重复出现的电子信号序列的测量制造技术

本发明专利技术涉及一种用于测量重复出现的电子信号(10)的序列的方法，待测量的序列由n个重复出现的电子信号组成，其中，提供时间数字转换器(2)和存储器(5)。在此重要的是，为了测量序列，针对序列的第i个信号预设电压U

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】重复出现的电子信号序列的测量


[0001]本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的特征的用于测量重复出现的电子信号序列的方法和一种根据权利要求14的前序部分的特征的用于测量重复出现的电子信号序列的装置。

技术介绍

[0002]电信号的精确测量是物理、电气工程或通信技术中的基本任务之一，其中，为此还使用数字示波器(DSO数字存储示波器)。数字示波器通过模数转换器(A/D或A/D转换器或ADC模数转换器)采样待测量的电信号。采样、即电压测量在此以按照所谓采样率时间离散的间隔进行，这些间隔通过模数转换器预设。利用通过采样率预设的分辨率，模数转换器将具有连续时间和连续振幅(电压)的模拟电信号转换为具有离散时间(通过采样率预设)和离散振幅(测量的电压)的数字信号。
[0003]数字示波器可分为两类：所谓的实时示波器和采样示波器。
[0004]在实时示波器中，信号以大部分等距的时间区间被采样且数字化。在已知的示波器中，采样率是相对较大的。在此必要的是，采样率明显短于信号的周期，由此，对于高频信号需要非常快速的模数转换器(ADC)。实时示波器具有以下优点，即由单个脉冲便能重建信号。
[0005]在采样示波器中，在每个触发周期，即每个信号中，大多仅一个电压值被数字化。为此，采样时间点从触发信号，在每个信号周期中移动一个时间单位(其预设采样率)。因此可能的是，在多个周期之后才能重建重复脉冲的信号。然而，采样示波器无法识别快速的脉冲波动。
[0006]示波器的分辨率通过带宽f
bw
说明，并且对于精确的时间测量来说，示波器的分辨率应该至少是信号的最高频率分量的两倍大(奈奎斯特
‑
香农采样定理)。在此，带宽描述了如下的信号的频率范围：其可以以最小的幅值衰减通过模拟输入端，也就是说从检验装置的探针尖部或探头到A/D转换器的输入端。带宽被定义为正弦输入信号衰减到其原始大小的70.7％的频率，这也被称为
‑
3dB限。带宽也可以通过从信号的10％到90％的信号幅值的上升时间t
rise
来定义，由t
rise
＝k/f
bw
来确定。在此，因子k通常为0.3至0.45的值，其中，因子k对于在GHz范围内的带宽朝值0.5的方向被选择。标准示波器具有从100MHz至500MHz的带宽。为了分辨具有在皮秒范围内的上升时间的信号，需要大于100GHz的带宽。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是，提供一种改进的、尤其是更精确且更廉价的、用于测量重复出现的电子信号序列的方法及相应的装置。在此尤其地，希望也能够测量高频率和/或具有小的上升时间的信号。
[0008]根据本专利技术，该目的通过具有权利要求1特征的用于测量重复出现的电子信号序列的方法来实现。
[0009]根据本专利技术，提出了一种用于测量相同或相似的电子信号序列的方法。
[0010]用于测量重复出现的电子信号序列的方法，其中，待测量的序列由n个重复出现的电子信号组成，其中i＝1至n，其中，提供时间数字转换器和存储器，优选提供微处理器，其中，为了测量所述序列，针对序列的第i个信号预设电压U
i
，根据所预设的电压U
i
测量出第i个信号(10)具有所预设的电压U
i
的时间t
i
，该方法具有优选顺序执行的以下步骤：
[0011]i)将序列的第i个信号读入到时间数字转换器的第一通道中；
[0012]ii)预设第i个电压U
i
并预设开始时间t
start_i
以开始对第i个信号的测量；
[0013]iii)测量第i个信号具有所预设的电压U
i
的时间t
i
；
[0014]iv)存储所预设的电压U
i
和测得的时间t
i
，和/或开始时间t
start_i
和测得的时间t
i
，和/或开始时间t
start_i
与测得的时间t
i
的时间差；
[0015]v)对第i+1个信号和电压U
i+1
重复步骤i)和iv)，优选一直到i+1＝n，或者一直到所预设的电压U
i
大于信号的最大电压U
max
；
[0016]vi)根据所存储的电压U
i
、开始时间t
start_i
和时间t
i
的测量值来重建重复出现的电子信号；
[0017]此外，该目的通过具备权利要求14的特征的用于测量重复出现的电子信号序列的装置来实现。
[0018]根据本专利技术，提出一种用于测量重复出现的电子信号序列的装置，其中，该装置具有时间数字转换器(TDC)、与该时间数字转换器连接的微处理器、可由微处理器和/或时间数字转换器(TDC)写入的存储器、比较器和输出单元，比较器布置在时间数字转换器(TDC)中或与其连接，其中，比较器测量由重复出现的电子信号构成的信号序列是否具有所预设的电压U
i
，时间数字转换器确定信号序列具有所预设的电压U
i
的时间t
i
，其中，在存储器中存储所预设的电压U
i
和确定的时间t
i
和/或开始时间t
start_i
，微处理器根据存储器中的值重建重复出现的电子信号序列，并将其发送到输出单元和/或在那里以视觉方式展现。
[0019]通过根据本专利技术的方法和根据本专利技术的装置，测量的时间分辨率不再受到模数转换器的预设的时间离散的间隔的限制，即不再受限于时间上的采样率。在根据本专利技术的方法和根据本专利技术的装置中，预设应进行测量的电压U
i
，并且不是像在已知的示波器中那样预设应进行测量的时间。在此有利的是，与时间离散的采样相比，确定是否存在电压U
i
通常能够更快地并且以更高的精度实现。
[0020]通过根据本专利技术的方法和根据本专利技术的装置，针对重复出现的电子信号的改进的时间分辨率可以使用更廉价的构件。同时，通过预设电压U
i
，可以将测量的时间分辨率改进多倍，这使重建的信号可以具有改进的信噪比(S/N比)。
[0021]重复的电子信号应理解为：这些信号至少在测量区间中在随时间的构型方面和电压曲线方面没有偏差或没有显著偏差。这优选意味着，信号之间的偏差小于方法或装置的时间分辨率或电压分辨率；或者各个信号之间的随时间构型和电压曲线的偏差，允许以方法或装置的时间分辨率或电压分辨率的精度进行测量。时间分辨率和电压分辨率的精度在此与所使用的电子部件相关。由于所述偏差，在具有偏差的信号的测量上求得平均值。
[0022]可以规定，电子信号序列形成为周期性的信号序列，优选形成为在时间上依次出现的电子信号或脉冲，其中优选地，信号或脉冲彼此间的时间距离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于测量重复出现的电子信号(10)的序列的方法，其中，待测量的序列由n个重复出现的电子信号组成，其中，i＝1至n，其中，提供时间数字转换器(2)和存储器(5)，优选地，提供微处理器(4)，其特征在于，为了测量所述序列，针对序列的第i个信号预设电压U
i
，根据所预设的电压U
i
测量出第i个信号(10)具有所预设的电压U
i
的时间t
i
，该方法具有优选顺序执行的以下步骤：i)将序列的第i个信号读入到时间数字转换器(2)的第一通道中；ii)预设第i个电压U
i
并预设开始对第i个信号进行测量的开始时间t
start_i
；iii)测量第i个信号具有所预设的电压U
i
的时间t
i
；iv)存储所预设的电压U
i
和测得的时间t
i
，和/或开始时间t
start_i
和测得的时间t
i
，和/或开始时间t
start_i
与测得的时间t
i
的时间差；v)对第i+1个信号(10)和电压U
i+1
重复步骤i)和iv)，优选一直重复到i+1＝n，或者一直到所预设的电压U
i
大于信号(10)的最大电压U
max
；vi)根据所存储的电压U
i
、开始时间t
start_i
和时间t
i
的测量值对重复出现的电子信号(10)进行重建。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于相同的所预设的电压U
i
在第i个信号(10)中针对上升沿重复步骤i)至iv)，在第i+1个信号(10)中针对下降沿重复步骤i)至iv)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对于每下一个的第i次测量，所预设的电压U
i
步进式地增大，其中，步幅能够是恒定的或非恒定的。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，时间数字转换器(2)——优选在步骤iii)中——针对每个U
i
测量出一时间或时间区间，其中，该时间是开始时间t
start_i
和/或测得的时间t
i
，该时间区间是开始时间t
start_i
与测得的时间t
i
之差。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤iii)中，为了测量时间t
i
，将所预设的电压U
i
与第i个信号(10)进行比较，优选在时间数字转换器(2)或比较器(3)中进行比较。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，时间数字转换器(2)通过与所预设的电压(U
i
)相对应的所预设的电压阈值来确定时间t
i
，或者时间数字转换器(2)通过比较器(3)的触发信号来确定时间t
i
。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所预设的电压U
i
通过时间数字转换器(2)预设；或者所预设的电压U
i
通过优选可调节的和/或可编程的参考源(9)或者通过数模转换器(2)预设，并被传输到时间数字转换器(2)或比较器(3)，优选地，数模转换器(2)布置在时间数字转换器(2)中或者布置在时间数字转换器(2)的上游。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：耶拿弗里德里希，
类型：发明
国别省市：