CN206594215U - 对触发信号进行高频抑制的系统、数字芯片和示波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了对触发信号进行高频抑制的系统、数字芯片和示波器，其中，所述系统包括模数转换器和触发信号获取电路。所述模数转换器将模拟波形信号转换成数字波形信号，进而由触发信号获取电路对所述数字波形信号进行低通滤波以进行高频抑制，最后通过与预设的数字触发电平比较得到触发信号，实现了对触发信号的高频抑制，而且采用的是数字触发，减少了模拟元器件或者模拟电路，节省了成本，数字方式实现低通滤波，数字触发，不受外界环境影响，提高了触发的稳定性。

Description

对触发信号进行高频抑制的系统、数字芯片和示波器

技术领域

本实用新型涉及示波器领域，具体涉及一种对触发信号进行高频抑制的系统、数字芯片和示波器。

背景技术

在进行现代电子设计时，工程师需要经常关注其设计中电子信号中特定信号类型，比如脉宽、边沿等等，同时用示波器将其感兴趣的事件附近的波形采集出来进行分析，因而保证输入信号稳定触发是非常必要的。输入信号中不可避免的存在着噪声，会导致误触发。在示波器中采用触发耦合功能可以有效的去除触发信号中的干扰与噪声，使触发信号变得更稳定、可靠。

现有技术方案：如图1所示，现有技术方案中触发信号高频抑制功能是使用模拟电路来实现的。模拟通道输入的信号分为两部分，一部分通过波形通道放大及耦合电路1后送给模数转换器ADC2，然后再送到数字芯片3进行采集、处理、显示；另外一部分通过触发通道高频抑制电路4(通过控制实现高频触发抑制功能)，后送给模拟比较器5产生触发信号，送给数字芯片3产生各种触发功能。

然而，采用模拟器件或者电路实现高频触发抑制功能，需要额外的模拟元器件，增加单板面积，将提高硬件成本；采用模拟器件实现高频触发抑制功能，必须使用模拟触发，易受外界环境影响，放大触发抖动。

因此，现有技术有待改进和提高。

实用新型内容

本申请提供一种对触发信号进行高频抑制的系统、数字芯片和示波器，采用数字触发，不受外界环境影响，提高了触发的稳定性。

根据本实用新型的第一方面，本实用新型提供一种对触发信号进行高频抑制的系统，包括：

模数转换器，用于将模拟波形信号转换成数字波形信号；

触发信号获取电路，用于对所述数字波形信号进行数字低通滤波处理，将低通滤波后的数字波形信号与预设的数字触发电平比较，得到触发信号；

所述模数转换器的输出端与触发信号获取电路的输入端连接。

所述的对触发信号进行高频抑制的系统，其中，所述触发信号获取电路包括：

数字高频触发抑制模块，用于对模数转换器输出的数字波形信号进行数字低通滤波处理；

数字比较器，用于将所述数字高频触发抑制模块进行低通滤波后的数字波形信号与预设的数字触发电平比较，得到触发信号；

所述模数转换器的输出端连接降采样及存储模块的输入端和数字高频触发抑制模块的输入端，所述数字高频触发抑制模块的输出端连接数字比较器。

所述的对触发信号进行高频抑制的系统，其中，所述触发信号获取电路还包括降采样及存储模块，所述降采样及存储模块用于对模数转换器输出的数字波形信号进行降采样和/或存储；所述模数转换器的输出端连接降采样及存储模块的输入端。

所述的对触发信号进行高频抑制的系统，其中，所述系统还包括：

输入通道，用于接收并传输模拟信号；

波形通道放大及耦合电路，用于将所述模拟信号进行放大和耦合；

所述输入通道的输出端与所述波形通道放大及耦合电路的输入端相连，所述波形通道放大及耦合电路的输出端连接模数转换器的输入端。

所述的对触发信号进行高频抑制的系统，其中，所述触发信号获取电路为数字芯片。

所述的对触发信号进行高频抑制的系统，其中，所述数字高频触发抑制模块包括多相滤波器。

根据本实用新型的第二方面，本实用新型提供一种数字芯片，包括：

数字高频触发抑制模块，用于对接收的数字波形信号进行数字低通滤波处理；

数字比较器，用于将所述数字高频触发抑制模块进行低通滤波后的数字波形信号与预设的数字触发电平比较，得到触发信号；

所述数字高频触发抑制模块进行。

所述的数字芯片，其中，所述数字芯片还包括用于对接收的数字波形信号进行降采样和/或存储的降采样及存储模块。

根据本实用新型的第三方面，本实用新型提供一种示波器，包括如上所述的对触发信号进行高频抑制的系统，或者，包括如上所述的数字芯片。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过先将模拟波形信号转换成数字波形信号，进而通过低通滤波以进行高频抑制，最后通过与预设的数字触发电平比较得到触发信号，实现了对触发信号的高频抑制，而且采用的是数字触发，减少了模拟元器件或者模拟电路，节省了成本，数字方式实现低通滤波，数字触发，不受外界环境影响，滤波器带宽可调，提高了触发的稳定性。

附图说明

图1为现有技术中对触发信号进行高频抑制的电路的结构框图；

图2为本实用新型提供的对触发信号进行高频抑制的系统的结构框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

在本实用新型实施例中，通过提供一种示波器，其包括触发信号进行高频抑制的系统，所述系统先将示波器的信号通道输入的模拟波形信号转换成数字波形信号，进而通过低通滤波以进行高频抑制，最后通过与预设的数字触发电平比较得到触发信号，实现了对触发信号的高频抑制，而且采用的是数字触发，减少了模拟元器件或者模拟电路，节省了成本，数字方式实现低通滤波，数字触发，不受外界环境影响，提高了触发的稳定性。

请参考图1，本实用新型提供的对触发信号进行高频抑制的系统，包括：波形通道放大及耦合电路10、模数转换器(ADC)20和触发信号获取电路30。波形通道放大及耦合电路10的输入端连接示波器的信号通道，接收信号通道输入的模拟信号，波形通道放大及耦合电路10的输出端连接模数转换器20的输入端；模数转换器20的输出端连接触发信号获取电路的输入端。

波形通道放大及耦合电路10，用于接收示波器信号通道输出的模拟信号，将所述模拟信号进行放大和耦合。

模数转换器20，用于将波形通道放大及耦合电路10输出的模拟波形信号转换成数字波形信号，并将所述数字波形信号输出给触发信号获取电路30。

触发信号获取电路30，用于对所述数字波形信号进行数字低通滤波处理，将低通滤波后的数字波形信号与预设的数字触发电平比较，得到触发信号。本实施例中，触发信号获取电路30为数字芯片，具体为现场可编程门阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)和专用集成电路(ASIC)中的一种。

进一步的，触发信号获取电路30包括ADC接口310、降采样及存储模块320、数字高频触发抑制模块330和数字比较器340。模数转换器20的输出端连接降采样及存储模块320的输入端和数字高频触发抑制模块330的输入端，具体的，ADC接口310的输入端连接模数转换器20的输出端，ADC接口310的输出端连接降采样及存储模块320的输入端和数字高频触发抑制模块330的输入端，数字高频触发抑制模块330的输出端连接数字比较器340的一输入端，数字比较器340的另一输入端输入数字触发电平。

数字芯片的ADC接口310接收到的来自模数转换器20的数字波形信号后，将其一分为二，输出给降采样及存储模块320和数字高频触发抑制模块330。

降采样及存储模块320用于对模数转换器20输出的数字波形信号进行降采样和/或存储，用做后续的显示及测试处理。

数字高频触发抑制模块330用于对模数转换器20输出的数字波形信号进行数字低通滤波处理，并输出给数字比较器340。数字高频触发抑制模块330包括多相滤波器。由于采用数字滤波，使得滤波器带宽可调。假设用一个N阶的有限冲击响应滤波器(FIR)对D路并行的数据流进行处理时，所需要的乘法数量为N*D。数字芯片内部的资源是有限的，当FIR阶数较高或者是并行处理的数据路数D较多时，需要消耗大量的乘法器，因此从资源的角度来说，直接对ADC输出的高速数据流是很难实现的。本实用新型采用多相滤波器把一个N阶的滤波器分解为等效的D个N/D阶滤波器，等效于将一个N阶滤波器运算分解为D个N/D阶滤波器并行运算，这样可以将低通滤波器的阶数设计得非常高，一方面是解决运算量的问题，另一方面也能达到较好的额滤波器效果。

数字比较器340用于将低通滤波后的数字波形信号与预设的数字触发电平比较，得到触发信号。所述数字触发电平根据需求预先设置，数字比较器340在滤波后的数字波形信号高于数字触发电平时，比较结果是高电平；当滤波后的数字波形信号低于数字触发电平的时候，比较结果是低电平，比较结果组成的信号即为触发信号；触发信号即可对应产生各种触发功能。

综上所述，本实用新型提供的示波器及其对触发信号进行高频抑制的系统，减少了模拟元器件或者模拟电路，节省了成本；采用数字方式实现低通滤波，滤波器带宽可调；数字触发，无需校准，无温漂；可解决传统示波器在低斜率下无触发或触发不稳定的问题。

基于上述实施例提供的示波器及其对触发信号进行高频抑制的系统，本实用新型还提供一种数字芯片，该数字芯片即为上述实施例中的数字芯片，其包括ADC接口310、降采样及存储模块320、数字高频触发抑制模块330和数字比较器340。外部模数转换器20的输出端连接降采样及存储模块320的输入端和数字高频触发抑制模块330的输入端，具体的，ADC接口310的输入端用于连接外部模数转换器20的输出端，ADC接口310的输出端连接降采样及存储模块320的输入端和数字高频触发抑制模块330的输入端，数字高频触发抑制模块330的输出端连接数字比较器340的输入端。

数字芯片的ADC接口310接收到的来自模数转换器20的数字波形信号后，将其一分为二，输出给降采样及存储模块320和数字高频触发抑制模块330。

降采样及存储模块320，用于对模数转换器20输出的数字波形信号进行降采样和/或存储，用做后续的显示及测试处理。

数字高频触发抑制模块330，用于对模数转换器20输出的数字波形信号进行数字低通滤波处理，并输出给数字比较器340。数字高频触发抑制模块330包括多相滤波器。由于采用数字滤波，使得滤波器带宽可调。假设用一个N阶的有限冲击响应滤波器(FIR)对D路并行的数据流进行处理时，所需要的乘法数量为N*D。数字芯片内部的资源是有限的，当FIR阶数较高或者是并行处理的数据路数D较多时，需要消耗大量的乘法器，因此从资源的角度来说，直接对ADC输出的高速数据流是很难实现的。本实用新型采用多相滤波器把一个N阶的滤波器分解为等效的D个N/D阶滤波器，等效于将一个N阶滤波器运算分解为D个N/D阶滤波器并行运算，这样可以将低通滤波器的阶数设计得非常高，一方面是解决运算量的问题，另一方面也能达到较好的额滤波器效果。

数字比较器340，用于将低通滤波后的数字波形信号与预设的数字触发电平比较，得到触发信号。所述数字触发电平根据需求预先设置，数字比较器340在滤波后的数字波形信号高于数字触发电平时，比较结果是高电平；当滤波后的数字波形信号低于数字触发电平的时候，比较结果是低电平，比较结果组成的信号即为触发信号；触发信号即可对应产生各种触发功能。

由此，数字芯片通过内部实现高频触发抑制功能，适用范围广，且采用多项滤波技术实现低通滤波功能，减少数字芯片实现普通低通滤波功能所需的乘法器数量，达到更好的滤波效果。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (9)

1.一种对触发信号进行高频抑制的系统,其特征在于，包括：

模数转换器，用于将模拟波形信号转换成数字波形信号；

触发信号获取电路，用于对所述数字波形信号进行数字低通滤波处理，将低通滤波后的数字波形信号与预设的数字触发电平比较，得到触发信号

所述模数转换器的输出端与触发信号获取电路的输入端连接。

2.如权利要求1所述的对触发信号进行高频抑制的系统，其特征在于，所述触发信号获取电路包括：

数字高频触发抑制模块，用于对模数转换器输出的数字波形信号进行数字低通滤波处理；

数字比较器，用于将所述数字高频触发抑制模块进行低通滤波后的数字波形信号与预设的数字触发电平比较，得到触发信号；

所述模数转换器的输出端连接数字高频触发抑制模块的输入端，所述数字高频触发抑制模块的输出端连接数字比较器。

3.如权利要求2所述的对触发信号进行高频抑制的系统，其特征在于，所述触发信号获取电路还包括降采样及存储模块，所述降采样及存储模块用于对模数转换器输出的数字波形信号进行降采样和/或存储；所述模数转换器的输出端连接降采样及存储模块的输入端。

4.如权利要求1或2所述的对触发信号进行高频抑制的系统，其特征在于，所述系统还包括：

输入通道，用于接收并传输模拟信号；

波形通道放大及耦合电路，用于将所述模拟信号进行放大和耦合；

所述输入通道的输出端与所述波形通道放大及耦合电路的输入端相连，所述波形通道放大及耦合电路的输出端连接模数转换器的输入端。

5.如权利要求1或2所述的对触发信号进行高频抑制的系统，其特征在于，所述触发信号获取电路为数字芯片。

6.如权利要求2所述的对触发信号进行高频抑制的系统，其特征在于，所述数字高频触发抑制模块包括多相滤波器。

7.一种数字芯片，其特征在于，包括：

数字高频触发抑制模块，用于对接收的数字波形信号进行数字低通滤波处理；

数字比较器，用于将所述数字高频触发抑制模块进行低通滤波后的数字波形信号与预设的数字触发电平比较，得到触发信号；

所述数字高频触发抑制模块的输出端连接数字比较器的一输入端。

8.如权利要求7所述的数字芯片，其特征在于，所述数字芯片还包括用于对接收的数字波形信号进行降采样和/或存储的降采样及存储模块。

9.一种示波器，其特征在于，包括如权利要求1-6任意一项所述的对触发信号进行高频抑制的系统，或者，包括如权利要求7或8所述的数字芯片。