一种具有高波形刷新率的数字示波器制造技术

一种具有高波形刷新率的数字示波器，包括数字处理模块，数字处理模块包括采集处理器、波形处理器、主控制器，所述采集处理器用于将模数转换器输出的一个数字采样信号计算出一个轨迹强度信息然后以并行的方式发送给所述波形处理器；所述波形处理器用于将多个具有轨迹强度信息的数字采样信号计算成具有累加强度信息的显示波形数据并将所述显示波形数据发送给所述主控器；所述主控制器用于接收用户输入模块通过CPU处理器发送来的用户输入条件控制所述采集处理器和所述波形处理器并将所述显示波形数据处理为波形显示信号，供显示模块显示。本发明专利技术的示波器解决了现有示波器的波形刷新率不能进一步提高的问题，大大提高了示波器的波形刷新率。

【技术实现步骤摘要】
一种具有高波形刷新率的数字示波器
本专利技术涉及测量、测试
，具体涉及一种数字示波器，特别是一种具有高波形刷新率的数字示波器。
技术介绍
在数字示波器中，示波器每秒钟以特定的次数捕获波形，并在显示单元中显示，这就是示波器的波形捕获率，又称为波形刷新率，单位为波形数每秒（wfms/s）。波形刷新率是示波器的重要指标，可以指示示波器一次采集波形、处理、显示的速度。具有高波形刷新率的示波器可以提供更多的重要信号特征，如反映信号概率的荧光效果；也能够增加示波器快速捕获瞬间的异常波形的概率，如抖动、低频干扰、瞬时误差等，因此，更高的波形刷新率是示波器追求的一个方向。一般来说，模拟示波器由于电路简单，不需要将信号进行数据转换、处理，所以其刷新率很高。而数字示波器由于使用串行处理结构，刷新率较低，下面对现有的数字示波器进行介绍。结合参考图1，公开号为CN101067630A的中国专利技术专利公开了一种波形刷新率更高的示波100，所述示波器100包括信号输入端101、输入放大模块102、A/D转换模块103、波形处理模块104、CPU处理器105、可编程逻辑模块106、显示模块107、输入模块108、存储模块109和显存110。所述信号输入端101是将外部输入信号引入到示波器100的部件，一般采用BNC连接头实现，所述BNC连接头通过外部示波器探头与被测电路连接，将信号引入到示波器100中。所述输入放大模块102用来将经过所述信号输入端101引入的外部输入信号进行放大处理，由于采用模拟器件实现对模拟信号的处理，一般又称为模拟前端电路（或者是模拟前端电路的一部分），模拟前端电路可以实现对所述外部输入信号的衰减、缓冲、偏置、放大等处理。所述A/D转换模块103又称为模数转换器，实现对所述输入放大模块102输出的模拟信号的数字采集，并传送给所述波形处理模块104.所述波形处理模块104根据用户设定的各种波形条件来处理采集的数字波形信号，并将捕获到的有效波形信号传送给所述CPU处理器105。所述CPU处理器105将所收到的有效波形信号保存到所述存储模块109，并将这些数据以及系统参数传送到所述可编程逻辑模块106。所述可编程逻辑模块106控制所述显存110和显示模块107，实现波形显示。所述示波器100在测量信号时，所述信号输入端101通过外部示波器探头与被测电路连接，将外部输入信号引入到所述示波器100，然后所述输入放大模块102对所述信号输入端101引入的所述外部输入信号进行放大处理，再由所述A/D转换模块103对所述输入放大模块102输出的信号进行数字化采样处理、得到数字采样信号，然后所述波形处理模块104对所述数字采样信号进行处理，并捕获到有效波形信号，所述CPU处理器105将所述有效波形信号和系统参数传送到所述可编程逻辑模块106，所述可编程逻辑模块106对所述有效波形信号进行计算、形成一帧一帧的图像点阵数据，并存储在显存110中，当进行显示时，所述可编程逻辑模块106从所述显存110中读取所述图像点阵数据，并控制所述显示模块107进行刷新显示。通过上述说明可以看出，所述示波器100中，所述可编程逻辑模块106分担了所述CPU处理器105的图像点阵数据处理工作和控制所述显示模块107显示的工作，实现了流程的并行处理，提高了所述CPU处理器105控制与获得波形的效率，从而提高了整个系统的波形刷新率，使得所述示波器100的波形刷新率可以达到2000wfms/s。所述示波器100中，所述可编程逻辑模块106实际上实现了一个显卡的功能，所述示波器100需要在所述CPU处理器105完成数据波形存储等处理后传输给所述可编程逻辑模块106，才能由所述可编程逻辑模块106进行计算并显示，这种数据处理方式限制了所述示波器100的波形刷新率的进一步提高。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种具有高波形刷新率的数字示波器。本专利技术所述的具有高波形刷新率的数字示波器包括模拟前端电路、模数转换器、数字处理模块、显示模块、CPU处理器、用户输入模块、输出接口模块，所述模拟前端电路、模数转换器、数字处理模块、CPU处理器和用户输入模块依次连接，所述数字处理模块还连接所述显示模块，所述CPU处理器还连接所述输出接口模块；所述数字处理模块包括采集处理器、波形处理器、主控制器，所述采集处理器，由一个可编程逻辑芯片构成，用于将所述模数转换器输出的一个数字采样信号计算出一个轨迹强度信息，然后以并行的方式发送给所述波形处理器；所述波形处理器，由又一个可编程逻辑芯片构成，用于将多个具有轨迹强度信息的数字采样信号计算成具有累加强度信息的显示波形数据，并将所述显示波形数据发送给所述主控器；所述主控制器，由又一个可编程逻辑芯片构成，用于接收所述用户输入模块通过所述CPU处理器发送来的用户输入条件，控制所述采集处理器和所述波形处理器，并将所述显示波形数据处理为波形显示信号，供所述显示模块显示。本专利技术所述的示波器，所述模拟前端电路对示波器的输入信号进行初步处理后，所述模数转换器对所述模拟的输入信号进行数字化采样，得到数字采样信号，然后所述采集处理器将所述数字采样信号计算出所述轨迹强度信息，然后以并行的方式发送给所述波形处理器，而所述波形处理器用来将多个具有轨迹强度信息的数字采样信号计算成具有累加强度信息的显示波形数据，并将所述显示波形数据发送给所述主控制器，而所述主控制器一方面用来根据所述用户输入模块通过所述CPU处理器发送的用户输入条件来控制所述采集处理器和所述波形处理器，另一方面也用来将所述显示波形数据处理为供所述显示模块显示的波形显示信号。本专利技术所述的示波器，所述采集处理器、波形处理器和主控制器分别由一个可编程逻辑芯片构成，内部逻辑可以并行处理以实现很快的速率，而所述波形处理器单独负责轨迹强度计算等处理、所述波形处理器单独负责累加强度信息计算处理、所述主控制器单独负责显示控制等处理，三者可以实现并行处理；而所述CPU处理器仅用来实现用户输入处理等外部操作，并不影响波形刷新率，因此所述示波器的波形刷新率仅仅由所述采集处理器、波形处理器和主控制器三者的数据处理中的时间最长的一个决定，大大提高了所述示波器的波形刷新率。作为一种举例说明，在本专利技术所述的示波器中，所述波形处理器，还用于对所述显示波形数据进行并串转换，然后以串行的方式发送给所述主控制器。作为又一种举例说明，在本专利技术所述的示波器中，所述采集处理器还将所述数字采样信号进行并串转换，然后以串行的方式发送给所述主控制器，然后再由所述主控制器通过所述CPU处理器和所述输出接口模块传输给一个外置存储器。作为又一种举例说明，在本专利技术所述的示波器中，所述主控制器，还接收所述模拟前端电路发送来的一个模拟触发信号，并依据所述模拟触发信号，使所述采集处理器开始将所述数字采样信号计算出一个轨迹强度信息，然后以并行的方式发送给所述波形处理器，并使所述波形处理器将多个具有轨迹强度信息的数字采样信号计算成具有累加强度信息的显示波形数据，并将所述显示波形数据发送给所述主控器。作为又一种举例说明，在本专利技术所述的示波器中，所述采集处理器，还用于将所述模数转换器输出的所述数字采样信号与一个预置触发条件进行比较，并且当所述数字采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有高波形刷新率的数字示波器，包括模拟前端电路、模数转换器、数字处理模块、显示模块、CPU处理器、用户输入模块、输出接口模块，所述模拟前端电路、模数转换器、数字处理模块、CPU处理器和用户输入模块依次连接，所述数字处理模块还连接所述显示模块，所述CPU处理器还连接所述输出接口模块；其特征在于：所述数字处理模块包括采集处理器、波形处理器、主控制器，所述采集处理器，由一个可编程逻辑芯片构成，用于将所述模数转换器输出的一个数字采样信号计算出一个轨迹强度信息，然后以并行的方式发送给所述波形处理器；所述波形处理器，由又一个可编程逻辑芯片构成，用于将多个具有轨迹强度信息的数字采样信号计算成具有累加强度信息的显示波形数据，并将所述显示波形数据发送给所述主控器；所述主控制器，由又一个可编程逻辑芯片构成，用于接收所述用户输入模块通过所述CPU处理器发送来的用户输入条件，控制所述采集处理器和所述波形处理器，并将所述显示波形数据处理为波形显示信号，供所述显示模块显示。

【技术特征摘要】
1.一种具有高波形刷新率的数字示波器，包括模拟前端电路、模数转换器、数字处理模块、显示模块、CPU处理器、用户输入模块、输出接口模块，所述模拟前端电路、模数转换器、数字处理模块、CPU处理器和用户输入模块依次连接，所述数字处理模块还连接所述显示模块，所述CPU处理器还连接所述输出接口模块；其特征在于：所述数字处理模块包括采集处理器、波形处理器、主控制器，所述采集处理器，由一个可编程逻辑芯片构成，用于将所述模数转换器输出的一个数字采样信号计算出一个轨迹强度信息，然后以并行的方式发送给所述波形处理器；所述波形处理器，由又一个可编程逻辑芯片构成，用于将多个具有轨迹强度信息的数字采样信号计算成具有累加强度信息的显示波形数据，并将所述显示波形数据发送给所述主控器；所述主控制器，由又一个可编程逻辑芯片构成，用于接收所述用户输入模块通过所述CPU处理器发送来的用户输入条件，控制所述采集处理器和所述波形处理器，并将所述显示波形数据处理为波形显示信号，供所述显示模块显示。2.根据权利要求1所述的具有高波形刷新率的数字示波器，其特征在于：所述波形处理器，还用于对所述显示波形数据进行并串转换，然后以串行的方式发送给所述主控制器。3.根据权利要求2所述的具有高波形刷新率的数字示波器...

【专利技术属性】
技术研发人员：史慧，王悦，王铁军，李维森，
申请(专利权)人：北京普源精电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11