本实用新型专利技术涉及示波器检定和测量领域。它是采用由摄象机扫描去触发输入示波器的被测对象或直接触发示波器的水平扫描的方案。其特征在于它包括波形背景分离电路和扫描识别与触发输出电路，它保证了示波器水平扫描的起始时刻与摄象机输出的某一帧图象起始点对准，还可以完成示波器水平扫描过程所包含的任意多帧画面的合成，解决了目前示波器图象采集装置需要示波器必须具有触发输出端口的问题。适用于各种示波器图象的采集及示波器检定和测量。（*该技术在2004年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及示波器检定和测量，特别是一种示波器图象数据采集装置。通常，对示波器图象数据的采集是依靠CCD摄像机从模拟示波器的荧屏上捕捉显示的波形，然后根所捕捉到的图象信息输入计算机来处理，这种方式需要一块专门的图象捕捉电路卡完成摄像机与计算机的配接。由于CCD摄像机输出的是标准制式的视频信号，故需要解决的问题首先是摄像机的扫描如何与示波器的水平扫描相同步，其次还要考虑视频信号数字化以后的合成问题。美国专利4736250提出解决上述问题的一种方法，它是利用CPU通过摄像机的视频场消隐信号和引入一个表征示波器水平扫描的触发信号来确定示波器扫描与摄像机扫描之间的关系，并通过两帧图象存贮器、一个加法器和一个多路开关进行多帧画面的合成。这种方法需要示波器具有触发输出端口，由于触发输出端口显示波器的一个辅助功能，有部分示波器并不具备这种输出端口，故这种方法具有一定的局限性，不能适用所有的模拟示波器。本技术的目的在于提供一种能够在各种型号的模拟示波器上捕捉到所显示的波形的装置，同时进一步使捕捉电路的图象存贮器容量减少到一帧。本技术的技术方案如下将图象捕捉电路卡，插入微机的扩展插槽中，该电路卡上具有视频信号输入端、触发信号输出端和视频信号输出端。与CCD摄像机连接后，即可捕捉到示波器荧屏上显示的波形。在解决摄像机与示波器扫描之间的同步上采取由摄像机扫描去触发输入示波器的被测对象或直接触发示波器的水平扫描，这种方法可以保证示波水平扫描的起始时刻与摄像机输出的某一帧图象起始点对准，同时还可以使A／D变换后的数字化图象合成处理变得简单，这时只需在A／D变换后的数据总线上加入一个波形背景分离电路和一帧图象存贮器即可完成示波器水平一个扫描过程所包含的任意一帧画面的合成。由于模拟示波器的水平扫描系统都有“外触发输入功能，所以采用这种方案构成的图象捕捉电路配上CCD摄像机就能够捕捉各种型号的模拟示波器荧屏上显示的波形图象；同时这种捕捉同步方案还可以把示波器的水平扫描一个周期与一帧图象存贮器间对应起来，故捕捉合成示波器水平扫描一个周期显示的波形图象只需一帧图象存贮容量。以下结合实施例对本技术作更进一步的描述。附图说明图1为本技术的电路原理框图图2为波形背景分离电路原理图图3为扫描识别与触发脉冲输出电路原理图图1中，CCD摄像机输出的视频信号分别送入A／D转换部分和视频箝位同步分离部分，A／D转换部分能够把摄像机输出的视频模拟信号转换为数字信号，视频箝位同步分离部分可以箝位同步头并分解出各种同步信号；经A／D转换后输出的数字信号分别送至切换开关SW1和象素判别部分；象素判别部分可实时判别A／D输出的象素数据是波形还是背景，SW1由象素判别输出控制；象素判别的输出分别送到SW1的控制端，RAM控制和扫描识别与触发脉冲输出部分，RAM控制电路产生图象存贮单元的地址和读、写等信号，扫描识别与触发脉冲输出电路可以产生触发信号和识别示波器的扫描是否开始或结束；同时，视频箝位同步分离部分的输出分别送至定时控制电路、扫描识别与触发脉冲输出电路和CPU(通过接口与计算机连接)，定时控制电路产生时钟以及各种时序控制信号，定时控制电路的输出送入RAM控制电路部分，RAM控制的输出送至图象存贮单元，计算机可通过其I／O口发出指令到定时控制部分，RAM控制部分和扫描识别与触发脉冲输出部分；图象存贮单元的数据由I／O口与计算机连接，最后输出两路信号，一路信号即触发脉冲输出信号可连接到示波器的外触发输入端或被测装置的各触发输入端，另一路视频输出信号可以连接到外加的视频监视器的视频输入端。参见图2，视频数据总线连至U1、U2的A组输入端和U4的输入端。CPU数据总线连接至U3的输入端。U3的输出端连接至U1、U2的B组输入端。U1的输出端6连接至U6的输入端2，U1的输出端5分别接至U7的输入端1和U9的输入端1，U2的输出端5接至U6的输入端13。U6的输出端12接至U9的输入端2，U9的输出端3分别接至U8的输入端3和U5的 端1，U8的输出端4接至U4的 端1，U4的输出和U5的输出相连接合并作为输出总线引出。A／D输出的数据传至8位比较电路与U3中锁存的背景值相比较，比较的最终结果从U9的3端输出。当A／D输出的数据大于U3的数值时，表示当前数据是波形象素的亮度值，U9的3端输出高电平，使得输出切换电路U4输出当前数据，U5关闭呈高阻态。当A／D输出的数据小于或等于U3的数值时，表示当前数据是背景象素，U9的3端输出低电平，使得输出切换电路U5输出全“0”数据，U4关闭呈高阻态。U9的3端输出的比较结果同时还送至RAM控制部分和扫描识别与触发脉冲输出部分。U3中的数值应大于或等于背景象素的最大值、小于波形象素的最小值。输出切换电路U5输出全“0”的作用之一就是为了调整U3的数值满足上述条件。上述电路U3、U4、U5为“八D”锁存器，采用74F373和74LS374型号，U1、U2为数字比较器，采用74F85型号反向器，U7、U8采用74HC14型号，与门U6采用74F11，或门U9采用74F32型号。参见图3，由视频箝位与同步分离电路发出的奇、偶场信号和计算机发出的电路工作方式选择信号分别接至U10的2个输入端1和2，U10的输出端3连至U13的一个输入端1。象素判别信号接至U12的一个输入端5，同时，工作方式选择信号接至U11的输入端1，其输出端2接至U12的另一个输入端4，U12的输出端6接至U13的另一个输入端2，U13的输出端3接至U14的时钟输入(CLK)端3，触发或扫描识别复位信号接至U14的清零控制(CD)端1。U14的输入端2和置位控制端4接至＋5V(或逻辑高电平)，U14的输出端5接至U15的正边沿触发输入端4。工作方式选择信号接至U15的复位清零(CLR)端3，U15的负边沿触发输入端5和输出端7短接通过电阻接至三极管G1的基极，G1的发射极接地。由G1的集电集引出触发脉冲输出信号，扫描识别信号由U14的输出端5引出。当工作方式选择信号为H时，电路为触发脉冲输出工作方式。当工作方式选择信号为L时，电路为扫描识别工作方式。图3中，反向器U11型号为74HC14，与门U10、U12型号为74LS08，或门U13型号为74LS32，D触发器U14型号为74LS74，U15为精密单稳态多谐振荡器。以下对整个电路图象捕捉过程的原理作以简要描述。①在当前一帧视频信号快要结束，下一帧视频信号尚未开始期间，CPU把“扫描识别与触发脉冲输出”电路设置为“触发脉冲输出”工作方式。当下一帧视频信号到来时刻，装置进入捕捉图象过程，触发脉冲输出端口输出一个正向脉冲去触发波测信号(被测信号是单次过程)或者直接触发示波器水平扫描(波测信号是重复过程)。②CPU在捕捉过程开始的第一帧图象期间，打开图象存贮器进行全帧图象捕捉。示波器荧屏画面可看成是由许多象素点排列组成，图象存贮器的每个单元的地址对应每个象素点的位置，存贮单元中的数据对应着画面上象素的灰度值，所以当捕捉过程中的第一帧图象信号结束时，图象存贮器已存有一帧画面数据，即示波器荧屏上波形象素位置对应的存贮单元内容是象素的灰度值。③在第一帧图象信号已结束，第二帧图象信号尚未本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种示波器图象数据采集装置，它是包括由ＣＣＤ摄像头、Ａ／Ｄ转换、图象存贮单元、定时控制、Ｄ／Ａ转换、视频箝位同步分离、ＲＡＭ控制电路组成的可与计算机Ｉ／Ｏ扩展槽接口的电路卡，其特征在于它还包括波形背景分离电路和扫描识别与触发脉冲输出电路，其中波形背景分离电路由象素判别和开关切换电路ＳＷ１组成，其电路的具体连接关系为：由ＣＣＤ摄像头将采集的信号分别送至Ａ／Ｄ转换电路和视频箝位同步分离电路，Ａ／Ｄ的输出分别送至开关切换电路ＳＷ↓［１］和象素判别部分；开关切换ＳＷ↓［１］的输出分别送至图象存贮单元电路和Ｄ／Ａ转换电路；象素判别的输出分别送至开关切换电路ＳＷ↓［１］的控制端，ＲＡＭ控制电路和扫描识别与触发脉冲输出电路；视频箝位同步分离电路的输出分别送至定时控制、扫描识别与触发脉冲输出电路和扩展槽；定时控制的输出送至ＲＡ控制电路；ＲＡＭ控制电路的输出送至图象存贮单元电路；通过与计算机Ｉ／Ｏ口连接，由计算机ＣＰＵ发出指令到定时控制、ＲＡＭ控制电路和扫描识别与触发脉冲输出电路，图象存贮单元电路的数据输出总线和扫描识别与触发脉冲输出电路输出的扫描识别信号连接至计算机Ｉ／Ｏ口。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：方明，陈耀明，
申请(专利权)人：电子工业部第二零研究所，
类型：实用新型
国别省市：61[中国|陕西]
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