CN115801013A - 一种延时补偿装置及采样示波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种延时补偿装置及采样示波器，涉及延时领域。控制模块用于控制延时模块的延时时长；延时模块用于将时钟模块输出的时钟信号延时延时时长以使采样模块采集预设区域信号，预设区域信号为采样保持器输出的采样信号在保持状态下且位于目标区域内的信号。本申请中使用延时模块对于时钟模块输出的时钟信号进行延时，使得采样模块采集采样保持器输出的采样信号中的预设区域信号，而最终得到稳定的信号，同时通过控制模块控制延时模块的延时时长，此控制过程较为简单，不需要在软件层面进行大量复杂的计算，以硬件电路代替软件计算而使采样模块采集到稳定的信号，提高了图像一致性和处理效率。

Description

一种延时补偿装置及采样示波器

技术领域

本发明涉及延时领域，特别是涉及一种延时补偿装置及采样示波器。

背景技术

采样示波器中通常使用采样保持器对输入的高速信号进行采样和保持，经过采样保持器后的信号再通过采样模块采样；采样保持器和采样模块的时钟原则上是同步的，但是时钟信号是通过不同的路径分别接至采样保持器和采样模块的。

采样保持器采集输入的高速信号之后，输出信号有跟踪和保持两种状态，保持状态下的输出信号通常比较稳定，但由于采样保持器自身的孔径延时特性，会使得保持状态下的输出信号也存在一部分不稳定的区域，称之为采样的不合适区域，保持状态下的输出稳定的区域称之为采样的合适区域，通常需要采样模块会采集合适区域的输出信号，但是由于时钟信号是通过不同的路径分别传输至采样保持器和采样模块。所以实际上会由于路径的不同导致同一个时钟信号到达的时间不同，所以采样模块实际采集的可能是不合适区域的输出信号，这最终对采样示波器的图像一致性造成影响，而合适区域的输出信号才是实际需要采集的目标区域。现有技术为解决上述问题，使用锁相环电路调整时钟信号的相位来间接补偿延时，使用该电路每一次的补偿均需要在软件层面进行计算频域时钟信号相位和时域延时的转换计算，该计算过程十分复杂，降低了方案的处理效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种延时补偿装置及采样示波器，通过控制模块控制延时模块的延时时长，此控制过程较为简单，不需要在软件层面进行大量复杂的计算，以硬件电路代替软件计算而使采样模块采集到稳定的信号，提高了图像一致性和处理效率。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种延时补偿装置，包括：延时模块及控制模块，所述控制模块的控制端与所述延时模块的控制端连接，所述采样模块的控制端与所述延时模块的输出端连接，所述采样示波器中的时钟模块的输出端与所述延时模块的输入端连接；

所述控制模块用于控制所述延时模块的延时时长；

所述延时模块用于将所述时钟模块输出的时钟信号延时所述延时时长以使采样模块采集预设区域信号，所述预设区域信号为所述采样保持器输出的采样信号在保持状态下且位于目标区域内的信号。

优选的，还包括信号发生模块，所述信号发生模块与所述采样保持器连接，用于发送信号至所述采样保持器以使所述采样保持器对所述信号进行采样和保持后得到所述采样信号。

优选的，所述控制模块具体用于接收用户的指令根据所述指令控制所述延时模块的延时时长。

优选的，所述控制模块的采样端与所述采样模块的输出端连接，还用于根据所述预设区域信号得到眼图数据。

优选的，所述信号发生模块为PRBS码型信号发生器模块。

优选的，所述控制模块具体用于根据所述预设区域信号得到眼图数据并根据所述眼图数据及眼图标准模板控制所述延时模块的延时时长。

优选的，所述控制模块包括信号处理模块和眼图参数测试模块，所述信号处理模块的输出端和所述眼图参数测试模块连接，所述信号处理模块的采样端作为所述控制模块的采样端，所述眼图参数测试模块的控制端作为所述控制模块的控制端；

所述信号处理模块用于将所述预设区域信号进行数据对齐处理获取初步处理数据；

所述眼图参数测试模块用于控制所述延时模块的延时时长，并根据所述初步处理数据得到眼图数据。

优选的，所述眼图数据包括眼高信息、眼宽信息、抖动参数、上升时间及下降时间。

优选的，所述延时模块和所述采样模块的数量均为N，每个所述延时模块的控制端均与所述控制模块连接，每个所述延时模块的输入端均与所述时钟模块连接，每个所述延时模块的输出端均与唯一一个所述采样模块的控制端连接，N为大于1的整数。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种采样示波器，包括采样示波器本体，还包括如上述所述的延时补偿装置，所述采样示波器与所述延时补偿装置连接。

本申请提供了一种延时补偿装置及采样示波器。控制模块用于控制延时模块的延时时长；延时模块用于将时钟模块输出的时钟信号延时延时时长以使采样模块采集预设区域信号，预设区域信号为采样保持器输出的采样信号在保持状态下且位于目标区域内的信号。本申请中使用延时模块对于时钟模块输出的时钟信号进行延时，使得采样模块采集采样保持器输出的采样信号中的预设区域信号，而最终得到稳定的信号，同时通过控制模块控制延时模块的延时时长，此控制过程较为简单，不需要在软件层面进行大量复杂的计算，以硬件电路代替软件计算而使采样模块采集到稳定的信号，提高了图像一致性和处理效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种延时补偿装置的结构示意图；

图2为本发明提供的另一种延时补偿装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种延时补偿装置及采样示波器，通过控制模块控制延时模块的延时时长，此控制过程较为简单，不需要在软件层面进行大量复杂的计算，以硬件电路代替软件计算而使采样模块采集到稳定的信号，提高了图像一致性和处理效率。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明提供的一种延时补偿装置的结构示意图。该装置包括：延时模块1及控制模块2，控制模块2的控制端与延时模块1的控制端连接，采样模块的控制端与延时模块1的输出端连接，采样示波器中的时钟模块的输出端与延时模块1的输入端连接；

控制模块2用于控制延时模块1的延时时长；

延时模块1用于将时钟模块输出的时钟信号延时延时时长以使采样模块采集预设区域信号，预设区域信号为采样保持器输出的采样信号在保持状态下且位于目标区域内的信号。

由于现有技术中在控制采样模块进行采样时，其需要使用软件算法进行大量复杂计算，所以其占用的软件资源更多，且处理效率较低，基于此，本身请提出了一种延时补偿装置，利用硬件结构完成了对于现有问题的解决，由于时钟模块输出的时钟信号到达采样保持器和采样模块之间的路径不同，所以本申请在时钟模块和采样模块之间设置延时模块1，通过延时模块1对时钟模块输出的时钟信号进行延时一定的时长，延时控制之后，使得采样模块接收到时钟信号的时间和采样保持器接收到时钟信号的时间相同，就可以控制采样模块去采集采样保持器的目标区域内的信号，同时也可通过控制延时模块1的延时时长，进而使得采样模块采集的采样保持器的信号的采样点位于相同的时间，提高了方案的可靠性和图像的一致性，使得最终图像效果更加的清楚。

具体的，对于延时模块1的延时时长可以通过与其连接的控制模块2进行控制，控制模块2可以控制延时时长，增加或者减少该时长，而使得采样模块实际接收到时钟信号的时间是采样保持器输出在保持状态下且位于目标区域内的信号，这使得采样模块可以采集到稳定且没有波动的信号，有利于最终输出稳定的图像，延时时长可以根据实际的需求进行后退调整和向前调整，最终保证图像保持一致性即可，该过程可以在实际使用之前完成操作，所以实际通过采样保持器采集输入信号时，已经完成了图像一致性的调整，提高了用户的使用体验，使用延时模块1和控制模块2硬件结构代替软件复杂的计算，提高了方案的可靠性与可行性。

需要说明的是，采样模块可以使用多通道采样模块，可以执行同步的多通道信号采集，提高了方案的可靠性。

延时模块1可以但不限于是精密延时芯片电路，用于对时钟模块输出的时基触发时钟进行精密延时控制，控制延时范围从0psˉ1200ps，以预设时长为一个step进行调整，由于其调整范围较宽，且每次调节的预设时长可以较小，所以提高了其调整的精确度，另外预设时长可以但不限于20ps，可以根据实际的需求设定，提高了方案的灵活性。

总的来说，本申请提供了一种延时补偿装置。控制模块2用于控制延时模块1的延时时长；延时模块1用于将时钟模块输出的时钟信号延时延时时长以使采样模块采集预设区域信号，预设区域信号为采样保持器输出的采样信号在保持状态下且位于目标区域内的信号。本申请中使用延时模块1对于时钟模块输出的时钟信号进行延时，使得采样模块采集采样保持器输出的采样信号中的预设区域信号，而最终得到稳定的信号，同时通过控制模块2控制延时模块1的延时时长，此控制过程较为简单，不需要在软件层面进行大量复杂的计算，以硬件电路代替软件计算而使采样模块采集到稳定的信号，提高了图像一致性和处理效率。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，还包括信号发生模块，信号发生模块与采样保持器连接，用于发送信号至采样保持器以使采样保持器对信号进行采样和保持后得到采样信号。

采样保持器还连接信号发生模块，也就是本方案需要得到图像的信号发射装置，该信号发生模块可以根据实际的情况进行选择，信号发生模块可以将信号输入到采样保持器中，采样保持器可以将输入的信号以保持状态和跟踪状态进行采集，以便于后续采样模块采集采样保持器的保持状态下的目标区域内的信号而得到清晰的图像进而达到图像一致的效果，提高了方案的可靠性。

作为一种优选的实施例，控制模块2具体用于接收用户的指令根据指令控制延时模块1的延时时长。

控制模块2控制延时模块1的延时时长，可以根据用户的指令相适应调控，用户可以根据最终采样示波器的图像和图像信息来判断当前的图像效果是否足够良好，如果图像的效果并不好，图像一致性较差，在采用示波器上产生了模糊的图像，用户就可以将调整延时时长的指令发送给控制模块2，以使得控制模块2根据指令相适应的将延时模块1的延时时长增加或者减少，进而使得延时模块1达成精确延时时钟信号的作用，该步骤增加了根据用户的指令进行调控的过程，提高了用户的体验，也由于用户根据实际图像可以操控控制模块2调整延时时长，使得最终采样示波器的图像的清晰效果更好，也使得图像一致性更高，提高了方案的可靠性。

作为一种优选的实施例，控制模块2的采样端与采样模块的输出端连接，还用于根据预设区域信号得到眼图数据。

控制模块2除了有对延时模块1的延时时长进行调控的作用，还需要完成信号进行处理最终得到采样示波器显示的数据的步骤，该数据可以为眼图数据，采样保持器输出采样信号，采样模块采集采样信号中的预设区域信号，预设区域信号是采样信号中的目标信号，属于采样的合适区域，该信号是稳定的信号，所以可以根据该信号进行处理得到眼图数据，整个过程自动化进行，提高了方案的自动化程度。

作为一种优选的实施例，信号发生模块为PRBS码型信号发生器模块。

PRBS码型信号发生器模块，用于产生PRBS7/15/23/31或自定义码型高速信号，该信号输入至采样保持器，采样保持器将信号进行采集和保持，得到可以供采样模块采集的信号，该PRBS码型信号发生器模块模块可以产生多种不同类型的信号，用户可以根据实际的需求进行选择，提高了用户的体验和方案的可靠性。

同时，时钟模块可以根据信号发生器模块的型号调整，发出相应的时钟信号，提高了方案的灵活性。

作为一种优选的实施例，控制模块2具体用于根据预设区域信号得到眼图数据并根据眼图数据及眼图标准模板控制延时模块1的延时时长。

控制模块2得到眼图数据之后，可以将眼图数据、眼图标准模板及各种应用场景下的最佳指标参数去对比，如果各指标参数差异均<5％，则认为该采样模块路径延时已调整合适，对该采样模块对应的精密延时电路不再进行调整；如果各指标参数差异>5％，则对延时模块1以预设时长为一个step进行延时调整，然后重复控制模块2再一次进行比对，直至该采样模块的各指标参数差异均<5％，此时所有采样模块的路径延时调整完成，得到一致性良好的图像，提高了方案的可靠性和自动化程度。

作为一种优选的实施例，控制模块2包括信号处理模块和眼图参数测试模块，信号处理模块的输出端和眼图参数测试模块连接，信号处理模块的采样端作为控制模块2的采样端，眼图参数测试模块的控制端作为控制模块2的控制端；

信号处理模块用于将预设区域信号进行数据对齐处理获取初步处理数据；

眼图参数测试模块用于控制延时模块1的延时时长，并根据初步处理数据得到眼图数据。

控制模块2包括信号处理模块和眼图参数测试模块，信号处理模块将预设区域信号进行数据对齐处理获取初步处理数据,对采样模块输出的信号进行数据暂存和对齐等操作，属于数据的初步处理过程，该过程可以将数据初步处理，使得眼图参数测试模块处理的数据减少干扰数据，使得最终得到的眼图数据的效果更好，效率更高，眼图参数测试模块根据信号处理模块得到的初步处理数据进一步计算处理最终得到眼图数据，提高了方案的可靠性。

作为一种优选的实施例，眼图数据包括眼高信息、眼宽信息、抖动参数、上升时间及下降时间。

眼图参数测试模块根据初步处理数据计算出眼图的眼高，眼宽，抖动，Margin，上升时间，下降时间等参数，以完善眼图的信息，使得最终采样示波器上显示的图像的必要条件不缺失，且用户可以看到更清楚的数据，提高了用户的体验。

请参照图2，图2为本发明提供的另一种延时补偿装置的结构示意图。

作为一种优选的实施例，延时模块1和采样模块的数量均为N，每个延时模块1的控制端均与控制模块2连接，每个延时模块1的输入端均与时钟模块连接，每个延时模块1的输出端均与唯一一个采样模块的控制端连接，N为大于1的整数。

采样模块和延时模块1都可以设置多个，即本方案可以同时对多路通道的信号进行采样，并不局限于一路信号，可以对多路的信号进行处理和延时控制，用户可以根据实际的需求进行设定延时模块1和采样模块的数量，只要保证二者之间的数量相等，即可提高了用户的提案和方案的可靠性，但是不需要设置多个控制模块2，可以使用一个控制模块2，对多个延时模块1进行延时控制，然后采样模块最终输出的信号可以由一个控制模块2进行处理，提高了方案的处理效率，降低了电路结构的复杂度。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种采样示波器，包括采样示波器本体，还包括如上述的延时补偿装置，采样示波器与延时补偿装置连接。

对于本方案提供的采样示波器的介绍请参照上述延时补偿装置的实施例，此处不再赘述。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种延时补偿装置，其特征在于，包括：延时模块及控制模块，所述控制模块的控制端与所述延时模块的控制端连接，所述采样模块的控制端与所述延时模块的输出端连接，所述采样示波器中的时钟模块的输出端与所述延时模块的输入端连接；

所述控制模块用于控制所述延时模块的延时时长；

所述延时模块用于将所述时钟模块输出的时钟信号延时所述延时时长以使采样模块采集预设区域信号，所述预设区域信号为所述采样保持器输出的采样信号在保持状态下且位于目标区域内的信号。

2.如权利要求1所述的延时补偿装置，其特征在于，还包括信号发生模块，所述信号发生模块与所述采样保持器连接，用于发送信号至所述采样保持器以使所述采样保持器对所述信号进行采样和保持后得到所述采样信号。

3.如权利要求1所述的延时补偿装置，其特征在于，所述控制模块具体用于接收用户的指令根据所述指令控制所述延时模块的延时时长。

4.如权利要求1所述的延时补偿装置，其特征在于，所述控制模块的采样端与所述采样模块的输出端连接，还用于根据所述预设区域信号得到眼图数据。

5.如权利要求2所述的延时补偿装置，其特征在于，所述信号发生模块为PRBS码型信号发生器模块。

6.如权利要求4所述的延时补偿装置，其特征在于，所述控制模块具体用于根据所述预设区域信号得到眼图数据并根据所述眼图数据及眼图标准模板控制所述延时模块的延时时长。

7.如权利要求4所述的延时补偿装置，其特征在于，所述控制模块包括信号处理模块和眼图参数测试模块，所述信号处理模块的输出端和所述眼图参数测试模块连接，所述信号处理模块的采样端作为所述控制模块的采样端，所述眼图参数测试模块的控制端作为所述控制模块的控制端；

所述信号处理模块用于将所述预设区域信号进行数据对齐处理获取初步处理数据；

所述眼图参数测试模块用于控制所述延时模块的延时时长，并根据所述初步处理数据得到眼图数据。

8.如权利要求7所述的延时补偿装置，其特征在于，所述眼图数据包括眼高信息、眼宽信息、抖动参数、上升时间及下降时间。

9.如权利要求1至8任一项所述的延时补偿装置，其特征在于，所述延时模块和所述采样模块的数量均为N，每个所述延时模块的控制端均与所述控制模块连接，每个所述延时模块的输入端均与所述时钟模块连接，每个所述延时模块的输出端均与唯一一个所述采样模块的控制端连接，N为大于1的整数。

10.一种采样示波器，其特征在于，包括采样示波器本体，还包括如权利要求1至9任一项所述的延时补偿装置，所述采样示波器与所述延时补偿装置连接。

Images