CN114720933A - 时延校准装置、示波器、时延校准系统及时延校准方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例所提供一种时延校准装置、示波器、时延校准系统及时延校准方法，其中，时延校准装置包括：源信号供给模块，源信号处理模块，以及扇出模块；其中，源信号供给模块与源信号处理模块连接，用于向源信号处理模块提供源信号；源信号处理模块，用于基于源信号生成时延校准信号，并将时延校准信号输出至扇出模块；扇出模块，用于对时延校准信号进行扇出处理，得到用于输出至时延校准装置外部的多路输出信号。如此，可以实现多个探头同时进行时延校准，方便用户操作，节省时延校准时间；与采用一般的信号源进行时延校准相比，更能够满足时延校准需求，提高时延校准的准确性。

Description

时延校准装置、示波器、时延校准系统及时延校准方法

技术领域

本发明涉及示波器技术领域，特别是涉及一种时延校准装置、示波器、时延校准系统及时延校准方法。

背景技术

在示波器的应用中，除了部分射频(RF)或高速数字的场合使用电缆直接测量待测信号以外，多数板上的调试工作都是借助探头完成的。探头是把待测信号连接并输入到示波器上的设备，其性能对测量结果的准确性至关重要。

探头的一端连接被测信号，另一端与示波器的通道连接。当需要同时测试多种信号时，就需要使用多根探头分别与示波器的多个通道连接。在使用不同型号探头分别连接示波器的多个通道，或者对待测的多个信号在示波器上显示的时延要求较高时，就需要对多根探头进行时延校准再使用。目前，一般通过示波器对探头进行时延校准。示波器自身带有信号源，一路信号经由探头探测该信号源并传输至示波器的一个通道内，另一路信号从信号源直接接入示波器的另一个通道内。如果探头有时延，则两路信号在示波器上显示的波形不对准。通过比较这两路信号在示波器上显示的波形，对经由探头探测并传输的信号进行校准。

然而，示波器自带的信号源十分有限，信号源通道少，无法实现对多个探头的同时校准，越来越难以满足用户的实际校准需求。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例为解决背景技术中存在的至少一个问题而提供一种时延校准装置、示波器、时延校准系统及时延校准方法。

第一方面，本申请一实施例提供了一种时延校准装置，包括：源信号供给模块，源信号处理模块，以及扇出模块；其中，

所述源信号供给模块与所述源信号处理模块连接，用于向所述源信号处理模块提供源信号；

所述源信号处理模块，用于基于所述源信号生成时延校准信号，并将所述时延校准信号输出至所述扇出模块；

所述扇出模块，用于对所述时延校准信号进行扇出处理，得到用于输出至所述时延校准装置外部的多路输出信号。

结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述源信号供给模块包括压控振荡器和/或源信号输入接口；其中，

所述压控振荡器用于生成所述源信号；

所述源信号输入接口用于与设置在所述时延校准装置外部的外部信号源连接，以将所述外部信号源生成的源信号提供至所述源信号处理模块。

结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述源信号供给模块包括所述压控振荡器和所述源信号输入接口；所述时延校准装置还包括：

第一控制开关，用于基于用户指示选择向所述源信号处理模块提供所述压控振荡器生成的源信号，或者向所述源信号处理模块提供通过所述源信号输入接口接入的所述外部信号源生成的源信号。

结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述源信号处理模块包括分频电路和整形电路；其中，

所述分频电路用于对所述源信号进行分频，生成分频信号；

所述整形电路用于对所述分频信号进行整形，生成所述时延校准信号。

结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述时延校准信号为方波信号，且所述方波信号的上升沿时间小于预设时长阈值；其中，所述预设时长阈值根据时延校准需求设定。

结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述时延校准装置还包括：

第二控制开关，用于基于用户指示控制所述分频电路工作在单一频率校准模式下，或者工作在多频率校准模式下；

在所述单一频率校准模式下，所述分频电路在所述时延校准装置完成一次时延校准的期间内分频比不变；

在所述多频率校准模式下，所述分频电路在所述时延校准装置完成一次时延校准的期间内至少切换一次分频比。

结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，得到的所述多路输出信号包括至少一对差分信号；

所述扇出模块，具体用于通过扇出处理将一路单端的所述时延校准信号转换为至少一对差分信号。

结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述时延校准装置还包括：时延校准通信模块和时延校准控制模块；其中，

所述时延校准通信模块，用于接收由示波器发送的时延数据；

所述时延校准控制模块，用于根据所述时延数据确定是否完成时延校准。

结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述时延校准控制模块，具体用于：对应于所述时延数据满足预设条件，确定完成时延校准；对应于所述时延数据不满足预设条件，确定未完成时延校准；

在确定未完成时延校准后，所述时延校准控制模块还用于：控制所述时延校准通信模块向所述示波器发送信息，所述信息用于指示所述示波器再次进行时延校准；在所述时延校准通信模块接收由所述示波器发送的与再次进行时延校准对应的时延数据后，根据所述与再次进行时延校准对应的时延数据确定是否完成时延校准。

第二方面，本申请一实施例提供了一种示波器，包括：用于与探头连接的多个通道，用于与前述任一实施例所述的时延校准装置通信连接的示波器通信模块，以及示波器控制模块；其中，

所述示波器控制模块用于通过所述示波器通信模块获取所述时延校准装置发送的校准指令并控制时延校准过程的进行，以及控制所述示波器通信模块向所述时延校准装置发送时延数据。

第三方面，本申请一实施例提供了一种时延校准系统，包括：示波器，探头，以及如前述任一实施例所述的时延校准装置。

第四方面，本申请一实施例提供了一种时延校准系统，包括：示波器以及如前述任一实施例所述的时延校准装置；其中，

所述时延校准装置与所述示波器封装于同一壳体中；所述壳体上设置有用于与探头的一端连接的所述时延校准装置的端口，还设置有用于与所述探头的另一端连接的所述示波器的通道的插口。

第五方面，本申请一实施例提供了一种时延校准方法，应用于时延校准装置，所述方法包括：

基于源信号生成时延校准信号；

对所述时延校准信号进行扇出处理，得到多路输出信号并将所述多路输出信号输出至所述时延校准装置外部；

接收由示波器发送的时延数据；

根据所述时延数据确定是否完成时延校准。

结合本申请的第五方面，在一可选实施方式中，在所述基于源信号生成时延校准信号之前，所述方法还包括：

基于设置在所述时延校准装置内部的压控振荡器生成源信号；或者，

接收由设置在所述时延校准装置外部的外部信号源生成的源信号。

结合本申请的第五方面，在一可选实施方式中，在所述基于源信号生成时延校准信号之前，所述方法还包括：

基于用户指示选择向所述源信号处理模块提供所述压控振荡器生成的源信号，或者向所述源信号处理模块提供通过所述源信号输入接口接入的所述外部信号源生成的源信号。

结合本申请的第五方面，在一可选实施方式中，所述基于源信号生成时延校准信号，包括：

对所述源信号进行分频，生成分频信号；

对所述分频信号进行整形，生成所述时延校准信号。

结合本申请的第五方面，在一可选实施方式中，所述时延校准信号为方波信号，且所述方波信号的上升沿时间小于预设时长阈值；其中，所述预设时长阈值根据时延校准需求设定。

结合本申请的第五方面，在一可选实施方式中，所述根据所述时延数据确定是否完成时延校准，包括：

对应于接收到用户的第一指示，根据所述示波器发送的与第一输出信号对应的时延数据确定是否完成时延校准；其中，所述第一输出信号为对所述源信号进行分频比不变的分频后经过所述整形和所述扇出处理得到的信号；

对应于接收到用户的第二指示，至少根据在第一时间阶段所述示波器发送的与第二输出信号对应的时延数据和在第二时间阶段所述示波器发送的与第三输出信号对应的时延数据确定是否完成时延校准；其中，所述第二输出信号为以第一分频比对所述源信号进行分频后经过所述整形和所述扇出处理得到的信号，所述第三输出信号为以第二分频比对所述源信号进行分频后经过所述整形和所述扇出处理得到的信号，所述第二分频比与所述第一分频比不同，所述第二时间阶段在确定所述与第二输出信号对应的时延数据满足预设条件之后开始。

结合本申请的第五方面，在一可选实施方式中，得到的所述多路输出信号包括至少一对差分信号；所述对所述时延校准信号进行扇出处理，包括：

通过扇出处理将一路单端的所述时延校准信号转换为至少一对差分信号。

结合本申请的第五方面，在一可选实施方式中，所述根据所述时延数据确定是否完成时延校准，包括：

对应于所述时延数据满足预设条件，则确定完成时延校准；

对应于所述时延数据不满足预设条件，则确定未完成时延校准；

在确定未完成时延校准后，所述方法还包括：

向所述示波器发送信息，所述信息用于指示所述示波器再次进行时延校准；

接收由所述示波器发送的与再次进行时延校准对应的时延数据；

根据所述与再次进行时延校准对应的时延数据确定是否完成时延校准。

第六方面，本申请一实施例提供了一种时延校准方法，应用于示波器，所述方法包括：

获取时延校准装置发送的校准指令，根据所述校准指令对接收到的多路信号进行时延校准；其中，所述多路信号由时延校准装置输出并传输至所述示波器，且所述多路信号中的至少一路经由探头探测并传输至所述示波器；

向所述时延校准装置发送时延数据，所述时延数据表征经由所述探头接收到的所述至少一路信号在进行时延校准后的时延情况。

结合本申请的第六方面，在一可选实施方式中，接收到的所述多路信号为方波信号，且所述方波信号的上升沿时间小于预设时长阈值；其中，所述预设时长阈值根据时延校准需求设定。

结合本申请的第六方面，在一可选实施方式中，接收到的所述多路信号包括至少一对差分信号。

结合本申请的第六方面，在一可选实施方式中，所述方法还包括：

获取所述时延校准装置发送的信息，根据所述信息再次进行时延校准；

向所述时延校准装置发送与再次进行时延校准对应的时延数据。

结合本申请的第六方面，在一可选实施方式中，所述方法还包括：

在第一时间段，接收多路信号，并对接收到多路信号的各个通道进行时延校准，得到与第二输出信号对应的时延数据，将所述与第二输出信号对应的时延数据发送至所述时延校准装置；其中，在第一时间段接收的多路信号为所述时延校准装置输出的第二输出信号经过传输后输入所述示波器的信号，所述第二输出信号为所述时延校准装置以第一分频比对源信号进行分频后经过整形和扇出处理得到的信号；

在第二时间段，接收多路信号，并对接收到多路信号的各个通道进行时延校准，得到与第三输出信号对应的时延数据，将所述与第三输出信号对应的时延数据发送至所述时延校准装置；其中，在第二时间段接收的多路信号为所述时延校准装置输出的第三输出信号经过传输后输入所述示波器的信号，所述第三输出信号为所述时延校准装置以第二分频比对源信号进行分频后经过整形和扇出处理得到的信号，所述第二分频比与所述第一分频比不同；

所述第二时间阶段在确定所述与第二输出信号对应的时延数据满足预设条件之后开始。

本申请实施例所提供的时延校准装置、示波器、时延校准系统及时延校准方法，其中，时延校准装置包括：源信号供给模块，源信号处理模块，以及扇出模块；其中，源信号供给模块与源信号处理模块连接，用于向源信号处理模块提供源信号；源信号处理模块，用于基于源信号生成时延校准信号，并将时延校准信号输出至扇出模块；扇出模块，用于对时延校准信号进行扇出处理，得到用于输出至时延校准装置外部的多路输出信号；如此，通过向外部输出多路输出信号，从而可供多个探头同时进行时延校准，方便用户操作，节省时延校准时间；通过源信号处理模块对源信号进行处理，生成时延校准信号，多路输出信号是通过对延校准信号进行扇出处理而得到的，从而与采用一般的信号源进行时延校准相比，采用上述多路输出信号更能够满足时延校准需求，提高时延校准的准确性。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请一实施例提供的时延校准装置的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的源信号供给模块的结构示意图；

图3为本申请另一实施例提供的时延校准装置的结构示意图；

图4为本申请一实施例提供的源信号处理模块的结构示意图；

图5为一种方波信号的波形示意图；

图6为本申请又一实施例提供的时延校准装置的结构示意图；

图7为本申请再一实施例提供的时延校准装置的结构示意图；

图8为本申请一实施例提供的示波器的结构示意图；

图9为本申请一实施例提供的时延校准系统的结构示意图；

图10a和图10b为本申请一具体示例中时延校准系统进行单端探头时延校准的示意图；

图11a和图11b为本申请一具体示例中时延校准系统进行差分探头时延校准的示意图；

图12为本申请一实施例提供的时延校准方法的流程示意图；

图13为本申请另一实施例提供的时延校准方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和有益效果能够更加明显易懂，下面通过列举具体实施例的方式，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

需要说明的是，本申请中，“例如”或者“示例性的”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“例如”或者“示例性的”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“例如”或者“示例性的”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

在本申请中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，起到对所指示的技术特征进行区分的作用，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者次序，也不能理解为隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的技术特征可以包括一个或者多个该技术特征。在本实施例的描述中，除非另有说明，否则“多个”的含义是两个以上(包括两个)。还应明白，术语“包括”、“包含”，表示确定特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

首先，请参考图1。如图所示，本申请实施例提供了一种时延校准装置100，包括：源信号供给模块110，源信号处理模块120，以及扇出模块130。源信号供给模块110与源信号处理模块120连接，用于向源信号处理模块120提供源信号。源信号处理模块120，用于基于源信号生成时延校准信号，并将时延校准信号输出至扇出模块130。扇出模块130，用于对时延校准信号进行扇出处理，得到用于输出至时延校准装置100外部的多路输出信号。可以理解的，本申请实施例提供的时延校准装置向外部输出多路输出信号，从而可供多个探头同时进行时延校准，方便用户操作，节省时延校准时间；通过源信号处理模块对源信号进行处理，生成时延校准信号，多路输出信号是通过对延校准信号进行扇出处理而得到的，从而与采用一般的信号源进行时延校准相比，采用上述多路输出信号更能够满足时延校准需求，提高时延校准的准确性。

这里，时延校准装置100为对示波器的探头进行时延校准的装置。请参考图10b和图11b，在使用时，探头的一端连接时延校准装置100的端口，从而探测时延校准装置100的输出信号；另一端连接示波器400的通道，将探测到的输出信号传输至示波器400。

为了满足时延校准需求，源信号处理模块120对源信号进行处理，例如整形，以生成时延校准信号。可以理解的，时延校准信号为本领域技术人员根据领域常识可以判断的能够适用于时延校准操作的信号。

可选的，时延校准信号为方波信号，且方波信号的上升沿时间T_rise小于预设时长阈值；其中，预设时长阈值根据时延校准需求设定。图5所示即为一种方波信号，方波信号包括从低电平转变为高电平的上升沿和从高电平转变为低电平的下降沿，其中上升沿时间T_rise为脉冲幅度从10％阈值上升至90％阈值所持续的时间。可以理解的，如果方波信号的上升沿时间T_rise较长，上升沿较缓，那么对于高带宽探头的时延校准将难以取得很好的效果。因此，如果时延校准需求较高，如需要针对带宽在4GHz以上的高带宽探头进行校准，则预设时长阈值应当设定的尽可能小。

多路输出信号指两路以上输出信号。在实际应用中，扇出模块130扇出的输出信号的数量例如为两路、四路、八路、十六路等。

下面，请参考图2。作为一种可选的实施方式，源信号供给模块110包括压控振荡器111和/或源信号输入接口112；其中，压控振荡器(voltage-controlled oscillator，VCO)111用于生成源信号；源信号输入接口112用于与设置在时延校准装置100外部的外部信号源200连接，以将外部信号源200生成的源信号提供至源信号处理模块120。

可以理解的，虽然图2中示出了源信号供给模块110既包括压控振荡器111，又包括源信号输入接口112，但在本申请实施例中，源信号供给模块110可以仅包括压控振荡器111，或者仅包括源信号输入接口112。如果源信号供给模块110仅包括压控振荡器111，则源信号供给模块110仅能向源信号处理模块120提供由压控振荡器111生成的源信号。如果源信号供给模块110仅包括源信号输入接口112，则源信号供给模块110仅能向源信号处理模块120提供通过源信号输入接口112连接的设置在时延校准装置100外部的外部信号源200生成的源信号。如果源信号供给模块110既包括压控振荡器111，又包括源信号输入接口112，那么源信号供给模块110可以根据用户需求提供合适的源信号。

可以理解的，压控振荡器111设置在时延校准装置100的内部，是时延校准装置100自带的信号源，使得时延校准装置100可以无需额外辅助、独立提供输出信号，用户只需连好探头、开启时延校准装置100的开关即可使用，方便校准。但也正是由于压控振荡器111设置在时延校准装置100的内部，其可以提供的源信号频率是固定的，可能会出现不满足用户校准需求的情况，此外还可能出现压控振荡器111坏损导致无法提供源信号的情况，而源信号输入接口112可以将外部信号源200生成的源信号引入至时延校准装置100内部，从而可以很好的解决上述问题。

如图3所示，源信号供给模块110包括压控振荡器111和源信号输入接口112；时延校准装置100还包括：第一控制开关181，用于基于用户指示选择向源信号处理模块120提供压控振荡器111生成的源信号，或者向源信号处理模块120提供通过源信号输入接口112接入的外部信号源200生成的源信号。

在实际应用中，第一控制开关181可以一端设置在时延校准装置100的外表面，接受用户的按动或拨动操作，另一端连接至时延校准装置100内部，在用户按动或拨动后切换至相应的源信号提供方式。第一控制开关181也可以完全设置在时延校准装置100的内部，接收用户通过各种人机交互方式输入的指示信息，比如，时延校准装置100首先通过设置在外表面的实体按键/旋钮或显示屏上的虚拟按键，或者通过遥控等方式，接收用户指示，再将用户指示传输至第一控制开关181，以使第一控制开关181执行相应的选择。第一控制开关181可以直接由用户控制，也可以由时延校准装置100的时延校准控制模块控制；在第一控制开关181由时延校准控制模块控制时，用户的指示信息先传输至时延校准控制模块，再由时延校准控制模块判断处理后发送给第一控制开关181。

第一控制开关181可以既与压控振荡器111连接，又与源信号输入接口112连接，比如第一控制开关181可以连接在压控振荡器111与源信号处理模块120之间的连接路径上以使得二者连接或断连，另外还连接在源信号输入接口112与源信号处理模块120之间的连接路径上以使得二者断连或连接。此外，本申请也不排除第一控制开关181仅与压控振荡器111连接的情况，比如第一控制开关181能够控制压控振荡器111的打开和关闭，在第一控制开关181控制压控振荡器111打开时，压控振荡器111生成源信号并输出至源信号处理模块120；在第一控制开关181控制压控振荡器111关闭且用户连接好外部信号源200时，外部信号源200生成的源信号传输至源信号处理模块120。

接下来，请参考图4。作为一种可选的实施方式，源信号处理模块120包括分频电路121和整形电路122；其中，分频电路121用于对源信号进行分频，生成分频信号；整形电路122用于对分频信号进行整形，生成时延校准信号。

通过设置分频电路121可以获得多种频率的分频信号。例如，压控振荡器111生成的源信号的频率为10MHz，如果不设置分频电路121，则仅可以将10MHz的信号整形为时延校准信号；而通过设置分频电路121，可以将10MHz的源信号分频为1MHz、100KHz等分频信号，再对分频信号进行整形，可以获得与源信号频率不同的时延校准信号。其中，分频电路121对源信号例如进行10分频、100分频等，本申请对此不做具体限制。此外，分频电路121对源信号进行分频还可以包括以分频比为1对源信号进行分频，即分频信号与源信号的频率相同。如此，即使源信号处理模块120包括分频电路121，如果遇到无需分频的情况，也可以通过将分频比设置为1，从而不改变输出信号的频率。

如图6所示，时延校准装置100还可以包括第二控制开关182。第二控制开关182用于基于用户指示控制分频电路121工作在单一频率校准模式下，或者工作在多频率校准模式下。

在单一频率校准模式下，分频电路121在时延校准装置100完成一次时延校准的期间内分频比不变。在多频率校准模式下，分频电路121在时延校准装置100完成一次时延校准的期间内至少切换一次分频比。

可以理解的，时延校准装置100向用户提供了至少两种校准模式。用户通过例如对设置在外表面的实体按键/旋钮或显示屏上的虚拟按键进行操作，或者通过遥控等方式，选择所需的校准模式。

为了便于描述，这里将用户选择单一频率校准模式称为用户的“第一指示”，将用户选择多频率校准模式称为用户的“第二指示”。

在实际使用中，当时延校准装置100接收到用户的第一指示时，分频电路121对源信号进行分频，分频比为包括1在内的一个固定比值，生成分频信号；整形电路122对分频信号进行整形，生成时延校准信号；再经过扇出模块130的扇出处理，得到多路输出信号，这里为便于区分，将得到的多路输出信号称为“第一输出信号”；将第一输出信号输出至时延校准装置100的各端口。时延校准装置100的多个端口中的部分或全部与探头连接，经由探头将输出信号传输至示波器400。示波器400接收到信号后，检测各探头之间的时延数据，并将时延数据通过示波器通信模块440发送给时延校准装置100；时延校准装置100接收到时延数据后，通过时延校准通信模块140向示波器400发送校准指令，从而指示示波器400对各个通道进行时延校准，并将校准后的时延数据反馈给时延校准装置100。时延校准装置100判断最新接收到的时延数据是否满足预设条件；当不满足预设条件时，则向示波器400发送信息，指示示波器400再次进行时延校准，在接收示波器400发送的与再次进行时延校准对应的时延数据后再次判断是否预设条件，直至接收到的时延数据满足预设条件；当满足预设条件时，确定时延校准已完成。

当时延校准装置100接收到用户的第二指示时，首先，分频电路121以第一分频比对源信号进行分频，第一分频比同样为包括1在内的一个固定比值。接下来得到多路输出信号以及示波器400进行时延校准的步骤与前述接收到用户的第一指示时基本相同，这里不再赘述；但是为了便于区分，这里将以第一分频比对源信号进行分频后经过整形和扇出处理得到的信号称为“第二输出信号”。时延校准装置100判断最新接收到的时延数据是否满足预设条件；同样在不满足预设条件时，则向示波器400发送信息，指示示波器400再次进行时延校准，在接收示波器400发送的与再次进行时延校准对应的时延数据后再次判断是否预设条件，直至接收到的时延数据满足预设条件；与前述接收到用户的第一指示时不同的是，当时延校准装置100判断最新接收到的时延数据满足预设条件时，并未真正完成全部的时延校准，还需要再次进行分频并校准。可以理解的，在此阶段(下称“第一时间阶段”)内，时延校准装置100接收到的时延数据均是与第二输出信号对应的时延数据，其满足预设条件仅能表明完成了针对与第二输出信号对应频率的阶段性的时延校准，尚未完成用户第二指示的全部的时延校准。因此，在第一时间阶段最新接收到的时延数据满足预设条件时，分频电路121以第二分频比对源信号进行分频，第二分频比同样为包括1在内的一个固定比值，但第二分频比与第一分频比不同。接下来同样进行整形和扇出处理，得到多路输出信号，为了便于区分，这里将得到的输出信号称为“第三输出信号”。示波器400对第三输出信号中经由探头传输的信号进行时延校准并反馈相应的时延数据。时延校准装置100判断最新接收到的时延数据是否满足预设条件；同样在不满足预设条件时，则向示波器400发送信息，指示示波器400再次进行时延校准，在接收示波器400发送的与再次进行时延校准对应的时延数据后再次判断是否预设条件，直至接收到的时延数据满足预设条件，完成针对与第三输出信号对应频率的阶段性的时延校准(为便于区分，将此阶段称为“第二时间阶段”)。至少根据在第一时间阶段示波器400发送的与第二输出信号对应的时延数据和在第二时间阶段示波器400发送的与第三输出信号对应的时延数据确定是否完成时延校准。可以理解的，多频率校准模式指分频电路在时延校准装置完成一次时延校准的期间内至少切换一次分频比的模式，即多频率校准模式下进行至少两个时间阶段的针对至少两个不同频率的输出信号的校准；切换分频比的次数与时延校准装置100中的预存指令有关。举例来讲，如果预存指令中切换分频比的次数为1，在一次时延校准的期间内进行两个不同频率的输出信号的校准，则在前述完成第二时间阶段的时延校准后，确定完成时延校准。如果预存指令中切换分频比的次数为n(n为大于1的正整数)，在一次时延校准的期间内进行n+1个不同频率的输出信号的校准，则在完成第n+1时间阶段的时延校准后，确定完成时延校准。

如此，可以为用户提供多种频率的时延校准，进一步满足了时延校准需求；在用户选择多频率校准模式时，可以实现对相位的更加准确的校准，提高时延校准精度，获得较好的时延校准效果。

整形电路122能够对分频信号进行整形，生成时延校准信号。具体例如生成一路单端的时延校准信号。分频电路121对源信号进行分频后生成的分频信号可能是正弦波信号，也可能是方波信号。通过设置整形电路122，可以将分频信号整形为符合时延校准需求的时延校准信号。整形电路122可以实现缩短上升沿时间，实现高带宽探头的时延校准的作用。

扇出模块130具体用于通过扇出处理将一路单端的时延校准信号转换为至少一对差分信号。从而，时延校准装置100既可以实现对单端探头的校准，又可以实现对差分探头的校准，甚至还可以实现对单端探头和差分探头的同时校准。在实际应用中，扇出模块130具体可以为扇出缓冲电路。

图10a至图11b示出了扇出模块130将一路单端的时延校准信号转换为两对差分信号的情况。两对差分信号其实就是4路对地单端信号。以多路输出信号为4路信号且4路信号为两对差分信号为例，时延校准装置100可以实现对两根差分探头的同时校准(请参考图11a和图11b)，时延校准装置100可以实现对四根单端探头的同时校准(请参考图10a和图10b)。虽然图中未示出，但是能够理解的，时延校准装置100还可以实现对一根差分探头和一根或两根单端探头的同时校准，此外，还可以实现对两根或三根单端探头的同时校准。

一对差分信号由彼此关联的两个端口输出，如图10b和图11b中，第一对差分信号由P1端口和N1端口输出，第二对差分信号由P2端口和N2端口输出；其中P表示为正端口，N表示负端口，数字相同的端口表示与同一对差分信号对应的输出端口。

如图10b所示，如果对四根单端探头(图中探头A、探头B、探头C和探头D)同时进行校准，则探头A、探头B、探头C和探头D分别一端连接时延校准装置的4个端口，另一端连接示波器的4个通道即可。可以理解的，如果同时进行时延校准的探头数量小于扇出模块生成的输出信号的数量，则选择连接部分端口和部分通道即可；在实际应用中，在时延校准装置一侧，各探头可以优先选择正负相同的端口；比如，在需要对两根单端探头同时进行校准时，两根单端探头在时延校准装置侧可以分别连接P1端口和P2端口，从而探测的输出信号相位相同，校准过程更简便。

应当说明的是，采用本申请实施例提供的时延校准装置也可以实现对一根单端探头的时延校准。在使用中，可以将一根单端探头的两端分别与时延校准装置的一端口和示波器的一通道连接，再通过一条电缆连接时延校准装置的另一端口和示波器的另一通道，从而使得示波器接收到一路经由探头探测并传输至示波器的信号和一路经由电缆直接传输至示波器的信号，基于经由电缆直接传输至示波器的信号对经由探头探测并传输至示波器的信号进行时延校准。

如图11b所示，如果对两根差分探头(图中探头E和探头F)同时进行校准，则探头E在时延校准装置侧分别与一对彼此关联的端口(如P1端口和N1端口)连接，在示波器侧与一通道连接(如通道1)连接；探头F在时延校准装置侧分别与另一对彼此关联的端口(如P2端口和N2端口)连接，在示波器侧与另一通道连接(如通道2)连接。

对于除上述连接方法以外的其他数量和种类的探头在时延校准时的连接方法，以及对于除4路输出信号以外的其他时延校准装置在实现探头的时延校准时的连接方法，与上述方法基本类似，这里不一一详述。

此外，在图10a和图11a示出的具体示例中，主控模块例如与前述时延校准控制模块150相同。人机交互模块一方面用于通过设置在时延校准装置外表面的实体按键/旋钮或显示屏上的虚拟按键等接收用户指示，或者通过遥控等无线方式接收用户指示，另一方面用于将接收到的用户指示传输给主控模块，以供主控模块根据用户指示实现对时延校准装置内部各模块的控制。

在开始时延校准之前，时延校准装置100可以先接收用户的指示，用户的指示可以包括以下至少之一：选择由压控振荡器生成源信号还是接入外部信号源生成的源信号；选择单一频率校准模式还是多频率校准模式。此外，用户的指示还可以包括开始进行时延校准。时延校准装置100中用于接收用户的指示的部件可以为人机交互模块的一部分。

接下来，请参考图7。在一可选的实施方式中，时延校准装置100还包括：时延校准通信模块140和时延校准控制模块150。其中，时延校准通信模块140，用于接收由示波器400发送的时延数据；其中，时延数据表征：多路输出信号中的至少一路输出信号经由探头探测并传输至示波器400后，示波器400针对经由探头接收到的信号进行时延校准后的时延情况；时延校准控制模块150，用于根据时延数据确定是否完成时延校准。如此，可以实现对探头时延的自动校准，节省用户操作时间。

应当说明的是，本申请也不排除示波器400不向时延校准装置100反馈时延数据，而由用户自己判断是否完成时延校准的情况。

时延校准通信模块140可以为实现无线通信的模块，也可以为进行有线通信的模块；从而，时延数据可以通过无线传输至时延校准装置100，也可以通过有线传输至时延校准装置100。时延校准通信模块140的通信方式包括但不限于无线广域网(WWAN，例如一个或多个蜂窝网络)、无线局域网(WLAN，例如被配置用于一个或多个标准，诸如IEEE802.11(Wi-Fi))、蓝牙、数据传输电缆等。

在接收由示波器400发送的时延数据之前，时延校准通信模块140还用于与示波器400建立通信连接。

时延校准控制模块150具体可以用于：对应于时延数据满足预设条件，确定完成时延校准；对应于时延数据不满足预设条件，确定未完成时延校准。在确定未完成时延校准后，时延校准控制模块150还可以用于：控制时延校准通信模块140向示波器400发送信息，该信息用于指示示波器400再次进行时延校准；在时延校准通信模块140接收由示波器400发送的与再次进行时延校准对应的时延数据后，根据与再次进行时延校准对应的时延数据确定是否完成时延校准。预设条件可以在时延校准装置100出厂前由工程师设置好，也可以在使用前由用户自行设置或更改。如此，按照预设条件完成对探头时延的自动校准，并且在时延数据不满足预设条件时，自动控制示波器400再次进行时延校准，节省了用户操作时间。

本申请实施例还提供了一种示波器；请参考图8，示波器400包括：用于与探头连接的多个通道，用于与上述任意一实施例提供的时延校准装置100通信连接的示波器通信模块440，以及示波器控制模块450。

示波器控制模块450用于通过示波器通信模块440获取时延校准装置100发送的校准指令并控制时延校准过程的进行，以及控制示波器通信模块440向时延校准装置100发送时延数据。

可以理解的，本实施例所提供的示波器400可以通过示波器通信模块440与时延校准装置100建立通信连接，并且通过示波器控制模块450根据时延校准装置100发送的校准指令控制时延校准过程的进行，以及通过示波器控制模块450控制示波器通信模块440向时延校准装置100发送时延数据，从而提供了一种可以与时延校准装置100配合使用、实现自动校准的示波器，节省了用户操作时间。

可以理解的，示波器控制模块450控制时延校准过程的进行，具体可以通过示波器400中的时延校准单元实现，示波器控制模块450控制时延校准单元执行或停止时延校准。

示波器通信模块440可以为实现无线通信的模块，也可以为进行有线通信的模块；从而，可以通过无线传输方式与时延校准装置100交互信息，也可以通过有线传输方式与时延校准装置100交互信息。示波器通信模块440的通信方式包括但不限于无线广域网(WWAN，例如一个或多个蜂窝网络)、无线局域网(WLAN，例如被配置用于一个或多个标准，诸如IEEE802.11(Wi-Fi))、蓝牙、数据传输电缆等。

示波器400的其他结构和功能可以与本领域通常的示波器相同，这里不展开描述。

在一可选实施方式中，示波器控制模块450还用于通过示波器通信模块440获取时延校准装置100发送的信息，该信息用于指示示波器400再次进行时延校准；示波器控制模块450根据该信息控制时延校准单元再次进行时延校准；示波器控制模块450还用于获取时延校准单元进行时延校准后的时延情况，并根据时延情况生成与再次进行时延校准对应的时延数据，通过示波器通信模块440向时延校准装置100发送与再次进行时延校准对应的时延数据。

在一可选实施方式中，时延校准单元还用于：在第一时间段，接收多路信号，并对接收到多路信号的各个通道进行时延校准；示波器控制模块450还用于获取时延校准单元进行时延校准后的时延情况，并根据时延情况生成与第二输出信号对应的时延数据，通过示波器通信模块440将与第二输出信号对应的时延数据发送至时延校准装置100；其中，在第一时间段接收的多路信号为时延校准装置100输出的第二输出信号经过传输后输入示波器400的信号，第二输出信号为时延校准装置100以第一分频比对源信号进行分频后经过整形和扇出处理得到的信号。

时延校准单元还用于：在第二时间段，接收多路信号，并对接收到多路信号的各个通道进行时延校准；示波器控制模块450还用于获取时延校准单元进行时延校准后的时延情况，并根据时延情况生成与第三输出信号对应的时延数据，通过示波器通信模块440将与第三输出信号对应的时延数据发送至时延校准装置100；其中，在第二时间段接收的多路信号为时延校准装置100输出的第三输出信号经过传输后输入示波器400的信号，第三输出信号为时延校准装置100以第二分频比对源信号进行分频后经过整形和扇出处理得到的信号，第二分频比与第一分频比不同；第二时间阶段在确定与第二输出信号对应的时延数据满足预设条件之后开始。

本申请实施例还提供了一种时延校准系统；请参考图9，时延校准系统800包括：示波器，探头，以及前述任意一实施例所述的时延校准装置100。

需要说明的是，示波器可以为前述任意一实施例所述的示波器400，也可以为本领域中现有的其他示波器。

此外，本申请实施例还提供了一种时延校准系统；在该时延校准系统中，时延校准装置与示波器集成为一体。具体的，该时延校准系统包括：示波器100以及如前述任一实施例所述的时延校准装置400；其中，时延校准装置400与示波器100封装于同一壳体中；该壳体上设置有用于与探头的一端连接的时延校准装置的端口，还设置有用于与探头的另一端连接的示波器的通道的插口。

可以理解的，也可以将该时延校准系统整体称为示波器，或者称为带有时延校准功能的示波器，而上述示波器100作为其中的提供示波器核心功能的组成部分。当然，时延校准装置400也作为该时延校准系统的一个组成部分。

本申请实施例还提供了一种时延校准方法，应用于时延校准装置；请参考图12，时延校准方法包括：

步骤1201、基于源信号生成时延校准信号；

步骤1202、对时延校准信号进行扇出处理，得到多路输出信号并将多路输出信号输出至时延校准装置外部；

步骤1203、接收由示波器发送的时延数据；

这里，时延数据为：多路输出信号中的至少一路输出信号经由探头探测并传输至示波器后，示波器针对经由探头接收到信号的通道进行时延校准后的时延数据；步骤1204、根据时延数据确定是否完成时延校准。

可以理解的，通过本申请实施例提供的时延校准方法，可以向时延校准装置外部提供多路输出信号，从而可以实现多个探头的同时校准；并且，时延校准过程可以在时延校准装置的控制下完成，节省用户操作时间。

这里，时延校准装置可以为前述任一实施例提供的时延校准装置100。

需要说明的是，虽然图12中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，本申请各流程图中的各步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，本申请各流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一可选实施方式中，在基于源信号生成时延校准信号之前，该方法还可以包括：基于设置在时延校准装置内部的压控振荡器生成源信号；或者，接收由设置在时延校准装置外部的外部信号源生成的源信号。

在一可选实施方式中，在基于源信号生成时延校准信号之前，该方法还可以包括：基于用户指示选择向源信号处理模块提供压控振荡器生成的源信号，或者向源信号处理模块提供通过源信号输入接口接入的外部信号源生成的源信号。

在一可选实施方式中，基于源信号生成时延校准信号，可以包括：对源信号进行分频，生成分频信号；对分频信号进行整形，生成时延校准信号。

在一可选实施方式中，时延校准信号为方波信号，且方波信号的上升沿时间小于预设时长阈值；其中，预设时长阈值根据时延校准需求设定。

在一可选实施方式中，根据时延数据确定是否完成时延校准，可以包括：对应于接收到用户的第一指示，根据示波器发送的与第一输出信号对应的时延数据确定是否完成时延校准；其中，第一输出信号为对源信号进行分频比不变的分频后经过整形和扇出处理得到的信号；对应于接收到用户的第二指示，至少根据在第一时间阶段示波器发送的与第二输出信号对应的时延数据和在第二时间阶段示波器发送的与第三输出信号对应的时延数据确定是否完成时延校准；其中，第二输出信号为以第一分频比对源信号进行分频后经过整形和扇出处理得到的信号，第三输出信号为以第二分频比对源信号进行分频后经过整形和扇出处理得到的信号，第二分频比与第一分频比不同，第二时间阶段在确定与第二输出信号对应的时延数据满足预设条件之后开始。

在一可选实施方式中，得到的多路输出信号包括至少一对差分信号；对时延校准信号进行扇出处理，可以包括：通过扇出处理将一路单端的时延校准信号转换为至少一对差分信号。

在一可选实施方式中，根据时延数据确定是否完成时延校准，可以包括：对应于时延数据满足预设条件，则确定完成时延校准；对应于时延数据不满足预设条件，则确定未完成时延校准。

在确定未完成时延校准后，该方法还可以包括：向示波器发送信息，信息用于指示示波器再次进行时延校准；接收由示波器发送的与再次进行时延校准对应的时延数据；根据与再次进行时延校准对应的时延数据确定是否完成时延校准。

本申请实施例还提供了一种时延校准方法，应用于示波器；请参考图13，该时延校准方法包括：

步骤1301、获取时延校准装置发送的校准指令，根据校准指令对示波器的各个通道进行时延校准；其中，各个通道用于接收由时延校准装置输出并传输至示波器的多路信号，且多路信号中的至少一路经由探头探测并传输至示波器；

步骤1302、向时延校准装置发送时延数据。

在一可选实施方式中，接收到的多路信号为方波信号，且方波信号的上升沿时间小于预设时长阈值；其中，预设时长阈值根据时延校准需求设定。

在一可选实施方式中，接收到的多路信号包括至少一对差分信号。

在一可选实施方式中，该方法还可以包括：获取时延校准装置发送的信息，根据信息再次进行时延校准；向时延校准装置发送与再次进行时延校准对应的时延数据。

在一可选实施方式中，该方法还可以包括：

在第一时间段，接收多路信号，并对接收到多路信号的各个通道进行时延校准，得到与第二输出信号对应的时延数据，将与第二输出信号对应的时延数据发送至时延校准装置；其中，在第一时间段接收的多路信号为时延校准装置输出的第二输出信号经过传输后输入示波器的信号，第二输出信号为时延校准装置以第一分频比对源信号进行分频后经过整形和扇出处理得到的信号；

在第二时间段，接收多路信号，并对接收到多路信号的各个通道进行时延校准，得到与第三输出信号对应的时延数据，将与第三输出信号对应的时延数据发送至时延校准装置；其中，在第二时间段接收的多路信号为时延校准装置输出的第三输出信号经过传输后输入示波器的信号，第三输出信号为时延校准装置以第二分频比对源信号进行分频后经过整形和扇出处理得到的信号，第二分频比与第一分频比不同；

第二时间阶段在确定与第二输出信号对应的时延数据满足预设条件之后开始。

需要说明的是，本申请实施例提供的时延校准装置实施例、示波器实施例、时延校准系统实施例及时延校准方法实施例属于同一构思；各实施例所记载的技术方案中各技术特征之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

应当理解，以上实施例均为示例性的，不用于包含权利要求所包含的所有可能的实施方式。在不脱离本公开的范围的情况下，还可以在以上实施例的基础上做出各种变形和改变。同样的，也可以对以上实施例的各个技术特征进行任意组合，以形成可能没有被明确描述的本发明的另外的实施例。因此，上述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，不对本发明专利的保护范围进行限制。

Claims (10)

1.一种时延校准装置，其特征在于，包括：源信号供给模块，源信号处理模块，以及扇出模块；其中，

所述源信号供给模块与所述源信号处理模块连接，用于向所述源信号处理模块提供源信号；

所述源信号处理模块，用于基于所述源信号生成时延校准信号，并将所述时延校准信号输出至所述扇出模块；

所述扇出模块，用于对所述时延校准信号进行扇出处理，得到用于输出至所述时延校准装置外部的多路输出信号。

2.根据权利要求1所述的时延校准装置，其特征在于，所述源信号供给模块包括压控振荡器和/或源信号输入接口；其中，

所述压控振荡器用于生成所述源信号；

所述源信号输入接口用于与设置在所述时延校准装置外部的外部信号源连接，以将所述外部信号源生成的源信号提供至所述源信号处理模块。

3.根据权利要求2所述的时延校准装置，其特征在于，所述源信号供给模块包括所述压控振荡器和所述源信号输入接口；所述时延校准装置还包括：

第一控制开关，用于基于用户指示选择向所述源信号处理模块提供所述压控振荡器生成的源信号，或者向所述源信号处理模块提供通过所述源信号输入接口接入的所述外部信号源生成的源信号。

4.根据权利要求1所述的时延校准装置，其特征在于，所述源信号处理模块包括分频电路和整形电路；其中，

所述分频电路用于对所述源信号进行分频，生成分频信号；

所述整形电路用于对所述分频信号进行整形，生成所述时延校准信号。

5.根据权利要求1或4所述的时延校准装置，其特征在于，所述时延校准信号为方波信号，且所述方波信号的上升沿时间小于预设时长阈值；其中，所述预设时长阈值根据时延校准需求设定。

6.一种示波器，其特征在于，包括：用于与探头连接的多个通道，用于与如权利要求1至5中任意一项所述的时延校准装置通信连接的示波器通信模块，以及示波器控制模块；其中，

所述示波器控制模块用于通过所述示波器通信模块获取所述时延校准装置发送的校准指令并控制时延校准过程的进行，以及控制所述示波器通信模块向所述时延校准装置发送时延数据。

7.一种时延校准系统，其特征在于，包括：示波器，探头，以及如权利要求1至5中任意一项所述的时延校准装置。

8.一种时延校准系统，其特征在于，包括：示波器以及如权利要求1至5中任意一项所述的时延校准装置；其中，

所述时延校准装置与所述示波器封装于同一壳体中；所述壳体上设置有用于与探头的一端连接的所述时延校准装置的端口，还设置有用于与所述探头的另一端连接的所述示波器的通道的插口。

9.一种时延校准方法，应用于时延校准装置，其特征在于，所述方法包括：

基于源信号生成时延校准信号；

对所述时延校准信号进行扇出处理，得到多路输出信号并将所述多路输出信号输出至所述时延校准装置外部；

接收由示波器发送的时延数据；

根据所述时延数据确定是否完成时延校准。

10.一种时延校准方法，应用于示波器，其特征在于，所述方法包括：

获取时延校准装置发送的校准指令，根据所述校准指令对所述示波器的各个通道进行时延校准；其中，所述各个通道用于接收由时延校准装置输出并传输至所述示波器的多路信号，且所述多路信号中的至少一路经由探头探测并传输至所述示波器；

向所述时延校准装置发送时延数据。

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