CN110333377B - 一种支持波特图可变幅度扫描的方法及数字示波器 - Google Patents

Abstract

一种支持波特图可变幅度扫描的方法及数字示波器，包括：获取用户在数字示波器上设置的可变幅度配置文件；根据可变幅度配置文件的各组配置信息控制信号源依次产生每组配置信息所对应的一段激励信号，以向一待检测电路输入幅度随频率变化的激励信号；获取待检测电路响应于激励信号而产生的输出信号，并根据输出信号、激励信号和配置信息计算幅频响应的测量结果和/或相频响应的测量结果；根据幅频响应的测量结果和/或相频响应的测量结果绘制波特图。本申请不仅提供了可变幅度配置文件的设置方法，还提供了生成不同频点的扫描幅度方法，用可变幅度扫描形式对待检测电路进行测量，能够满足技术人员对特殊电路的测量以及波特图的特性分析工作。

Description

一种支持波特图可变幅度扫描的方法及数字示波器

技术领域

本发明涉及信号测量技术领域，具体涉及一种支持波特图可变幅度扫描的方法及数字示波器。

背景技术

在信号测量技术领域，示波器得到了广泛的应用，它能够将肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。波特图是电子工程中常用的一种用于描述系统频率响应的图，它表达了系统输入输出增益、相位和频率之间的关系。绘制波特图的方法有很多，常用的方法一般是借助示波器和信号源来完成绘制。

老式模拟示波器没有自动测量功能，绘制波特图只能逐点手动读取，费时费力精度也不佳。早期的数字示波器虽然有了自动测量功能，测量精度也较模拟示波器有了较大的提升，但仍然需要手动驻点绘制，使用起来并不太方便。近些年出现了集成信号源的数字示波器，这使得当前的示波器能够实现且已经实现了全自动化绘制波特图的功能。

通过使用当前示波器提供的全自动化绘制波特图的功能，可以发现在部分特性的电源环路测量时根本无法实现准确地测量。例如，在测量电源环路响应时，当反馈环路在低频且增益较大时，此时低频下输入和输出通道的幅度差别很大，此时只能使用很小的激励信号，这将会导致输入通道上的信号过小，根本无法被常见的商用示波器精确地测量出来。如果将激励幅度增大来改善测量效果，因为反馈环路在穿越频率附近非常敏感，则激励信号过大会导致环路严重失真，此时无法测量得到有用的结果。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：现有的数字示波器针对部分特性的电源环路无法准确地测量环路响应，致使绘制的波特图存在响应曲线失真严重、参考效果差的问题。为解决上述技术问题，本申请提供一种支持波特图可变幅度扫描的方法及数字示波器。

根据第一方面，一种实施例中提供一种支持波特图可变幅度扫描的方法，包括以下步骤：获取用户在数字示波器上设置的可变幅度配置文件，所述可变幅度配置文件包括多组配置信息；根据所述可变幅度配置文件的各组配置信息控制信号源依次产生每组配置信息所对应的一段激励信号，以向一待检测电路输入幅度随频率变化的激励信号；获取所述待检测电路响应于所述激励信号而产生的输出信号，并根据所述输出信号、所述激励信号和所述配置信息计算幅频响应的测量结果和/或相频响应的测量结果；根据所述幅频响应的测量结果和/或相频响应的测量结果绘制波特图。

所述获取用户在数字示波器上设置的可变幅度配置文件，所述可变幅度配置文件包括多组配置信息，其中所述可变幅度配置文件的设置过程包括：获取用户在数字示波器上编辑的频率-幅度配置参数，所述频率-幅度配置参数包括多个频率和每个频率对应的幅度；根据预设的扫描模式、扫描点数以及预设的幅度偏移量、负载参数，利用所述频率-幅度配置参数生成所述可变幅度配置文件；所述可变幅度配置文件中的每组配置信息包括所述激励信号的频率、幅度、幅度偏移量和负载参数。

所述根据预设的扫描模式、扫描点数以及预设的幅度偏移量、负载参数，利用所述频率-幅度配置参数生成所述可变幅度配置文件，包括：根据所述频率-幅度配置参数建立每个频率与对应幅度的坐标，形成相邻两个坐标点之间的线性函数；根据所述扫描模式、所述扫描点数，利用所述线性函数计算相邻两个坐标点之间的每一个扫描点的频率和幅度，所述扫描模式包括对数模式、线性模式；根据所述幅度偏移量、所述负载参数以及每一个扫描点的频率和幅度生成该扫描点的配置信息；整理所有扫描点的配置信息以生成所述可变幅度配置文件；在所述可变幅度配置文件中，所有扫描点的幅度随着各个扫描点的频率次序进行变化且形成离散型的线性关系。

所述根据所述可变幅度配置文件的各组配置信息控制信号源依次产生每组配置信息所对应的一段激励信号，包括：按照所述可变幅度配置文件中所有扫描点的频率次序，每次将一个扫描点的配置信息配置给所述信号源，使得所述信号源根据该扫描点的配置信息中的频率、幅度、幅度偏移量和负载参数生成该扫描点对应的激励信号。

所述获取所述待检测电路响应于所述激励信号而产生的输出信号，并根据所述输出信号、所述激励信号和所述配置信息计算幅频响应的测量结果和/或相频响应的测量结果，包括：对于每一组配置信息所对应的一段激励信号，分别获取该激励信号和所述待检测电路响应于该激励信号而产生的输出信号的幅度，计算该激励信号的幅度增益；根据该激励信号的幅度增益和对应的配置信息中的频率，得到该激励信号对应的幅频响应的测量结果；和/或，对于每一组配置信息所对应的一段激励信号，分别获取该激励信号和所述待检测电路响应于该激励信号而产生的输出信号的相位，计算该激励信号的偏移相位；根据该激励信号的偏移相位和对应的配置信息中的频率，得到该激励信号对应的相频响应的测量结果。

所述根据所述幅频响应的测量结果和/或相频响应的测量结果绘制波特图，包括：根据各段激励信号对应的幅频响应的测量结果分别建立待绘制的第一像素点的坐标，所述第一像素点的坐标表示频率与幅度增益的关系，利用所述第一像素点的坐标绘制波特图；和/或，根据各段激励信号对应的相频响应的测量结果分别建立待绘制的第二像素点的坐标，所述第二像素点的坐标表示频率与偏移相位的关系，利用所述第二像素点的坐标绘制波特图。

根据第二方面，一种实施例中提供一种数字示波器，包括：

检测端，包括第一通道和第二通道，所述第一通道和所述第二通道分别用于接收信号源产生的激励信号和一待检测电路响应于所述激励信号而产生的输出信号；

处理器，用于获取用户在数字示波器上设置的可变幅度配置文件，所述可变幅度配置文件包括多组配置信息；用于根据所述可变幅度配置文件的各组配置信息依次产生每组配置信息所对应的一段激励信号，以向所述待检测电路输入幅度随频率变化的激励信号；还用于根据所述检测端接收到的所述输出信号、所述激励信号和所述配置信息计算幅频响应的测量结果和/或相频响应的测量结果；以及用于根据所述幅频响应的测量结果和/或相频响应的测量结果绘制波特图；

显示屏，用于显示所述处理器绘制的波特图。

所述显示屏上配置有用于设置所述可变幅度配置文件的编辑器，所述编辑器上设有用于编辑多组配置信息的编辑表或编辑图，还设有用于预设扫描模式和扫描次数的配置菜单以及用于预设幅度偏移量和负载参数的配置菜单。

所述数字示波器还包括控制面板，所述控制面板上设置有光标控制旋钮；所述光标控制旋钮用于控制光标在所述显示屏上移动和使能所述编辑器上的编辑表或编辑图，以使得所述显示屏高亮显示光标所在位置的参数。

根据第三方面，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支持波特图可变幅度扫描的方法及数字示波器，该方法包括：获取用户在数字示波器上设置的可变幅度配置文件；根据可变幅度配置文件的各组配置信息控制信号源依次产生每组配置信息所对应的一段激励信号，以向一待检测电路输入幅度随频率变化的激励信号；获取待检测电路响应于激励信号而产生的输出信号，并根据输出信号、激励信号和配置信息计算幅频响应的测量结果和/或相频响应的测量结果；根据幅频响应的测量结果和/或相频响应的测量结果绘制波特图。第一方面，由于设置了可变幅度配置文件，使得数字示波器可以控制信号源产生幅度随频率变化的激励信号，克服了现有数字示波器只能控制信号源产生固定幅度的激励信号的局限性，也解决了现有信号源产生的激励信号在固定幅度过大或过小时均无法对特殊电路进行准确测量的难题；第二方面，在可变幅度配置文件的设置过程中，利用频率-幅度配置参数来生成可变幅度配置文件，只需要用户编辑几组频率-幅度数据即可，系统自动生成每个扫描点的频率和幅度，有助于达到方便快捷的操作效果；第三方面，在可变幅度配置文件的设置过程中，还可以方便地进行扫描模式、扫描点数、幅度偏移量、负载参数的设置，利于生成每一个扫描点的配置信息，从而整理形成所有扫描点的配置信息来得到可变幅度配置文件；第四方面，本申请不仅提供了可变幅度配置文件的设置方法，还提供了生成不同频点的扫描幅度方法，有利于采用可变幅度扫描形式对待检测电路进行测量，可以满足技术人员对特殊电路的测量以及波特图的特性分析。

附图说明

图1为本申请中数字示波器的结构示意图

图2为本申请中支持波特图可变幅度扫描的方法的流程图；

图3为设置可变幅度配置文件的流程图；

图4为计算幅频响应的测量结果和计算相频响应测量结果的流程图；

图5为绘制波特图的流程图；

图6为波特图参数设置界面的示意图；

图7为编辑器的配置菜单的示意图；

图8为编辑器的可变幅度设置菜单的示意图；

图9为编辑器的扫描设置菜单的示意图之一；

图10为编辑器的扫描设置菜单的示意图之二；

图11为编辑器的激励设置菜单的示意图；

图12为一种实施例中稳压电源电路作为待检测电路时的连线示意图；

图13为采用传统的波特图固定幅度扫描方法对稳压电源电路进行检测时波特图绘制结果的示意图之一；

图14为采用传统的波特图固定幅度扫描方法对稳压电源电路进行检测时波特图绘制结果的示意图之二；

图15为采用申请中支持波特图可变幅度扫描方法对稳压电源电路进行检测时波特图绘制结果的示意图。

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1，本申请公开了一种数字示波器1，其主要包括检测端11、处理器12、显示器13，下面分别说明。

在本实施例中，为使得数字示波器1能够测量外部的信号以及绘制波特图，还需要借助外部的电子设备，如信号源2和待检测电路3。其中，信号源2与数字示波器1中的处理器12连接，作为检测信号的发生设备，用于接收处理器12产生的配置信息以产生对应的激励信号；待检测电路3可以为电源电路、放大电路等需要检测的电路。

检测端11包括第一通道111和第二通道112，该第一通道111和第二通道112分别用于接收信号源2产生的激励信号和一待检测电路3响应于激励信号而产生的输出信号。

处理器12与检测端11连接，用于获取用户在数字示波器1上设置的可变幅度配置文件，该可变幅度配置文件包括多组配置信息；处理器12还用于根据该可变幅度配置文件的各组配置信息控制信号源2依次产生每组配置信息所对应的一段激励信号，以向待检测电路3输入幅度随频率变化的激励信号；处理器12还用于根据检测端11接收到的输出信号、激励信号和配置信息计算幅频响应的测量结果和/或相频响应的测量结果；以及处理器12用于根据得到的幅频响应的测量结果和/或相频响应的测量结果绘制波特图。

显示屏13与处理器14连接，用于显示处理器12绘制的波特图，以供技术人员进行查看。

进一步地，在本实施例中显示屏13上配置有用于设置可变幅度配置文件的编辑器，编辑器上设有用于编辑多组配置信息的编辑表或编辑图，还设有用于预设扫描模式和扫描次数的配置菜单以及用于预设幅度偏移量和负载参数的配置菜单。此外，显示屏13可以是触摸屏或非触摸屏，这里不做限定。

例如图6-11，展示了波特图参数设置界面以及编辑器中各个菜单界面的示意图。(1)用户可以通过图6中的“配置”选项对波特图参数进行设置，进入图7所示意的“配置”编辑器，利用该编辑器中的“扫描类型”选项来选择“可变幅度”或“固定幅度”，并在选择“可变幅度”时通过“可变幅度设置”选项进入可变幅度设置菜单。由于本申请的关键点在于实现了可变幅度的扫描类型，所以这里将仅介绍“可变幅度设置”的相关操作和功能。(2)进入图8所示的可变幅度设置菜单之后，用户可以通过“配置文件”选项选择A、B、C、D等多个可执行的配置文件中的一个，并且通过“结点数”选项和“编辑表”选项来编辑频率-幅度配置参数，以形成多组配置信息的基础参考信息，通过“结点数”选项确定频率-幅度配置参数中频率-幅度所构建的结点个数(比如5个)，通过“编辑表”对每个结点处的频率和幅度进行编辑，将第一个结点和最后一个结点处的频率分别作为起始频率、终止频率，同时还可以通过频率-幅度折线图对各个结点的编辑情况进行实时显示。(3)用户可以通过图8上的“扫描设置”选项进入图9中所示的扫描设置菜单，利用“模式”选项选择扫描模式为对数模式或者线性模式，若为对数模式则可以通过图9中的“点数/十倍频”选项设置扫描点数(如每十倍频率之间的扫描点的个数为20，即相邻两个结点之间扫描点的个数为20)；若扫描模式为线性模式则可以通过图10中的“点数”选项设置总的扫描点数(如10Hz至100kHZ之间的扫描点的个数为50)。(4)用户可以通过图8上的“激励设置”选项进入图11所示的激励设置菜单，通过“偏移量”选项和“单位”选项设置幅度偏移值(如0.00V)，通过“负载”选项设置负载参数(如50Ω)。

借助图6-11的操作过程可以得到频率-幅度配置参数、扫描模式、扫描点数、幅度偏移量和负载参数，那么就容易根据该些参数得到可变幅度配置文件，具体过程将在下文的方法实施例中进行说明。

进一步地，数字示波器1还包括处理器12连接的控制面板14，该控制面板14上设置有光标控制旋钮(比如万能旋钮)，光标控制旋钮用于控制光标在显示屏上移动和使能编辑器上的编辑表或编辑图，以使得显示屏高亮显示光标所在位置的参数。比如在图8中通过“结点数”选项和“编辑表”选项来编辑频率-幅度配置参数时，通过该光标控制旋钮进入编辑模式，在显示屏13上把需要设置的参数高亮显示出来，并且调出虚拟键盘进行输入。

实施例二、

请参考图2，本申请在实施例一中公开的数字示波器的基础上，还公开一种支持波特图可变幅度扫描的方法，其包括步骤S100-S400。下面分别说明。

步骤S100，处理器12获取用户在数字示波器上设置的可变幅度配置文件，该可变幅度配置文件包括多组配置信息。在本实施例中，见图3，可变幅度配置文件的设置过程可以包括步骤S510-S520，分别说明如下。

步骤S510，获取用户在数字示波器上编辑的频率-幅度配置参数，该频率-幅度配置参数包括多个频率和每个频率对应的幅度。

步骤S520，根据预设的扫描模式、扫描点数以及预设的幅度偏移量、负载参数，利用获取的频率-幅度配置参数生成可变幅度配置文件；该可变幅度配置文件中的每组配置信息包括激励信号的频率、幅度、幅度偏移量和负载参数。在一具体实施例中，见图3，步骤S520可以包括步骤S521-S524。

步骤S521，根据频率-幅度配置参数建立每个频率与对应幅度的坐标，形成相邻两个坐标点之间的线性函数。

步骤S522，根据预设的扫描模式、扫描点数，利用形成的线性函数计算相邻两个坐标点之间的每一个扫描点的频率和幅度，本具体实施例中的扫描模式包括对数模式、线性模式。

步骤S523，根据预设的幅度偏移量、负载参数以及每一个扫描点的频率和幅度生成该扫描点的配置信息。

步骤S524，整理所有扫描点的配置信息以生成可变幅度配置文件。那么，在该可变幅度配置文件中，所有扫描点的幅度随着各个扫描点的频率次序进行变化且形成离散型的线性关系。

例如图6-11，展示了波特图参数设置界面以及编辑器中各个菜单界面的示意图，用户可以通过图6-11中示意的编辑器来灵活地设置频率-幅度配置参数、扫描模式、扫描点数、幅度偏移量和负载参数。那么，处理器12就容易得到频率-幅度配置参数中相邻两个结点之间的线性函数(如结点02坐标为(100,2)、结点03坐标为(1000,0.05)，则坐标连线即为它们之间的线性函数)。此后，有了扫描模式(如对数模式)和扫描点数(如十倍频20个扫描点)处理器12就容易确定各个扫描点在相邻两个结点之间的频率，利用这相邻两个结点之间的线性函数就可以计算每个扫描点的幅度。然后，在确定了每个扫描点的频率和幅度，以及确定了幅度偏移量、负载参数的情况下，处理器12就可以将这些信息进行结合，得到任意一个扫描点的一组配置信息。最后，处理器12将所有扫描点的配置信息整合到图8中“配置文件”选项所指示的配置文件之中，由此形成可变幅度配置文件。

步骤S200，处理器12根据步骤S100中获取的可变幅度配置文件的各组配置信息控制信号源2依次产生每组配置信息所对应的一段激励信号，以向一待检测电路3输入幅度随频率变化的激励信号。

在一具体实施例中，处理器12按照可变幅度配置文件中所有扫描点的频率次序，每次将一个扫描点的配置信息配置给信号源，使得信号源根据该扫描点的配置信息中的频率、幅度、幅度量和负载参数生成该扫描点对应的激励信号。

需要说明的是，在可变幅度配置文件中，所有扫描点的幅度量、负载参数是固定的，而各个扫描点的频率、幅度存在差异。所有扫描点的配置信息依次配置给信号源2之后，信号源2按照每个扫描点的配置信息产生一段激励信号，由于所有扫描点的幅度随着频率进行逐渐变化，所以信号源2产生的激励信号的幅度也随着频率进行逐渐变化。

步骤S300，处理器12获取待检测电路3响应于激励信号而产生的输出信号，并根据该输出信号、激励信号和配置信息计算幅频响应的测量结果和/或相频响应的测量结果。在一具体实施例中，见图4，步骤S300可以包括步骤S310-S370，分别说明如下。

步骤S310，对于每一组配置信息所对应的一段激励信号，该段激励信号分为两路，一路直接到达数字示波器1，另一路经过待检测电路3并在待检测电路3响应于该激励信号而产生输出信号后才到达数字示波器1。

步骤S320，分别获取该激励信号和待检测电路响应于该激励信号而产生的输出信号的幅度。

步骤S330，计算该激励信号的幅度增益。

例如，对于任意一段激励信号，假设该激励信号的幅度是aV，输出信号的幅度是bV，那么，bV与aV比值的对数就是该激励信号的幅度增益。

步骤S340，根据该激励信号的幅度增益和对应的配置信息中的频率，得到该激励信号对应的幅频响应的测量结果。

例如，处理器12向信号源2发出一组配置信息之后，信号源2产生相应的一段激励信号，处理器12根据检测端11接收到的该段激励信号和输出信号来计算该段激励信号的幅度增益。将该组配置信息中扫描点的频率和该段激励信号的幅度增益进行匹配，就得到了该段激励信号对应的幅频响应的测量结果。

需要说明的是，处理器12将各组配置信息依次发送给信号源2，并且依次计算各段激励信号的幅度增益，就可以将各组配置信息中扫描点的频率和各段激励信号的幅度增益进行一一匹配，就得到了激励信号在起始频率至终止频率之间的频段上对应的幅频响应的测量结果。

步骤S350，分别获取该激励信号和所述待检测电路响应于该激励信号而产生的输出信号的相位。

步骤S360，计算该激励信号的偏移相位。

例如，对于任意一段激励信号，假设该激励信号的相位是c度，输出信号的相位是d度，那么，d度与c度的差值就是待检测电路的相移，即该激励信号的偏移相位。

步骤S370，根据该激励信号的偏移相位和对应的配置信息中的频率，得到该激励信号对应的相频响应的测量结果。

例如，处理器12向信号源2发出一组配置信息之后，信号源2产生相应的一段激励信号，处理器12根据检测端11接收到的该段激励信号和输出信号来计算该段激励信号的偏移相位。将该组配置信息中扫描点的频率和该段激励信号的偏移相位进行匹配，就得到了该段激励信号对应的相频响应的测量结果。

需要说明的是，在步骤S300的具体实施例中，通过步骤S310以及步骤S320-S340可以计算得到幅频响应的测量结果，而通过步骤S310以及步骤S350-S370可以计算得到相频响应的测量结果，这两个计算过程为并列关系，用户可以对处理器12的计算过程进行设置，进行这两个计算过程中的单个计算过程或者全部计算过程，这里不做限定。但是在本具体实施例中，优选地进行全部的计算过程，通过幅频响应的测量结果和相频响应的测量结果可以得到系统响应的测量结果。

步骤S400，处理器12根据幅频响应的测量结果和/或相频响应的测量结果绘制波特图。在一具体实施例中，见图5，步骤S400可以包括步骤S410-S450，下面分别说明。

步骤S410，通过步骤S300得到幅频响应的测量结果和/或响应响应的测量结果。

步骤S420，根据各段激励信号对应的幅频响应的测量结果分别建立待绘制的第一像素点的坐标，这里的第一像素点是指构成幅频响应测量曲线的像素点，第一像素点的坐标表示频率与幅度增益的关系。

例如，处理器12通过各段激励信号对应的幅频响应的测量结果可以连续得到多组频率-幅度增益的匹配数据，以频率为纵坐标且以幅度增益为纵坐标，形成待绘制的第一像素点的多个坐标数据。

步骤S430，利用第一像素点的坐标绘制波特图。具体地，建立频率-幅频增益的坐标系，在该坐标系上绘制第一像素点的多个坐标数据。

步骤S440，根据各段激励信号对应的相频响应的测量结果分别建立待绘制的第二像素点的坐标，这里的第二像素点是指构成相频响应测量曲线的像素点，第二像素点的坐标表示频率与偏移相位的关系。

例如，处理器12通过各段激励信号对应的相频响应的测量结果可以连续得到多组频率-偏移相位的匹配数据，以频率为纵坐标且以偏移相位为纵坐标，形成待绘制的第二像素点的多个坐标数据。

步骤S450，利用第二像素点的坐标绘制波特图。具体地，建立频率-幅频增益的坐标系，在该坐标系上绘制第二像素点的多个坐标数据。

需要说明的是，在步骤S400的具体实施例中，通过步骤S410以及步骤S420-S430可以绘制得到关于幅频响应的波特图，而通过步骤S410以及步骤S440-S450可以绘制得到关于相频响应的波特图，这两个绘制过程为并列关系，用户可以对系统的绘制过程进行设置，进行这两个绘制过程中的单个绘制过程或者全部绘制过程，这里不做限定。但是在本实施例中，优选地进行全部的绘制过程，通过幅频响应的波特图和相频响应的波特图可以得到系统响应的波特图。

在实际的测量中，技术人员往往需要不断地尝试一些激励信号以找到一个适合待检测电路的最佳设置。一种可行的办法是先在时域下观察波形，降低激励信号的幅度增益直至看不到明显失真，把这个幅度增益再降低6dB，记录下这个幅度增益和对应的频率，跳到下一个频率再重复这个操作。如果已经有一个适合待检测电路的较佳设置，还有一个更好的办法来获得最准确的结果：将这个激励信号的幅度增益整体降低6dB，扫描一遍看结果是否发生变化，如果有变化，则需要继续降低激励幅度，如果结果不变了，则上一个设置就是比较理想的情况。

为清楚地理解本申请技术方案的原理和效果，这里将通过一个实际测量案例来进行对比说明。

请参考图12，待检测电路3是一款稳压电源电路板，其上面的电路是用TL431和分立晶体管所搭建的线性电源，有一个开关可以切换输出电容来获得不同的环路响应。在使用数字示波器对该稳压电源电路板进行电源环路响应测量时，信号源通过USB接到数字示波器上，信号源通过隔离器(起信号的隔离作用)将输出的激励信号分为两路，注入变压器与注入电阻并联，注入点TP3和注入点TP4同时也要接到数字示波器上(TP3定义为DUTOutput，TP4定义为DUT Input)；设置扫描幅度为50mV，根据该电源环路特性可以估算本次测量频率范围是10Hz到100kHz，一个预期的穿越频率在10kHz左右。完成设置后，通过信号源执行扫描，通过数字示波器进行信号采集，

如果图12中的数字示波器采用现有的数字示波器，控制信号源产生固定幅度的激励信号，那么绘制的波特图可以参见图13、图14。在图13中，可以看出在低频的时候曲线上下跳动地厉害，不太像正常的波特图；如果简单地把激励幅度增大来改善测量效果，则测试扫描结果就为图14，可以看出波特图中的幅频响应区域、相频响应曲线在中频阶段均存在急剧波动，有较严重的失真情况发生。对于这样的情形，技术人员无法借助绘制出精确的波特图对该稳压电源电路板进行幅频特性、相频特性的分析。

如果图12中的数字示波器采用上述实施例一中请求保护的数字示波器1，且采用上述实施例二中请求保护的支持波特图可变幅度扫描的方法，控制信号源产生幅度随着频率变化的激励信号，那么绘制的波特图可以参见图15。幅频响应测量曲线、相频响应测量曲线在低频、中频、高频上均具有平缓的变化趋势，不存在急剧波动的情形，符合波特图的特性分析需求，能够较为准确的反应系统响应的整体情况。

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 (10)

1.一种支持波特图可变幅度扫描的方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取用户在数字示波器上设置的可变幅度配置文件，所述可变幅度配置文件包括多组配置信息；

根据所述可变幅度配置文件的各组配置信息控制信号源依次产生每组配置信息所对应的一段激励信号，以向一待检测电路输入幅度随频率变化的激励信号；

获取所述待检测电路响应于所述激励信号而产生的输出信号，并根据所述输出信号、所述激励信号和所述配置信息计算幅频响应的测量结果和/或相频响应的测量结果；

根据所述幅频响应的测量结果和/或相频响应的测量结果绘制波特图。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取用户在数字示波器上设置的可变幅度配置文件，所述可变幅度配置文件包括多组配置信息，其中所述可变幅度配置文件的设置过程包括：

获取用户在数字示波器上编辑的频率-幅度配置参数，所述频率-幅度配置参数包括多个频率和每个频率对应的幅度；

根据预设的扫描模式、扫描点数以及预设的幅度偏移量、负载参数，利用所述频率-幅度配置参数生成所述可变幅度配置文件；所述可变幅度配置文件中的每组配置信息包括所述激励信号的频率、幅度、幅度偏移量和负载参数。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据预设的扫描模式、扫描点数以及预设的幅度偏移量、负载参数，利用所述频率-幅度配置参数生成所述可变幅度配置文件，包括：

根据所述频率-幅度配置参数建立每个频率与对应幅度的坐标，形成相邻两个坐标点之间的线性函数；

根据所述扫描模式、所述扫描点数，利用所述线性函数计算相邻两个坐标点之间的每一个扫描点的频率和幅度，所述扫描模式包括对数模式、线性模式；

根据所述幅度偏移量、所述负载参数以及每一个扫描点的频率和幅度生成该扫描点的配置信息；

整理所有扫描点的配置信息以生成所述可变幅度配置文件；在所述可变幅度配置文件中，所有扫描点的幅度随着各个扫描点的频率次序进行变化且形成离散型的线性关系。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述可变幅度配置文件的各组配置信息控制信号源依次产生每组配置信息所对应的一段激励信号，包括：

按照所述可变幅度配置文件中所有扫描点的频率次序，每次将一个扫描点的配置信息配置给所述信号源，使得所述信号源根据该扫描点的配置信息中的频率、幅度、幅度偏移量和负载参数生成该扫描点对应的激励信号。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取所述待检测电路响应于所述激励信号而产生的输出信号，并根据所述输出信号、所述激励信号和所述配置信息计算幅频响应的测量结果和/或相频响应的测量结果，包括：

对于每一组配置信息所对应的一段激励信号，分别获取该激励信号和所述待检测电路响应于该激励信号而产生的输出信号的幅度，计算该激励信号的幅度增益；根据该激励信号的幅度增益和对应的配置信息中的频率，得到该激励信号对应的幅频响应的测量结果；和/或，

对于每一组配置信息所对应的一段激励信号，分别获取该激励信号和所述待检测电路响应于该激励信号而产生的输出信号的相位，计算该激励信号的偏移相位；根据该激励信号的偏移相位和对应的配置信息中的频率，得到该激励信号对应的相频响应的测量结果。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述幅频响应的测量结果和/或相频响应的测量结果绘制波特图，包括：

根据各段激励信号对应的幅频响应的测量结果分别建立待绘制的第一像素点的坐标，所述第一像素点的坐标表示频率与幅度增益的关系，利用所述第一像素点的坐标绘制波特图；和/或，

根据各段激励信号对应的相频响应的测量结果分别建立待绘制的第二像素点的坐标，所述第二像素点的坐标表示频率与偏移相位的关系，利用所述第二像素点的坐标绘制波特图。

7.一种数字示波器，其特征在于，包括：

检测端，包括第一通道和第二通道，所述第一通道和所述第二通道分别用于接收信号源产生的激励信号和一待检测电路响应于所述激励信号而产生的输出信号；

处理器，用于获取用户在数字示波器上设置的可变幅度配置文件，所述可变幅度配置文件包括多组配置信息；用于根据所述可变幅度配置文件的各组配置信息依次产生每组配置信息所对应的一段激励信号，以向所述待检测电路输入幅度随频率变化的激励信号；还用于根据所述检测端接收到的所述输出信号、所述激励信号和所述配置信息计算幅频响应的测量结果和/或相频响应的测量结果；以及用于根据所述幅频响应的测量结果和/或相频响应的测量结果绘制波特图；

显示屏，用于显示所述处理器绘制的波特图。

8.如权利要求7所述的数字示波器，其特征在于，所述显示屏上配置有用于设置所述可变幅度配置文件的编辑器，所述编辑器上设有用于编辑多组配置信息的编辑表或编辑图，还设有用于预设扫描模式和扫描次数的配置菜单以及用于预设幅度偏移量和负载参数的配置菜单。

9.如权利要求8所述的数字示波器，其特征在于，所述数字示波器还包括控制面板，所述控制面板上设置有光标控制旋钮；

所述光标控制旋钮用于控制光标在所述显示屏上移动和使能所述编辑器上的编辑表或编辑图，以使得所述显示屏高亮显示光标所在位置的参数。

10.一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1-6中任一项所述的方法。

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