无法满足高精度周期测量的需求，为生产带来负面影响。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是如何克服现有数字示波器对数字时域信号的波形进行时间测量时存在的测量结果不准确、误差大的问题。为解决上述技术问题，本申请提供一种时域信号的波形测量方法及测量装置、数字示波器。

根据第一方面，一种实施例中提供一种时域信号的波形测量方法，包括以下步骤：

获取数字时域信号的波形信息，所述波形信息包括多个幅值分别对应的点集合，每个所述点集合包括若干个同幅值不同采样序号的采样点；

在所述多个幅值中确定目标幅值周围的若干个幅值及各自对应的点集合，形成所述目标幅值的波形搜索区域；

计算得到所述波形搜索区域内每个点集合的期望值，根据所述期望值确定所述目标幅值在所述波形搜索区域内的虚拟采样点；

输出所述虚拟采样点的幅值信息和时间信息。

所述在所述多个幅值中确定目标幅值周围的若干个幅值及各自对应的点集合，形成所述目标幅值的波形搜索区域，包括：确定目标幅值周围的若干个幅值及各自对应的点集合，以该些点集合中采样点的最大幅值、最小幅值、最大采样序号和最小采样序号作为边界条件，形成所述目标幅值的波形搜索区域。

所述计算得到所述波形搜索区域内每个点集合的期望值，包括：

对于所述波形搜索区域内的每个点集合，将该点集合连续划分为M个等采样长度的区间，获取采样点数目由高至低的前m个区间，根据该m个区间内所有采样点的采样序号计算得到该点集合的期望值；

或者，对于所述波形搜索区域内的每个点集合，根据该点集合内各个采样点的采样序号计算得到该点集合的均值和标准差，以该均值为中心，以该标准差为步长向该点集合的两端划分出N个区间，获取采样点数目由高至低的前n个区间，根据该n个区间内所有采样点的采样序号计算得到该点集合的期望值；

或者，对于所述波形搜索区域内的每个点集合，根据该点集合内各个采样点的采样序号计算得到该点集合的期望值；

其中，M、N均为大于1的正整数，m、n分别为小于或等于M、N的正整数。

所述根据所述期望值确定所述目标幅值在所述波形搜索区域内的虚拟采样点，包括：根据所述波形搜索区域内每个点集合的期望值，确定每个点集合对应的幅值在所述波形搜索区域内的理论采样点；根据各个点集合分别对应的幅值的理论采样点，通过线性插值或曲线拟合获得所述目标幅值在所述波形搜索区域内的虚拟采样点。

所述输出所述虚拟采样点的幅值信息和时间信息，包括：所述虚拟采样点的幅值信息为所述目标幅值相对应的物理参量(如电压)，所述虚拟采样点的时间信息为该虚拟采样点的采样序号相对应的时间节点。

所述的波形测量方法还包括周期测量步骤，所述周期测量步骤包括：从所述数字时域信号的波形信息中获取相邻的同波形变化趋势的两个信息片段，所述信息片段包括上升沿信息或下降沿信息；确定所述目标幅值在两个所述信息片段上分别对应的虚拟采样点及其时间信息；根据确定的两个虚拟采样点的时间信息，得到所述数字时域信号的周期。

根据第二方面，一种实施例中提供一种时域信号的波形测量装置，包括：

获取单元，用于获取数字时域信号的波形信息，所述波形信息包括多个幅值分别对应的点集合，每个所述点集合包括若干个同幅值不同时间的采样点；

构建单元，与所述获取单元连接，用于在所述多个幅值中确定目标幅值周围的若干个幅值及各自对应的点集合，构建所述目标幅值的波形搜索区域；

计算单元，与所述构建单元连接，用于计算得到所述波形搜索区域内每个点集合的期望值，根据所述期望值确定所述目标幅值在所述波形搜索区域内的虚拟采样点；

输出单元，与所述计算单元连接，用于输出所述虚拟采样点的幅值信息和时间信息。

所述的波形测量装置还包括周期测量单元，与所述获取单元和所述输出单元连接；所述周期测量单元用于从所述数字时域信号的波形信息中获取相邻的同波形变化趋势的两个信息片段，且将两个所述信息片段分别输入至所述获取单元，以使得所述计算单元确定所述目标幅值在两个所述信息片段上分别对应的虚拟采样点及其时间信息；所述周期测量单元还用于通过所述输出单元得到确定的两个虚拟采样点的时间信息，且根据确定的两个虚拟采样点的时间信息得到所述数字时域信号的周期。

根据第三方面，一种实施例中提供一种数字示波器，包括：

采样通道，用于接收被测信号且根据所述被测信号获取数字时域信号；

上述第二方面所述的波形测量装置，其中所述获取单元与所述采样通道连接。

根据第四方面，一种实施例中提供一种计算机可读存储介质，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现上述第一方面所述的方法。

本申请的有益效果是：

依据上述实施例的一种时域信号的波形测量方法及测量装置、数字示波器，该波形测量方法包括：获取数字时域信号的波形信息；在波形信息包含的多个幅值中确定目标幅值周围的若干个幅值及各自对应的点集合，形成目标幅值的波形搜索区域；计算得到波形搜索区域内每个点集合的期望值，根据期望值确定目标幅值在所述波形搜索区域内的虚拟采样点；输出虚拟采样点的幅值信息和时间信息。第一方面，由于从每个幅值对应的点集合中选取期望值处的点作为该幅值的最佳采样点，使得每个幅值的关注点的准确度大大提高，避免了现有技术中选取首个采样点作为关注点的局限性；第二方面，由于借助目标幅值的波形搜索区域内每个点集合的期望值来确定目标幅值在波形搜索区域内的虚拟采样点，使得获取任意目标幅值的最佳采样点成为可能，利于提高目标幅值的选取精度，为精确测量带来便利；第三方面，请求保护的波形测量方法能够减少采样通道噪声、ADC量化误差和采样率不足对关注点的定位准确度的影响，提高关注点对真实波形的逼近程度，尤其是在虚拟采样点不重合于真实采样点时，能够减少ADC量化误差、采样率不足的影响，将关注点的定位准确度提高到近似理想的状态，可最大限度地减小最佳采样点定位、周期测量等操作的误差；第四方面，由于请求保护的数字示波器采用了依据波形测量方法而设计的波形测量装置，使得数字示波器在进行获取目标幅值的最佳采样点、周期测量等过程中可有效地减小误差，提高时间测量结果的精确度，为时域信号精准测量场合带来实用价值，尤其是针对1MHz以下以及100MHz以上时域信号，对比现有技术，同等条件下时间测量结果的误差范围可缩小5至10倍。

附图说明

图1为现有技术中关注点O处的波形放大示意图；

图2为现有技术中三个点集合的波形放大示意图；

图3为一种实施例中时域信号的波形测量方法的流程图；

图4为获取目标幅值的虚拟采样点的流程图；

图5为周期测量步骤的流程图；

图6为形成波形搜索区域的原理示意图；

图7为均等划分点集合的原理示意图；

图8为采用均值和标准差划分点集合的原理示意图；

图9为周期测量步骤的原理示意图；

图10为时序信号的波形测量装置的结构示意图；

图11为一种实施例中数字示波器的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

实施例一、

请参考图3，本申请公开一种时域信号的波形测量方法，包括步骤S100-S400，下面分别说明。

步骤S100，获取数字时域信号的波形信息，这里的波形信息包括多个幅值分别对应的点集合，每个点集合包括若干个同幅值不同采样序号的采样点。

例如图6，对数字时域信号中O点处的数字波形进行处理，可获得纵轴上每一个幅值所对应的点集合，每个点集合中包括一些离散化分布的同幅值不同采样序号的采样点，各个采样点按照采样序号的大小顺序进行分布(或者说按照采样时间的先后顺序进行分布)，具体可参考图2中的点集合，这里不再进行赘述。本实施例中纵轴上点集合对应的幅值是离散分布的，采样频率、信号频率一定的情况下，相邻两个幅值之间的宽度与数字时域信号的斜率有关斜率越大，相邻两个幅值之间的宽度就越大。

在一具体实施例中，数字时序信号的波形信息以数字形式存储在存储设备或缓存设备中并以图形化显示在屏幕上，因此，这里获取数字时域信号的波形信息时可以直接从存储设备或缓存设备中读取、调用这些数据。

步骤S200，在多个幅值中确定目标幅值周围的若干个幅值及各自对应的点集合，形成目标幅值的波形搜索区域。

在一具体实施例中，确定目标幅值周围的若干个幅值及各自对应的点集合，以该些点集合中采样点的最大幅值、最小幅值、最大采样序号和最小采样序号作为边界条件，形成目标幅值的波形搜索区域。

例如图6，设定一个目标幅值，如50％幅值(这里的50％幅值是指波形最低点和波形最高点的幅值和的50％，往往是零相位处的幅值)，该目标幅值可以是最低点幅值到最高点幅值之间的任意一个数值。确定该目标幅值前后的四个幅值及各自对应的点集合，将点集合1中采样点的幅值(即最小幅值)和最小采样序号作为边界条件，且将点集合4中采样点的幅值(即最大幅值)和最大采样序号作为边界条件，由此形成了目标幅值的波形搜索区域，由此使得该波形搜索区域内各个点的横坐标在最小采样序号和最大采样序号之间，纵坐标在最小幅值和最大幅值之间。

步骤S300，计算得到波形搜索区域内每个点集合的期望值，根据期望值确定目标幅值在波形搜索区域内的虚拟采样点。在一实施例中，可见图4，步骤S300可包括步骤S310-S330，分别说明如下。

步骤S310，计算得到波形搜索区域内每个点集合的期望值。可以提供三种计算方法。

方法一：见图7，对于波形搜索区域内的每个点集合，将该点集合连续划分为M个(M大于1的正整数)等采样长度的区间，如区间M1、M2、M3、M4、M5、M6，各个区间的连续采样总次数相等，使得每个区间具有相同的区间长度，获取采样点数目由高至低的前m个(m为小于或等于M的正整数)区间，根据该m个区间内所有采样点的采样序号计算得到该点集合的期望值，如获取区间M4、M5、M6这三个采样点数目比较多的区间，由此计算该点集合的期望值。

需要说明的是，这种方法自动忽略了采样点数量较少的区间，利于排除被忽略区间内采样点的干扰。

方法二：见图8，对于波形搜索区域内的每个点集合，根据该点集合内各个采样点的采样序号计算得到该点集合的均值和标准差，以该均值为中心，以该标准差为步长向该点集合的两端划分出N个(N为大于1的正整数)区间，如区间N1、N2、N3、N4、N5、N6、N8，获取采样点数目由高至低的前n个(n为小于或等于N的正整数)区间，根据该n个区间内所有采样点的采样序号计算得到该点集合的期望值，如获取区间N4、N1、N3、N2这四个采样点数目比较多的区间，由此计算该点集合的期望值。

需要说明的是，这种方法以均值为中心、标准差为步长划分区间，能较好地排除一些异常采样点的干扰，将计算权重集中在采样点数目比较多的区间，能够获得可信度更高的计算结果。

方法三：对于波形搜索区域内的每个点集合，根据该点集合内各个采样点的采样序号计算得到该点集合的期望值(对应“方法一”中m＝M的情形)。如将图7中的区间M1、M2、M3、M4、M5、M6的所有采样点的采样序号进行统计，计算平均值以作为点集合的期望值。

需要说明的是，这种方法没有对个别异常采样点进行排除，但计算过程的复杂度低，可加快数据处理的速度。

步骤S320，根据波形搜索区域内每个点集合的期望值，确定每个点集合对应的幅值在波形搜索区域内的理论采样点。

例如图6，通过步骤S310分别计算点集合1至点集合4的期望值，确定各个点集合的幅值的理论采样点分别为Q1、Q2、Q3、Q4。

步骤S330，根据各个点集合分别对应的幅值的理论采样点，通过线性插值或曲线拟合获得目标幅值在波形搜索区域内的虚拟采样点。

例如图6，理论采样点Q1、Q2、Q3、Q4均具有采样序号和幅值形成的坐标，则通过坐标进行线性插值或曲线拟合，得到波形搜索区域内的一条曲线，如此即可得到该曲线上目标幅值对应的虚拟采样点Q5。

需要说明的是，根据二维坐标进行线性插值或曲线拟合的方法属于现有技术，因此这里不再进行详细说明。

步骤S400，输出虚拟采样点的幅值信息和时间信息。

在本实施例中，虚拟采样点的幅值信息为目标幅值相对应的物理参量(如电压)，虚拟采样点的时间信息为该虚拟采样点的采样序号相对应的时间节点。例如图6中的虚拟采样点Q5的横坐标和纵坐标分别可以转换为时间值和电压参量值。

在另一个实施例中，本申请请求保护的波形测量方法还包括周期测量步骤，具体可见图5。该周期测量步骤为S500，包括S510-S530，分别说明如下。

步骤S510，从数字时域信号的波形信息中获取相邻的同波形变化趋势的两个信息片段，这里的信息片段包括上升沿信息或下降沿信息。例如图9，获取两个相邻的上升沿上的片段信息P1和P2，这里的片段信息P1、P2的数据量不做限制，可以为整个上升沿或其上若干个点集合形成的波形。

步骤S520，确定目标幅值在两个信息片段上分别对应的虚拟采样点及其时间信息。

在本实施例中，根据步骤S100-S400公开的方法计算片段信息P1上目标幅值(如零相位处幅值)对应的虚拟采样点O1，且计算片段信息P2上目标幅值(如零相位处幅值)对应的虚拟采样点O2，由此得到虚拟采样点O1、O2的采样序号以及转换形成的时间信息。

步骤S530，根据确定的两个虚拟采样点的时间信息，得到数字时域信号的周期。例如图9，在得知了虚拟采样点O1、Q2的时间信息的基础上，可以通过做差的方式计算数字时域信号的周期。

实施例二、

请参考图10，本实施例中公开一种时域信号的波形测量装置6，与实施例一中公开波形测量方法相对应，该波形测量装置6的结构示意图可具体参考图10，其主要包括获取单元61、构建单元62、计算单元63、输出单元64。

获取单元61用于获取数字时域信号的波形信息，该波形信息包括多个幅值分别对应的点集合，每个点集合包括若干个同幅值不同时间的采样点。波形信息的展示形式可以参考图6和图2，这里不再进行赘述。

在一具体实施例中，数字时序信号的波形信息以数字形式存储在存储设备或缓存设备中并以图形化显示在屏幕上，因此，获取单元61可以直接从存储设备或缓存设备中读取、调用波形信息。

构建单元62与获取单元连接，用于在多个幅值中确定目标幅值周围的若干个幅值及各自对应的点集合，构建目标幅值的波形搜索区域。构建单元62构建目标幅值的波形搜索区域的具体过程可以参照实施例一中的步骤S200，这里不再赘述。

计算单元63与构建单元62连接，用于计算得到波形搜索区域内每个点集合的期望值，根据期望值确定目标幅值在波形搜索区域内的虚拟采样点。计算单元63确定目标幅值的虚拟采样点的过程可以参照实施例一中的步骤S300，这里不再赘述。

输出单元64与计算单元63连接，用于输出虚拟采样点的幅值信息和时间信息。输出单元64输出虚拟采样点的幅值信息和时间信息的过程可以参照实施例一中的步骤S400，这里不再赘述。

进一步地，见图10，该波形测量装置6还包括周期测量单元65，其与获取单元61和输出单元64连接。

在本实施例中，周期测量单元65用于从数字时域信号的波形信息中获取相邻的同波形变化趋势的两个信息片段，且将两个信息片段分别输入至获取单元61，以使得计算单元62确定目标幅值在两个所述信息片段上分别对应的虚拟采样点及其时间信息；并且，周期测量单元65还用于通过输出单元64得到确定的两个虚拟采样点的时间信息，且根据确定的两个虚拟采样点的时间信息得到所述数字时域信号的周期。周期测量单元65计算数字时域信号的周期的过程可以参照实施例一中的步骤S500，这里不再赘述。

实施例三、

请参考图11，本申请还公开一种数字示波器7，其主要包括采样通道71和实施例二中请求保护的波形测量装置6。

采样通道71用于接收被测信号且根据被测信号获取数字时域信号。在一具体实施例中，采样通道71包括信号放大、滤波、模数转换、锁相环或数字下变频等功能，可以对模拟时域信号进行高速采样，从而得到具备一定采样频率的数字时域信号，该数字时域信号中每个采样点都具有对应的幅值和采样序号。

波形测量装置6中的获取单元61与采样通道71连接，能够按照实施例二中说明的功能对数字时域信号进行处理，从而得到目标幅值的虚拟采样点，以及得到数字时域信号的周期。

此外，见图11，数字示波器还包括显示器72，波形测量装置6可以与该显示器72进行通信连接，能够将数字时域信号的波形展示在显示界面上，还可以在数字时域信号的波形上展示目标幅值、目标幅值的虚拟采样点、虚拟采样点的采样序号和时间信息、数字时域信号的周期测量结果等，以方便用户进行查看，为工况测量带来便宜操作。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。

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 (8)

1.一种时域信号的波形测量方法,其特征在于，包括以下步骤：

获取数字时域信号的波形信息，所述波形信息包括多个幅值分别对应的点集合，每个所述点集合包括若干个同幅值不同采样序号的采样点；

在所述多个幅值中确定目标幅值周围的若干个幅值及各自对应的点集合，形成所述目标幅值的波形搜索区域；

计算得到所述波形搜索区域内每个点集合的期望值，根据所述期望值确定所述目标幅值在所述波形搜索区域内的虚拟采样点；

输出所述虚拟采样点的幅值信息和时间信息；

所述在所述多个幅值中确定目标幅值周围的若干个幅值及各自对应的点集合，形成所述目标幅值的波形搜索区域，包括：

确定目标幅值周围的若干个幅值及各自对应的点集合，以该些点集合中采样点的最大幅值、最小幅值、最大采样序号和最小采样序号作为边界条件，形成所述目标幅值的波形搜索区域；

所述计算得到所述波形搜索区域内每个点集合的期望值，包括：

对于所述波形搜索区域内的每个点集合，将该点集合连续划分为M个等采样长度的区间，获取采样点数目由高至低的前m个区间，根据该m个区间内所有采样点的采样序号计算得到该点集合的期望值；

或者，对于所述波形搜索区域内的每个点集合，根据该点集合内各个采样点的采样序号计算得到该点集合的均值和标准差，以该均值为中心，以该标准差为步长向该点集合的两端划分出N个区间，获取采样点数目由高至低的前n个区间，根据该n个区间内所有采样点的采样序号计算得到该点集合的期望值；

或者，对于所述波形搜索区域内的每个点集合，根据该点集合内各个采样点的采样序号计算得到该点集合的期望值；

其中，M、N均为大于1的正整数，m、n分别为小于或等于M、N的正整数。

2.如权利要求1所述的波形测量方法，其特征在于，所述根据所述期望值确定所述目标幅值在所述波形搜索区域内的虚拟采样点，包括：

根据所述波形搜索区域内每个点集合的期望值，确定每个点集合对应的幅值在所述波形搜索区域内的理论采样点；

根据各个点集合分别对应的幅值的理论采样点，通过线性插值或曲线拟合获得所述目标幅值在所述波形搜索区域内的虚拟采样点。

3.如权利要求2所述的波形测量方法，其特征在于，所述输出所述虚拟采样点的幅值信息和时间信息，包括：

所述虚拟采样点的幅值信息为所述目标幅值相对应的物理参量，所述虚拟采样点的时间信息为该虚拟采样点的采样序号相对应的时间节点。

4.如权利要求1-3中任一项所述的波形测量方法，其特征在于，还包括周期测量步骤，所述周期测量步骤包括：

从所述数字时域信号的波形信息中获取相邻的同波形变化趋势的两个信息片段，所述信息片段包括上升沿信息或下降沿信息；

确定所述目标幅值在两个所述信息片段上分别对应的虚拟采样点及其时间信息；

根据确定的两个虚拟采样点的时间信息，得到所述数字时域信号的周期。

5.一种时域信号的波形测量装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取数字时域信号的波形信息，所述波形信息包括多个幅值分别对应的点集合，每个所述点集合包括若干个同幅值不同时间的采样点；

构建单元，与所述获取单元连接，用于在所述多个幅值中确定目标幅值周围的若干个幅值及各自对应的点集合，构建所述目标幅值的波形搜索区域；

计算单元，与所述构建单元连接，用于计算得到所述波形搜索区域内每个点集合的期望值，根据所述期望值确定所述目标幅值在所述波形搜索区域内的虚拟采样点；

输出单元，与所述计算单元连接，用于输出所述虚拟采样点的幅值信息和时间信息；

所述在所述多个幅值中确定目标幅值周围的若干个幅值及各自对应的点集合，构建所述目标幅值的波形搜索区域，包括：

确定目标幅值周围的若干个幅值及各自对应的点集合，以该些点集合中采样点的最大幅值、最小幅值、最大采样序号和最小采样序号作为边界条件，构建所述目标幅值的波形搜索区域；

所述计算得到所述波形搜索区域内每个点集合的期望值，包括：

对于所述波形搜索区域内的每个点集合，将该点集合连续划分为M个等采样长度的区间，获取采样点数目由高至低的前m个区间，根据该m个区间内所有采样点的采样序号计算得到该点集合的期望值；

或者，对于所述波形搜索区域内的每个点集合，根据该点集合内各个采样点的采样序号计算得到该点集合的均值和标准差，以该均值为中心，以该标准差为步长向该点集合的两端划分出N个区间，获取采样点数目由高至低的前n个区间，根据该n个区间内所有采样点的采样序号计算得到该点集合的期望值；

或者，对于所述波形搜索区域内的每个点集合，根据该点集合内各个采样点的采样序号计算得到该点集合的期望值；

其中，M、N均为大于1的正整数，m、n分别为小于或等于M、N的正整数。

6.如权利要求5所述的波形测量装置，其特征在于，还包括周期测量单元，与所述获取单元和所述输出单元连接；

所述周期测量单元用于从所述数字时域信号的波形信息中获取相邻的同波形变化趋势的两个信息片段，且将两个所述信息片段分别输入至所述获取单元，以使得所述计算单元确定所述目标幅值在两个所述信息片段上分别对应的虚拟采样点及其时间信息；

所述周期测量单元还用于通过所述输出单元得到确定的两个虚拟采样点的时间信息，且根据确定的两个虚拟采样点的时间信息得到所述数字时域信号的周期。

7.一种数字示波器，其特征在于，包括：

采样通道，用于接收被测信号且根据所述被测信号获取数字时域信号；

权利要求5-6中任一项所述的波形测量装置，其中所述获取单元与所述采样通道连接。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。

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