專利名稱：模板觸發(fā)數(shù)字示波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種示波器，尤其涉及一種模板觸發(fā)數(shù)字示波器。
背景技術(shù)：
示波器作為一種通用測試測量儀器，在工業(yè)自動化、計算機、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用中發(fā)揮著重要的作用。隨著系統(tǒng)的信號時鐘速度越來越快，各行業(yè)應(yīng)用對示波器的要求也在不斷發(fā)展，除了在性能上要求更高的帶寬、更快的采樣率和更深存儲長度之外，從應(yīng)用角度來看示波器正被越來越頻繁地應(yīng)用于測試復(fù)雜信號，包括模擬和數(shù)字電路設(shè)計、通信、 汽車電子等領(lǐng)域。在示波器使用過程中，在測量無規(guī)律數(shù)據(jù)或者在大量有規(guī)律的周期函數(shù)中包含偶發(fā)的錯誤信號時，使用傳統(tǒng)的邊緣觸發(fā)已經(jīng)無法準(zhǔn)確的觀察有效數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種模板觸發(fā)數(shù)字示波器，其可有效的顯示偶發(fā)的錯誤信號的波形狀態(tài)。為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明包括通道信號采集電路，所述的通道信號采集電路連接FPGA處理模塊，F(xiàn)PGA處理模塊連接CPU，CPU連接Flash程序存儲器和內(nèi)存儲器， FPGA處理模塊連接外存儲器，CPU上運行如下步驟的觸發(fā)軟件(1)預(yù)存模板波形數(shù)據(jù)；(2)將預(yù)存模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)進行對比，如果模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)匹配，則發(fā)出觸發(fā)信號。所述的步驟O)為將待測點預(yù)存模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)進行對比，如果該點的模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)匹配，則進行下一個待測點的比較，直至將所有待測點比較完畢，發(fā)出觸發(fā)信號。所述的通道信號采集電路包括模擬放大電路，模擬放大電路連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器并聯(lián)比較器。所述的模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)匹配是指模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)相同，或是模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)匹配差距在設(shè)定的范圍內(nèi)。所述的模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)匹配的觸發(fā)條件包括匹配成功或匹配失敗。所述的模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)匹配的觸發(fā)條件包括匹配成功或匹配失敗。本發(fā)明即預(yù)先輸入或保存一個波形的模板，并且預(yù)先設(shè)置好匹配項目和冗余度。 當(dāng)在無規(guī)律的波形中匹配到預(yù)先設(shè)定的波形，或者在周期函數(shù)中發(fā)現(xiàn)不匹配的波形時，發(fā)出觸發(fā)信號，使用戶非常容易的觀察到偶發(fā)的錯誤信號的波形狀態(tài)。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2和3為本發(fā)明第一種實施方式的觸發(fā)波形示意圖。圖4為本發(fā)明第二種實施方式的程序流程圖。圖5為本發(fā)明第二種實施方式的觸發(fā)波形示意圖。
具體實施例方式如圖1所示本發(fā)明的第一種實施方式包括通道信號采集電路，用于采集輸入信號的波形數(shù)據(jù)，通道信號采集電路包括模擬放大電路，模擬放大電路連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器并聯(lián)比較器，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器和比較器連接FPGA處理模塊。FPGA處理模塊連接CPU，CPU連接Flash程序存儲器和內(nèi)存儲器，F(xiàn)PGA處理模塊連接外存儲器，CPU連接顯示器。CPU為ARM9，F(xiàn)PGA處理模塊采用Lattice公司的一種低功耗、高性能和低價格的現(xiàn)場可編程門陣列LatticeXP2進行處理，通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器選用AD公司的雙8位通道80MSPS 的模數(shù)轉(zhuǎn)換器件AD9288。CPU上運行如下步驟的觸發(fā)軟件(1)預(yù)存模板波形數(shù)據(jù)在FPGA處理模塊內(nèi)；(2)將預(yù)存模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)進行對比，如果模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)匹配，既模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)不相同時發(fā)出觸發(fā)信號。如圖2和3所示，此波形為正常的周期性波形的一個周期，此波形中夾雜著一些偶發(fā)的干擾信號，現(xiàn)在需要將其中的雜波檢測出來。為此首先要由用戶截取一個周期的波形， 選取其中的一部分或者全部作為模板，設(shè)置冗余數(shù)值，設(shè)置關(guān)注的項目如電壓、時間；然后以此用戶設(shè)置的周期和模板為基礎(chǔ)，開始匹配AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器采到的數(shù)據(jù)，因為是偶發(fā)的噪波，所以可以很快的同步，然后根據(jù)模板的數(shù)據(jù)檢測相應(yīng)位置的數(shù)據(jù)，圖2所示如果發(fā)現(xiàn)不符，則發(fā)出同步信號，則用戶可以觀察到異常發(fā)生時刻的波形。本發(fā)明的第二種實施方式包括通道信號采集電路，用于采集輸入信號的波形數(shù)據(jù)，通道信號采集電路包括模擬放大電路，模擬放大電路連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器并聯(lián)比較器，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器和比較器連接FPGA處理模塊。FPGA處理模塊連接CPU，CPU 連接Flash程序存儲器和內(nèi)存儲器，F(xiàn)PGA處理模塊連接外存儲器，CPU連接顯示器。CPU為 ARM9, FPGA處理模塊采用Lattice公司的一種低功耗、高性能和低價格的現(xiàn)場可編程門陣列LatticeXP2進行處理，通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器選用AD公司的雙8位通道80MSPS的模數(shù)轉(zhuǎn)換器件AD9288。CPU上運行如下步驟的觸發(fā)軟件(1)預(yù)存模板波形數(shù)據(jù)在FPGA處理模塊內(nèi)；(2)將待測點預(yù)存模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)進行對比，如果該點的模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)匹配，則進行下一個待測點的比較，直至將所有待測點比較完畢，發(fā)出觸發(fā)信號。其具體步驟如圖4所示，首先計數(shù)器清零，采集待測波形數(shù)據(jù)，從FPGA處理模塊內(nèi)取出模板波形數(shù)據(jù)，待測波形數(shù)據(jù)與模板波形數(shù)據(jù)進行匹配，即看數(shù)值是否相等，如果相等則計數(shù)器加1直至全部匹配完成。如圖5所示在某些應(yīng)用場合，數(shù)據(jù)波形并不是穩(wěn)定的周期性波形，用戶需要的波形夾雜在其他的波形當(dāng)中出現(xiàn)，使用FPGA快速匹配，當(dāng)檢測到有相同的波形時，則發(fā)出同步信號，使用戶可以觀察到當(dāng)時的波形。
作為本發(fā)明的一種改進，也可在模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)匹配的觸發(fā)條件為匹配失敗，即所述的模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)不相同，或是模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)差距在設(shè)定的范圍之外。從而在模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)匹配失敗的情況下，觸發(fā)示波器進行掃描，來顯示此狀態(tài)下的波形。
權(quán)利要求
1.一種模板觸發(fā)數(shù)字示波器，包括通道信號采集電路，其特征在于所述的通道信號采集電路連接FPGA處理模塊，F(xiàn)PGA處理模塊連接CPU，CPU連接Flash程序存儲器和內(nèi)存儲器，F(xiàn)PGA處理模塊連接外存儲器，CPU上運行如下步驟的觸發(fā)軟件(1)預(yù)存模板波形數(shù)據(jù)；(2)將預(yù)存模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)進行對比，如果模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)匹配，則發(fā)出觸發(fā)信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道復(fù)合觸發(fā)數(shù)字示波器，其特征在于所述的步驟(2) 為將待測點預(yù)存模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)進行對比，如果該點的模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)匹配，則進行下一個待測點的比較，直至將所有待測點比較完畢，發(fā)出觸發(fā)信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多通道復(fù)合觸發(fā)數(shù)字示波器，其特征在于所述的通道信號采集電路包括模擬放大電路，模擬放大電路連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器并聯(lián)比較ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多通道復(fù)合觸發(fā)數(shù)字示波器，其特征在于所述的模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)匹配是指模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)相同，或是模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)匹配差距在設(shè)定的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多通道復(fù)合觸發(fā)數(shù)字示波器，其特征在于所述的模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)匹配的觸發(fā)條件包括匹配成功或匹配失敗。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多通道復(fù)合觸發(fā)數(shù)字示波器，其特征在于所述的模板波形數(shù)據(jù)與待測波形數(shù)據(jù)匹配的觸發(fā)條件包括匹配成功或匹配失敗。
全文摘要
本發(fā)明及一種示波器，尤其涉及一種模板觸發(fā)數(shù)字示波器，它包括通道模擬放大電路，通道模擬放大電路連接通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器并聯(lián)比較器，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器和比較器連接FPGA處理模塊，F(xiàn)PGA處理模塊連接CPU，CPU連接Flash程序存儲器和內(nèi)存儲器，F(xiàn)PGA處理模塊連接外存儲器，CPU上運行觸發(fā)軟件。其可有效的顯示偶發(fā)的錯誤信號的波形狀態(tài)。
文檔編號G01R13/02GK102384995SQ20101027304
公開日2012年3月21日 申請日期2010年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月6日
發(fā)明者吳曉北, 徐凱 申請人:河南友利華系統(tǒng)工程有限公司