CN112285629B - 一种数字示波器零点快速自校准的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种数字示波器零点快速自校准的方法及其装置，算出示波器前端电路修正值与示波器测量平均值的一个K值；当要进行自校准时，首先设置到对应电压档位sacle，并且通道零点位置设置为off时，然后通过示波器测量功能得出平均值Va0，修正值Δ1=Va0*K，通过修正后，此时的平均值为Va1，此时的修正值Δ2=（Va1‑Va0）/Δ1*Va1，通过Δ2的修正，可以把基线校准，通过两次修正后的值即为电压档位为sacle，零点位置为off时的校准参数值p。本发明每个电压档位只需要两步，快速基线校准，提高生产效率。

Description

一种数字示波器零点快速自校准的方法及其装置

技术领域

本发明涉及示波器技术领域，尤其涉及一种数字示波器零点快速自校准的方法及其装置。

背景技术

数字存储示波器在生产组装过程中，或者在客户使用过程中，随着器件的老化，会导致零点基线的偏离，导致使用过程中出现测量值与实际值误差加大，都需要自校准；以往的自校准的方法速度比较慢，可靠性不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数字示波器零点快速自校准的方法及其装置。

本发明采用的技术方案是：

一种数字示波器零点快速自校准的方法，其包括以下步骤：

S1,设置到对应电压档位sacle，

S2,获取当前电压档位下通道零点位置在0格时所对应的校准参数值p0和任一其他格m时所对应的校准参数值p1；校准参数值的计算步骤如下：

S2-1,通道零点位置设定为指定格；

S2-2,通过示波器测量功能获取平均值Va0，

S2-3,偏置调理电路以脉宽修正值Δ1＝Va0*K对示波器进行修正，K表示示波器偏置调理电路输入的PWM脉宽与示波器测量平均值的初始系数；

S2-4,再次通过示波器测量功能获取修正平均值Va1；

S2-5,偏置调理电路以脉宽修正值Δ2＝(Va1-Va0)/Δ1*Va1对示波器进行修正；

S2-6,通过两次修正后的值即为电压档位为sacle且零点位置在指定格时的校准参数值；

S3,在当前电压档位sacle下对任意零点位置off进行校准；任意零点位置off时的参数值p的计算公式为：

p＝p0+(p1-p0)/m*off

其中，p0表示在某一电压档位下零点位置为0格时的参数值，p1表示在某一电压档位下零点位置为m格时的参数值，p表示任意一零点位置off的参数值，off表示待测零点位置的格数；

S4,判断是否所有电压档位是否校准完成；是则，完成校准；否则，执行步骤S1。

进一步地，作为一种可行实施方式，步骤S2中任一其他格m的取值4。

进一步地，作为一种可行实施方式，步骤S3中电压档位sacle时任意零点位置off时的参数值p的计算公式：

p＝p0+(p1-p0)/4*off

其中，p0表示在某一电压档位下零点位置为0时的参数值，p1表示在某一电压档位下零点位置为4格时的参数值，p表示任意一零点位置off的参数值，off表示待测零点位置的格数。

进一步地，本发明还公开了一种零点快速自校准的数字示波器，采用了所述的一种数字示波器零点快速自校准的方法，数字示波器包括调理电路、模数转换电路、控制与显示模块以及与控制与显示模块连接的数模数据缓存组件、波形显示模块和按键电路，调理电路把示波器分成若干个电压档位；

控制与显示模块对调理电路进行电压档位控制；控制与显示模块输出调节零点位置的PWM信号，PWM信号通过第一放大器输入至调理电路的偏置电压输入端，调理电路包括衰减电路和放大器，衰减电路由BNC接入控制信号，偏置电压和衰减电路输出叠加到放大器，进而控制波形在波形显示模块上显示的零点位置，放大器的输出端作为调理电路的输出通过模数转换电路进入模数数据缓存电路进行缓存，控制与显示模块读取缓存数据到波形显示模块显示，按键电路用于交互操作。

本发明采用以上技术方案，信号通过BNC输入调理电路，调理电路由衰减电路和放大电路组成，通过这个调理电路，可以把示波器分成若干个电压档位，偏置电压和衰减电路输出叠加到放大电路，可以控制波形的在屏幕上显示的零点位置，调理电路的输出通过模数转换后，进入模数数据缓存电路缓存，系统控制与显示模块读取缓存数据到显示电路显示；另外系统控制与显示模块调节电压档位，和输出PWM信号调节零点位置；每个电压档位只需要两步，快速基线校准，提高生产效率。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明；

图1为本发明一种数字示波器零点快速自校准的方法的流程示意图；

图2为本发明一种零点快速自校准的数字示波器的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1或2所示，本发明公开了一种数字示波器零点快速自校准的方法，

其包括以下步骤：

S1,设置到对应电压档位sacle，

S2,获取当前电压档位下通道零点位置在0格时所对应的校准参数值p0和任一其他格m时所对应的校准参数值p1；校准参数值的计算步骤如下：

S2-1,通道零点位置设定为指定格；

S2-2,通过示波器测量功能获取平均值Va0，

S2-3,偏置调理电路以脉宽修正值Δ1＝Va0*K对示波器进行修正，K表示示波器偏置调理电路输入的PWM脉宽与示波器测量平均值的初始系数；

S2-4,再次通过示波器测量功能获取修正平均值Va1；

S2-5,偏置调理电路以脉宽修正值Δ2＝(Va1-Va0)/Δ1*Va1对示波器进行修正；

S2-6,通过两次修正后的值即为电压档位为sacle且零点位置在指定格时的校准参数值；

S3,在当前电压档位sacle下对任意零点位置off进行校准；任意零点位置off时的参数值p的计算公式为：

p＝p0+(p1-p0)/m*off

其中，p0表示在某一电压档位下零点位置为0格时的参数值，p1表示在某一电压档位下零点位置为m格时的参数值，p表示任意一零点位置off的参数值，off表示待测零点位置的格数；

S4,判断是否所有电压档位是否校准完成；是则，完成校准；否则，执行步骤S1。

进一步地，作为一种可行实施方式，步骤S2中任一其他格m的取值4。

S2-1,通道零点位置设置为0格；

S2-2,通过示波器测量功能获取平均值Va0，

S2-3,偏置调理电路以脉宽修正值Δ1＝Va0*K对示波器进行修正，K表示示波器偏置调理电路输入的PWM脉宽与示波器测量平均值的初始系数；

S2-4,再次通过示波器测量功能获取修正平均值Va1；

S2-5,偏置调理电路以脉宽修正值Δ2＝(Va1-Va0)/Δ1*Va1对示波器进行修正；

S2-6,通过两次修正后的值即为电压档位为sacle且零点位置0格时的校准参数值p0。

S8,通道零点位置设置为4格，执行S3,S4,S5,S6修正后即为电压档位为sacle且零点位置4格时的校准参数值p1。

进一步地，作为一种可行实施方式，步骤S3中电压档位sacle时任意零点位置off时的参数值p的计算公式：

p＝p0+(p1-p0)/4*off

其中，p0表示在某一电压档位下零点位置为0时的参数值，p1表示在某一电压档位下零点位置为4格时的参数值，p表示任意一零点位置off的参数值，off表示待测零点位置的格数。

如图2所示，一种零点快速自校准的数字示波器，进一步地，本发明还公开了一种零点快速自校准的数字示波器，采用了所述的一种数字示波器零点快速自校准的方法，数字示波器包括调理电路、模数转换电路、控制与显示模块以及与控制与显示模块连接的数模数据缓存组件、波形显示模块和按键电路，调理电路把示波器分成若干个电压档位；

控制与显示模块对调理电路进行电压档位控制；控制与显示模块输出调节零点位置的PWM信号，PWM信号通过第一放大器输入至调理电路的偏置电压输入端，调理电路包括衰减电路和放大器，衰减电路由BNC接入控制信号，偏置电压和衰减电路输出叠加到放大器，进而控制波形在波形显示模块上显示的零点位置，放大器的输出端作为调理电路的输出通过模数转换电路进入模数数据缓存电路进行缓存，控制与显示模块读取缓存数据到波形显示模块显示，按键电路用于交互操作。

偏置调理电路的脉宽修正值Δ，在设计一款示波器前端电路时，可以粗略的算出修正值与示波器测量平均值的一个K值；当要进行自校准时，首先设置到对应电压档位sacle，并且通道零点位置设置为off，然后通过示波器测量功能得出平均值Va0，修正值Δ1＝Va0*K，通过修正后，此时的平均值为Va1，此时的修正值Δ2＝(Va1-Va0)/Δ1*Va1，通过Δ2的修正，可以把基线校准，通过两次修正后的值即为电压档位为sacle，零点位置为off时的校准参数值p；

本发明采用以上技术方案，信号通过BNC输入调理电路，调理电路由衰减电路和放大电路组成，通过这个调理电路，可以把示波器分成若干个电压档位，偏置电压和衰减电路输出叠加到放大电路，可以控制波形的在屏幕上显示的零点位置，调理电路的输出通过模数转换后，进入模数数据缓存电路缓存，系统控制与显示模块读取缓存数据到显示电路显示；另外系统控制与显示模块调节电压档位，和输出PWM信号调节零点位置；每个电压档位只需要两步，快速基线校准，提高生产效率。

显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

Claims (4)

1.一种数字示波器零点快速自校准的方法，其特征在于：其包括以下步骤：

S1,设置到对应电压档位sacle，

S2,获取当前电压档位下通道零点位置在0格时所对应的校准参数值p0和任一其他格m时所对应的校准参数值p1；校准参数值的计算步骤如下：

S2-1,通道零点位置设定为指定格；

S2-2,通过示波器测量功能获取平均值Va0，

S2-3,偏置调理电路以脉宽修正值Δ1＝Va0*K对示波器进行修正，K表示示波器偏置调理电路输入的PWM脉宽与示波器测量平均值的初始粗略系数；

S2-4,再次通过示波器测量功能获取修正平均值Va1；

S2-5,偏置调理电路以脉宽修正值Δ2＝(Va1-Va0)/Δ1*Va1对示波器进行修正；

S2-6,通过两次修正后的值即为电压档位为sacle且零点位置在指定格时的校准参数值；

S3,在当前电压档位sacle下对任意零点位置off进行校准；任意零点位置off时的参数值p的计算公式为：

p＝p0+(p1-p0)/m*off

其中，p0表示在某一电压档位下零点位置为0格时的参数值，p1表示在某一电压档位下零点位置为m格时的参数值，p表示任意一零点位置off的参数值，off表示待测零点位置的格数；

S4,判断是否所有电压档位是否校准完成；是则，完成校准；否则，执行步骤S1。

2.根据权利要求1所述的一种数字示波器零点快速自校准的方法，其特征在于：步骤S2中任一其他格m的取值4。

3.根据权利要求2所述的一种数字示波器零点快速自校准的方法，其特征在于：步骤S3中电压档位sacle时任意零点位置off时的参数值p的计算公式：

p＝p0+(p1-p0)/4*off

其中，p0表示在某一电压档位下零点位置为0时的参数值，p1表示在某一电压档位下零点位置为4格时的参数值，p表示任意一零点位置off的参数值，off表示待测零点位置的格数。

4.一种零点快速自校准的数字示波器，采用了权利要求1至3任一所述的一种数字示波器零点快速自校准的方法，其特征在于：数字示波器包括调理电路、模数转换电路、控制与显示模块以及与控制与显示模块连接的数模数据缓存组件、波形显示模块和按键电路，调理电路把示波器分成若干个电压档位；

控制与显示模块对调理电路进行电压档位控制；控制与显示模块输出调节零点位置的PWM信号，PWM信号通过第一放大器输入至调理电路的偏置电压输入端，调理电路包括衰减电路和放大器，衰减电路由BNC接入控制信号，偏置电压和衰减电路输出叠加到放大器，进而控制波形在波形显示模块上显示的零点位置，放大器的输出端作为调理电路的输出通过模数转换电路进入模数数据缓存电路进行缓存，控制与显示模块读取缓存数据到波形显示模块显示，按键电路用于交互操作。