一种数字示波器的基线移位非线性自校正方法技术

本发明专利技术公开了一种数字示波器的基线移位非线性自校正方法，设置基线向上位移和向下位移的校正目标值，根据每个校正目标值进行校正，获取对应的控制编码，校正方法为：从0开始调整DAC模块的控制编码，获取ADC模块的采集量化值的平均值y，当y＜Yk时，大幅度增加调节步进，当y第一次超过校正目标值Yk，反向逐步缩小调节步进，如果调节到y＜Yk，则再次反转调节方向，设置调节步进为1；在此调节过程中，如果y＝Yk或者当步进为1且y第二次超过校正目标值Yk，则记录当前控制编码作为校正目标值对应的控制编码；然后根据上下两个移位基线对应的校正目标值和控制编码，计算得到移位非线性值，完成基线移位非线性校正。采用本发明专利技术可以实现高效率、高精度的基线移位非线性校正。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数字示波器
，更为具体地讲，涉及一种数字示波器的基线移位非线性自校正方法。
技术介绍
自校正是示波器必不可少的功能之一。示波器在初次使用时，使用一定时间后器件老化时，环境温度改变导致温漂时，必须对示波器进行校正。一台没有经过校正的示波器，无论其设计指标多高，也无法保证测量结果的正确性。自校正功能中需要校正的参数比较多，其中包括对基线移位非线性的校正。基线移位非线性保证了在某个幅度档位下移动基线位置后，基线和指示器位置仍然是重合的。在某个幅度档位下移动基线位置，使其上移n个点，假设此时输入电路的电压值增加为ΔV，数字示波器中ADC模块的采集量化值为R+n，R表示基线零电平的采集量化值，对应ADC模块量化范围的中间值。那么可以得到公式ΔV＝M*n，M即为基线移位非线性值。移动基线时，移位后基线对应的模拟信号电压V＝V0+M*n，V0是基线零电平电压值。基线移位非线性校正就是精确获取数字示波器对应的移位非线性值，从而在基线位移操作时使位移后的基线位置更加准确。数字示波器的基线移位非线性值的精度要求较高，如何快速、准确地完成数字示波器的移位非线性校正，是数字示波器自校正领域的重要研究课题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种数字示波器的基线移位非线性自校正方法，实现高效率、高精度的基线移位非线性校正。为实现上述专利技术目的，本专利技术数字示波器的基线移位非线性自校正方法包括以下步骤：S1：设置基线向上位移的校正目标值Y1和向下位移的校正目标值Y2，E0＜Y1＜E1，E2＜Y2＜E0，E1和E2分别表示数字示波器波形显示区域的上、下边缘对应的采集量化值；S2：令校正目标值序号k＝1；S3：根据校正目标值Yk进行校正，获取对应的控制编码，校正的具体步骤包括：S3.1：初始化示波器，设置基线居中，通道耦合方式为直流，关闭偏置电压；设置DAC模块的基线电平输入控制编码x的初始值x＝0，控制编码的调节步进初始值Δu＝1，校正标志Flag＝0；S3.2：如果Flag＝1，令调节步进Δu＝1，否则令调节步进Δu＝K1Δu，其中K1表示步进增大系数，K1＞1；S3.3：令控制编码x＝x+Δu，将控制编码输入DAC模块，经过信号调理后，获取由数字示波器的ADC模块的采集量化值的平均值y；S3.4：如果y＝Yk，记录当前控制编码作为校正目标值Yk对应的控制编码Ck，进入步骤S4；否则判断是否y＜Yk，如果是返回步骤S3.2，否则进入步骤S3.5；S3.5：判断是否Flag＝1，如果不是，进入步骤S3.6，否则记录当前控制编码作为校正目标值Yk对应的控制编码Ck，进入步骤S4；S3.6：令其中K2表示步进减小系数，K2＞1，控制编码x＝x-Δu，将控制编码输入DAC模块，经过信号调理后，获取由数字示波器的ADC模块的采集量化值的平均值y；S3.7：如果y＝Yk，记录当前控制编码作为校正目标值Yk对应的控制编码Ck，进入步骤S4；否则判断是否y＞Yk，如果是，返回步骤S3.6，否则设置校正标志Flag＝1，返回步骤S3.2；S4：如果k＜2，令k＝k+1，返回步骤S3，否则根据上下两个移位基线对应的控制编码，计算得到移位非线性值M，其计算公式为： M = C 1 - C 2 Y 1 - Y 2 . ]]>本专利技术数字示波器的基线移位非线性自校正方法，设置基线向上位移和向下位移的校正目标值，根据每个校正目标值进行校正，获取对应的控制编码，校正方法为：从0开始调整DAC模块的控制编码，将控制编码输入DAC模块，经过信号调理后，获取由数字示波器的ADC模块的采集量化值的平均值y，当y＜Yk时，大幅度增加调节步进，使其快速逼近校正目标值Yk，当y第一次超过校正目标值Yk，反向逐步缩小调节步进，如果调节到y＜Yk，则再次反转调节方向，设置调节步进为1；在此调节过程中，如果y＝Yk或者当步进为1且y第二次超过校正目标值Yk，则记录当前控制编码作为校正目标值对应的控制编码；然后根据上下两个移位基线对应的校正目标值和控制编码，计算得到移位非线性值，完成基线移位非线性校正。本方法在校正时，采用“大步向前，小步后退”的原理调整控制编码的调节步进，使能快速得到校正目标值对应的控制编码，使自校正功能的实现效率更高，并使控制编码的误差范围在±1个DAC值。采用本方法可以使数字示波器的操作者便捷地完成基线移位非线性校正，提高了产品使用精度，进而提高了产品的性能。附图说明图1是本专利技术数字示波器的基线移位非线性自校正方法的具体实施方式流程图；图2是本专利技术中校正的流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本专利技术。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本专利技术的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。实施例图1是本专利技术数字示波器的基线移位非线性自校正方法的具体实施方式流程图。如图1所示，本专利技术数字示波器的基线移位非线性自校正方法包括以下步骤：S101：设置校正目标值：设置基线向上位移的校正目标值Y1和向下位移的校正目标值Y2。位移基线可以视为在基线零点电平之上加上一个偏置电压，当偏置电压超出数字示波器的波形显示区域的垂直方向时，就超过了ADC模块的量化范围，则为了校正的精度，基线位移不得超出波形显示区域的垂直方向的范围。记数字示波器ADC模块的有效位数为N，其采集量化值从0至2N-1，基线零电平对应的量化值记为E0，一般为采集量化值的中间值2N-1，波形显示区域垂直方向上采集量化值数量一般小于2N，记波形显示区域的上、下边缘对应的采集量化值分别为E1和E2。因此E0＜Y1＜E1，E2＜Y2＜E0。一般来说，Y1和Y2更接近于显示区域边缘会有利于校正精度，因此优选的设置范围为E1-λ≤Y1＜E1，E2＜Y2≤E2+λ，λ表示波形显示区垂直方向中每个div所代表的量化值个数，div表示数字示波器显示区域垂直方向的网格。本实施例中，以示波器显示区垂直方向为8div、每div有25个像素点、非位移基线对应ADC模块的采集量化值为128为例，设置基线向上位移3div，向下位移3div，则±3div分别对应ADC模块的采集量化值为203和53，即Y1＝203，Y2＝53。S102：令校正目标值序号k＝1。S103：校正得到Yk对应的控制编码：根据校正目标值Yk进行校正，获取对应的控制编码。图2是本专利技术中校正的流程图。如图2所示，本专利技术中根据校正目标值Yk进行校正的具体步骤包括：S201：初始化参数：初始化示波器，设置基线居中，通道耦合方式为直流，关闭偏置电压。设置DAC模块的基线电平输入控制编码x的初始值x＝0，控制编码的调节步进初始值Δu＝1，校正标志Flag＝0。S202：判断本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字示波器的基线移位非线性自校正方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：设置基线向上位移的校正目标值Y1和向下位移的校正目标值Y2，E0＜Y1＜E1，E2＜Y2＜E0，E1和E2分别表示数字示波器波形显示区域的上、下边缘对应的采集量化值；S2：令校正目标值序号k＝1；S3：根据校正目标值Yk进行校正，获取对应的控制编码，校正的具体步骤包括：S3.1：初始化示波器，设置基线居中，通道耦合方式为直流，关闭偏置电压；设置DAC模块的基线电平输入控制编码x的初始值x＝0，控制编码的调节步进初始值Δu＝1，校正标志Flag＝0；S3.2：如果Flag＝1，令调节步进Δu＝1，否则令调节步进Δu＝K1Δu；S3.3：令控制编码x＝x+Δu，将控制编码输入DAC模块，获取由数字示波器的ADC模块的采集量化值的平均值y；S3.4：如果y＝Yk，记录当前控制编码作为校正目标值Yk对应的控制编码Ck，进入步骤S4；否则判断是否y＜Yk，如果是返回步骤S3.2，否则进入步骤S3.5；S3.5：判断是否Flag＝1，如果不是，进入步骤S3.6，否则记录当前控制编码作为校正目标值Yk对应的控制编码Ck，进入步骤S4；S3.6：令K≥2，控制编码x＝x‑Δu，将控制编码输入DAC模块，获取由数字示波器的ADC模块的采集量化值的平均值y；S3.7：如果y＝Yk，记录当前控制编码作为校正目标值Yk对应的控制编码Ck，进入步骤S4；否则判断是否y＞Yk，如果是，返回步骤S3.6，否则设置校正标志Flag＝1，返回步骤S3.2；S4：如果k＜2，令k＝k+1，返回步骤S3，否则根据上下两个移位基线对应的校正目标值和控制编码，计算得到移位非线性值M，其计算公式为：M=C1-C2Y1-Y2.]]>...

【技术特征摘要】
1.一种数字示波器的基线移位非线性自校正方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：设置基线向上位移的校正目标值Y1和向下位移的校正目标值Y2，E0＜Y1＜E1，E2＜Y2＜E0，E1和E2分别表示数字示波器波形显示区域的上、下边缘对应的采集量化值；S2：令校正目标值序号k＝1；S3：根据校正目标值Yk进行校正，获取对应的控制编码，校正的具体步骤包括：S3.1：初始化示波器，设置基线居中，通道耦合方式为直流，关闭偏置电压；设置DAC模块的基线电平输入控制编码x的初始值x＝0，控制编码的调节步进初始值Δu＝1，校正标志Flag＝0；S3.2：如果Flag＝1，令调节步进Δu＝1，否则令调节步进Δu＝K1Δu；S3.3：令控制编码x＝x+Δu，将控制编码输入DAC模块，获取由数字示波器的ADC模块的采集量化值的平均值y；S3.4：如果y＝Yk，记录当前控制编码作为校正目标值Yk对应的控制编码Ck，进入步骤S4；否则判断是否y＜Yk，如果是返回步骤S3.2，否则进入步骤S3.5；S3.5：判断是否Flag＝1，如果不是，进入步骤S3.6，否则记录当前控制编码作为校正目标值Yk对应的控制编码Ck，进入步骤S4；S3.6：令K≥2，控制编码x＝x-Δu，将控制编码输入DAC模块，获取由数字示波器的ADC模块的采集量化值的平均值y；S3.7：如果y＝Yk，记录当...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨扩军，蒋俊，赵佳，黄武煌，叶芃，邱渡裕，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51