專利名稱：一種具有波形圖像實時縮放功能的數(shù)字三維示波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)字三維示波器技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種具有波形圖像實 時縮放功能的數(shù)字三維示波器。
背景技術(shù)：
數(shù)字示波器技術(shù)目前已從數(shù)字存儲示波器發(fā)展到數(shù)字三維示波器(中國國家標 準《GB/T 15觀9-2009數(shù)字存儲示波器通用規(guī)范》定義)階段，且不斷朝著高采樣率、高波形 捕獲率和深存儲等方向發(fā)展。傳統(tǒng)的數(shù)字存儲示波器，由于采用串行處理的體系結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其采集死區(qū)時間長， 波形捕獲率低，通常在lOOwfms/s以內(nèi)，容易遺失信號細節(jié)，錯過瞬態(tài)事件。此外，數(shù)字存儲 示波器在顯示效果上沒有如模擬示波器般的輝度等級變化，只能以二維形式，即幅度、時間 捕獲信號。以美國泰克公司推出的數(shù)字熒光示波器(DPO)為代表的數(shù)字三維示波器，采 用了并行處理的體系結(jié)構(gòu)，新增加專用波形圖像處理器與系統(tǒng)微處理器并行工作，可有 效地縮短采集死區(qū)時間，提高波形捕獲率，高端數(shù)字三維示波器的最高波形捕獲率可達 400000wfms/s以上。同時，數(shù)字三維示波器采用三維數(shù)組，即幅度、時間和幅度隨時間的變 化分布形式捕獲信號，顯示具有類似模擬示波器的輝度等級甚至彩色熒光效果。數(shù)字三維 示波器超高的波形捕獲率結(jié)合三維波形顯示能力，能夠捕獲各種復(fù)雜動態(tài)信號中的細節(jié)和 異常情況，增加了證明數(shù)字系統(tǒng)中瞬態(tài)事件的可能性。圖1是現(xiàn)有技術(shù)數(shù)字三維示波器的結(jié)構(gòu)框圖。在現(xiàn)有技術(shù)中，如圖1所示，輸入模擬信號在信號調(diào)理電路中進行信號調(diào)理，然后 進行ADC轉(zhuǎn)換，在觸發(fā)和時基電路的控制下，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)存入緩存中。如圖1所示，數(shù)字三維示波器增加有波形圖像處理器，專職負責(zé)高速地繪制三維 波形圖像，此過程也稱為波形映射，從而使微處理器可以從波形圖像處理過程中解放出來， 并行去完成系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)運算等其他工作。波形圖像的映射過程對應(yīng)的是三維數(shù)據(jù)存儲陣列器中數(shù)據(jù)的不斷累加更新，其實 質(zhì)是將多幅二維波形圖像疊加在一起，并統(tǒng)計幅度隨時間變化的分布，即概率信息。當(dāng)一個 刷屏周期到來時，波形映射終止，三維數(shù)據(jù)存儲陣列器停止更新，顯示窗口選擇器選取三維 數(shù)據(jù)存儲陣列器中的三維波形圖像的對應(yīng)顯示窗口區(qū)域，輸出到顯示存儲器完成顯示，即 將多幅波形疊加后的三維波形圖像按照概率分布，采用不同的輝度等級或彩色熒光效果在 顯示屏上進行顯示，使用戶可直觀的觀察到信號的幅度、時間以及幅度隨時間的變化分布 等三維信息。這是數(shù)字三維示波器技術(shù)的核心和優(yōu)勢。但是，現(xiàn)有的三維圖像處理技術(shù)普遍存在著一個缺陷當(dāng)用戶對數(shù)字三維示波器 捕獲的三維波形圖像中的一些細節(jié)，例如疊加到一起的多幅波形中的某一幅或者夾雜在其 中的某個瞬態(tài)信號感興趣時，一般會操作示波器停止采集，然后進行以下2種操作1、直接改變數(shù)字三維示波器的時基檔位，對波形圖像進行放大或縮小操作，進一步觀察信號細節(jié)；2、操作數(shù)字三維示波器進入視窗擴展模式，在雙視窗中對比觀察擴展前和擴展后 (放大)的波形圖像。然而，這2個操作的結(jié)果卻都會導(dǎo)致數(shù)字三維示波器的顯示突然由三維波形圖像 效果，轉(zhuǎn)換為如同普通數(shù)字存儲示波器的二維波形圖像效果，即顯示只保留了最后一次采 集數(shù)據(jù)所繪制的一幅二維波形圖像，丟失了原本捕獲到的三維波形圖像中包含的多幅波形 中的信號細節(jié)。其原因是由于上述波形映射的實質(zhì)是將一幅幅的二維波形圖像不斷疊加到 三維數(shù)據(jù)存儲陣列器中，其過程并沒有對原始的采集數(shù)據(jù)進行存儲，最終顯示的是一張事 先疊加好的靜態(tài)波形圖像，系統(tǒng)無法從中剝離出疊加前的每一幅波形，因此無法重新繪制 進行縮放操作或視窗擴展后的三維波形圖像，即不能對圖像進行動態(tài)的縮放處理。此缺陷 直接導(dǎo)致目前絕大多數(shù)的數(shù)字三維示波器雖然具有超高波形捕獲率，能夠捕獲到各種復(fù)雜 瞬態(tài)事件，但卻對瞬態(tài)事件的圖像縮放顯示和數(shù)據(jù)分析運算能力很弱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有波形圖像實時縮放功能的
數(shù)字三維示波器。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具有波形圖像實時縮放功能的數(shù)字三維示波器，包括信 號調(diào)理模塊、采集與處理模塊以及控制與顯示模塊；信號調(diào)理模塊將輸入的模擬信號調(diào)理到ADC轉(zhuǎn)換所需輸入范圍，然后送采集與處 理模塊ADC中進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，同時提供觸發(fā)脈沖信號給采集與處理模塊對波形數(shù)據(jù)的采集 和處理進行控制；采集與處理模塊包括ADC、波形圖像處理器、三維數(shù)據(jù)存儲陣列器和顯示窗口選擇 器；控制與顯示模塊包括微處理器、顯示存儲器以及顯示屏，微處理器對采集與處理 模塊、顯示存儲器進行控制；其特征在于采集與處理模塊還包括原始值存儲器、樣值抽取器以及大容量存儲器；采集與處理模塊控制ADC按照較高的實時采樣率Fmax對調(diào)理后的模擬信號進行模 數(shù)轉(zhuǎn)換，并輸出原始波形數(shù)據(jù)到原始值存儲器中；原始值存儲器在觸發(fā)脈沖信號的控制下 對原始波形數(shù)據(jù)按照存儲深度D進行存儲，D個原始波形數(shù)據(jù)存滿，1幅波形數(shù)據(jù)采集結(jié)束，采集與處理模塊控制樣值抽取器按照Fmax/F的抽點間隔從原始值存儲器的D個原 始波形數(shù)據(jù)中抽取出N個抽點數(shù)據(jù)，送入波形圖像處理器繪制為1幅二維波形圖像，并進行 波形映射，將此幅波形圖像疊加到三維數(shù)據(jù)存儲陣列器中，其中1幅二維波形圖像的抽點數(shù)據(jù)個數(shù)N與存儲深度D之間有以下關(guān)系N = D· F/Fmax其中，F(xiàn)為當(dāng)前時基檔對應(yīng)的等效采樣率；同時，在采集與處理模塊控制下，大容量存儲器對原始值存儲器中的D個原始波 形數(shù)據(jù)進行存儲；在對波形數(shù)據(jù)進行抽取、映射和在大容量存儲器中存儲完畢后，在觸發(fā)信號的控制下，重復(fù)對下一幅波形進行采集，對原始波形數(shù)據(jù)進行抽取、映射和在大容量存儲器中存 儲L次，在三維數(shù)據(jù)存儲陣列器中得到L幅二維波形圖像疊加后的三維波形圖像，在大容量 存儲器中得到L行的原始數(shù)據(jù)；在正常三維波形顯示時，當(dāng)一個刷屏周期到來，波形映射終止，三維數(shù)據(jù)存儲陣列 器停止更新，顯示窗口選擇器選取三維數(shù)據(jù)存儲陣列器中的三維波形圖像的對應(yīng)顯示窗口 區(qū)域，輸出到顯示存儲器完成顯示，即將多幅波形疊加后的三維波形圖像按照概率分布，采 用不同的輝度等級或彩色熒光效果在顯示屏上進行顯示；當(dāng)進行實時縮放操作時，波形圖像處理器實時訪問大容量存儲器，讀取原始波形 數(shù)據(jù)，并經(jīng)過樣值抽取器按照新的抽點間隔Fmax/F’進行抽取，重新進行映射、顯示實時縮放 的三維波形圖像，其中，F(xiàn)’為縮放操作下時基檔位對應(yīng)的等效采樣率。本發(fā)明的發(fā)明目的是這樣實現(xiàn)的隨著DDR、DDR2等存儲技術(shù)的快速發(fā)展和成本價格的不斷降低，大容量存儲器已 被廣泛運用到數(shù)字示波器系統(tǒng)中。本發(fā)明在數(shù)字三維示波器中，將一種三維圖像處理技術(shù) 與大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)相結(jié)合的方式，在數(shù)字三維示波器的一個刷屏周期中，將送入波形 圖像處理器進行三維波形圖像繪制的抽點樣值所對應(yīng)的抽取前的全部原始波形數(shù)據(jù)，并行 送入大容量存儲器進行同步存儲。這樣在波形映射完成后，波形圖像處理器仍可靈活地根 據(jù)用戶操作和顯示需要，重新從大容量存儲器中讀取原始波形數(shù)據(jù)，并按照不同的縮放比 例抽取樣值，快速繪制新的三維波形圖像，使數(shù)字三維示波器在保證高波形捕獲率的同時， 實現(xiàn)對捕獲到的任意信號的圖像縮放和其他運算操作，并且始終保持三維波形圖像顯示方 式，不丟失捕獲的信號細節(jié)。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)數(shù)字三維示波器的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明具有波形圖像實時縮放功能的數(shù)字三維示波器一種具體實施方式
原理框圖；圖3是圖2所示的大容量存儲器對原始波形數(shù)據(jù)進行存儲的示意圖；圖4是波形圖像實時縮放前波形定位示意圖；圖5是波形圖像實時縮放前波形定位示意圖；圖6是實時縮放前的三維波形圖像；圖7是現(xiàn)有技術(shù)數(shù)字三維示波器縮放后的二維波形圖像；圖8是現(xiàn)有技術(shù)數(shù)字三維示波器視窗擴展模式下的二維波形圖像；圖9是本發(fā)明具有波形圖像實時縮放功能的數(shù)字三維示波器縮放后的三維波形 圖像；圖10是本發(fā)明具有波形圖像實時縮放功能的數(shù)字三維示波器視窗擴展模式下的 三維波形圖像。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行描述，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地 理解本發(fā)明。需要特別提醒注意的是，在以下的描述中，當(dāng)已知功能和設(shè)計的詳細描述也許會淡化本發(fā)明的主要內(nèi)容時，這些描述在這里將被忽略。實施例圖2是本發(fā)明具有波形圖像實時縮放功能的數(shù)字三維示波器一種具體實施方式
原理框圖。在本實施例中，如圖1所示，本發(fā)明具有波形圖像實時縮放功能的數(shù)字三維示波 器包括信號調(diào)理模塊1、采集與處理模塊2以及控制與顯示模塊3三個部分。信號調(diào)理模塊1包括信號調(diào)理通道101和觸發(fā)電路102。信號調(diào)理通道101將輸 入的模擬信號調(diào)理到ADC轉(zhuǎn)換所需輸入范圍，然后送采集與處理模塊2中ADC 201中進行 模數(shù)轉(zhuǎn)換，同時觸發(fā)電路102選擇外觸發(fā)信號或內(nèi)觸發(fā)信號作為觸發(fā)信號，并產(chǎn)生觸發(fā)脈 沖信號給采集與處理模塊2對波形數(shù)據(jù)的采集和處理進行控制。輸入模擬信號的調(diào)理、模 數(shù)轉(zhuǎn)換以及采集屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述采集與處理模塊2包括ADC 201、波形圖像處理器202、三維數(shù)據(jù)存儲陣列器203 和顯示窗口選擇器204 ；控制與顯示模塊3包括微處理器301、顯示存儲器302以及顯示屏 303。微處理器301采用一 DSP，用于對采集與處理模塊2、顯示存儲器302進行控制。如圖1所示，在本發(fā)明中，采集與處理模塊還包括原始值存儲器205、樣值抽取器 206以及大容量存儲器207 ；波形圖像處理器202、三維數(shù)據(jù)存儲陣列器203、顯示窗口選擇 器204、原始值存儲器205以及樣值抽取器206用一塊FPGA來構(gòu)成。大容量存儲器207為 一 DDR2存儲器。采集與處理模塊2控制ADC 201按照較高的實時采樣率Fmax，在本實施例中，最高 實時采樣率對調(diào)理后的模擬信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并輸出原始波形數(shù)據(jù)到原始值存儲器205 中，原始值存儲器205為一 FIFO存儲器；原始值存儲器205在觸發(fā)脈沖信號的控制下對原 始波形數(shù)據(jù)按照存儲深度D進行存儲，D個原始波形數(shù)據(jù)存滿，1幅波形數(shù)據(jù)采集結(jié)束。采集與處理模塊2控制樣值抽取器206按照Fmax/F的抽點間隔從原始值存儲器的 D個原始波形數(shù)據(jù)中抽取出N個抽點數(shù)據(jù)，送入波形圖像處理器202繪制為1幅二維波形圖 像，并進行波形映射，將此幅波形圖像疊加到三維數(shù)據(jù)存儲陣列器203中，二維波形圖像的 抽點數(shù)據(jù)個數(shù)N與存儲深度D之間有以下關(guān)系N = D· F/Fmax其中，F(xiàn)為當(dāng)前時基檔對應(yīng)的等效采樣率。同時，在采集與處理模塊2控制下，大容量存儲器207對原始值存儲器205中的D 個原始波形數(shù)據(jù)進行存儲。在對波形數(shù)據(jù)進行抽取、映射和在大容量存儲器207中存儲完畢后，在觸發(fā)信號 的控制下，重復(fù)對下一幅波形進行采集，對原始波形數(shù)據(jù)進行抽取、映射和在大容量存儲器 中存儲L次，在三維數(shù)據(jù)存儲陣列器203中得到L幅二維波形圖像疊加后的三維波形圖像， 在大容量存儲器207中得到L行的原始數(shù)據(jù)。在正常三維波形顯示時，當(dāng)一個刷屏周期到來，波形映射終止，三維數(shù)據(jù)存儲陣列 器203停止更新，窗口選擇器204選取三維數(shù)據(jù)存儲陣列器203中的三維波形圖像的對應(yīng) 顯示窗口區(qū)域，輸出到顯示存儲器302完成顯示，即將多幅波形疊加后的三維波形圖像按 照概率分布，采用不同的輝度等級或彩色熒光效果在顯示屏303上進行顯示；當(dāng)進行實時縮放操作時，波形圖像處理器202實時訪問大容量存儲器207，讀取原始波形數(shù)據(jù)，并經(jīng)過樣值抽取器206按照新的抽點間隔Fmax/F’進行抽取，重新進行映射、顯 示實時縮放的三維波形圖像，其中，F(xiàn)’為縮放操作下時基檔位對應(yīng)的等效采樣率。圖3是圖2所示的大容量存儲器對原始波形數(shù)據(jù)進行存儲的示意圖。如圖3所示，在本實施例中將大容量數(shù)據(jù)存儲器DDR2的地址空間劃分為一張L行 乘以D列的表，即地址單元總數(shù)為L*D 行地址L取決于數(shù)字三維示波器的波形捕獲率，即 一個刷屏周期內(nèi)被捕獲，且需要存儲的波形幅數(shù)為L ；列地址D取決于存儲一幅波形的原始 波形數(shù)據(jù)個數(shù)，即示波器的存儲深度D。將來自原始值存儲器205的全部原始波形數(shù)據(jù)對應(yīng) 存儲到大容量數(shù)據(jù)存儲器207的行列空間中。即每1幅波形的原始數(shù)據(jù)對應(yīng)存儲1行，一 共存儲L行，每1行存儲原始數(shù)據(jù)D個。在本實施例中，進行實時縮放操作時，波形圖像處理器202實時訪問大容量存儲 器207，讀取原始波形數(shù)據(jù)，并經(jīng)過樣值抽取器206按照新的抽點間隔Fmax/F’進行抽取，重 新進行映射、顯示實時縮放的三維波形圖像的具體流程為1、清除舊圖像首先根據(jù)執(zhí)行縮放操作前顯示窗口選擇器204選取的屏幕顯示窗口區(qū)域中的三 維波形圖像在三維數(shù)據(jù)存儲陣列器RAM中的地址和樣值抽取器206的抽點間隔，計算出這 段三維波形圖像對應(yīng)的波形數(shù)據(jù)在原始值存儲器205中的地址；圖4是波形圖像實時縮放前波形定位示意圖。如圖4所示，顯示窗口左側(cè)對應(yīng)于 三維數(shù)據(jù)存儲陣列器203的地址是u，右側(cè)地址是u+v，ν為波形顯示窗口寬度，則對應(yīng)的波 形數(shù)據(jù)在原始值存儲器205中的地址是u*Fmax/F (u+v)*Fmax/F。然后將三維數(shù)據(jù)存儲陣 列器203中舊的三維波形圖像全部清除；2、讀取新數(shù)據(jù)，繪制新波形波形圖像處理器202訪問大容量存儲器207的第1行，樣值抽取器206按照Fmax/ F’的抽點間隔從第1行的D個波形數(shù)據(jù)中抽取出N’ = D*F’ /Ffflax個數(shù)據(jù)處理為1幅二維 波形圖像，并將此幅圖像疊加到三維數(shù)據(jù)存儲陣列器203中；對大容量存儲器207的第2 L行重復(fù)進行如第1行的操作，最終得到L幅波形疊加后的新的三維波形圖像；3、確定顯示窗口范圍根據(jù)縮放后新的三維波形圖像與縮放前舊的三維波形圖像的縮放比F，/F，計算出 縮放后圖像的顯示窗口范圍u*F，/F (u+v)*F，/F，其中，u*F，/F為三維數(shù)據(jù)存儲陣列器 中顯示窗口左側(cè)對應(yīng)的地址是u，u+v為右側(cè)對應(yīng)的地址，如圖5所示。實例在本實例中，數(shù)字三維示波器的ADC的最高實時采樣率為2GS/s，以該采樣率作為 較高的實時采樣率Fmax，存儲深度為D = lOOKpts，水平顯示方向為50dot/div。數(shù)字三維 示波器的時基檔是200nS/div，該時基檔對應(yīng)的等效采樣率F = 50dot/div/200ns/div = 250MS/s。則抽點間隔Fmax/F = 2GS/s/250MS/s = 8，即從每8個原始采集數(shù)據(jù)中抽取1個， 一共抽取出N = D*F/Fmax = 100Kpts*250MS/s/2GS/s = 12.漲個數(shù)據(jù)繪制一幅二維波形圖 像，并疊加到三維數(shù)據(jù)存儲陣列器203中。然后，當(dāng)一個刷屏周期到來時，三維數(shù)據(jù)存儲陣 列器203中多幅二維波形圖像疊加生成的三維波形圖像被送往顯示屏進行顯示，如圖6所示。此時，若將數(shù)字三維示波器的采集系統(tǒng)停止，改變數(shù)字三維示波器的時基檔到50ns/div，則該時基檔對應(yīng)的等效采樣率F，= 50dot/div/50ns/div = lGS/s。那么，未使用本發(fā)明的數(shù)字三維示波器將自動更改為如圖7所示的二維波形圖像顯不?；蛘?，將數(shù)字三維示波器的采集系統(tǒng)停止后，操作數(shù)字三維示波器進入視窗擴展 模式，同樣，未使用本發(fā)明的數(shù)字三維示波器也將自動更改為如圖8所示的二維波形圖像顯不。而采用了本發(fā)明的具有波形圖像實時縮放功能的數(shù)字三維示波器，若系統(tǒng)檢測到 采集停止后仍有切換時基檔進行縮放或進入視窗擴展模式操作，將重新依次讀取大容量存 儲器DDR2的每1行，將讀取的原始采集數(shù)據(jù)送入樣值抽取器，按照Fmax/F’ = 2GS/s/lGS/s =2的抽點間隔，抽取出N，= D*F，/Fmax = 100Kpts*lGS/s/2GS/s = 50K個采集數(shù)據(jù)處理 為1幅二維波形圖像，并將此幅圖像疊加到三維數(shù)據(jù)存儲陣列器RAM中，重復(fù)以上操作直到 一個刷屏周期到來，可得到多幅二維波形圖像疊加后的生成的新三維波形圖像。然后，根據(jù) 縮放后新圖像與縮放前舊圖像的縮放比F’ /F，計算出縮放后圖像的顯示窗口范圍u*F’ / F (u+v)*F，/F，即如 4(u+v)。最后，在觸發(fā)電路的控制下，可得到最終顯示的三維波 形圖像，如圖9、圖10所示。盡管上面對本發(fā)明說明性的具體實施方式
進行了描述，以便于本技術(shù)領(lǐng)的技術(shù)人 員理解本發(fā)明，但應(yīng)該清楚，本發(fā)明不限于具體實施方式
的范圍，對本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來講，只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，這些變 化是顯而易見的，一切利用本發(fā)明構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護之列。
權(quán)利要求
1.一種具有波形圖像實時縮放功能的數(shù)字三維示波器，包括信號調(diào)理模塊、采集與 處理模塊以及控制與顯示模塊；信號調(diào)理模塊將輸入的模擬信號調(diào)理到ADC轉(zhuǎn)換所需輸入范圍，然后送采集與處理模 塊ADC中進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，同時提供觸發(fā)脈沖信號給采集與處理模塊對波形數(shù)據(jù)的采集和處 理進行控制；采集與處理模塊包括ADC、波形圖像處理器、三維數(shù)據(jù)存儲陣列器和顯示窗口選擇器； 控制與顯示模塊包括微處理器、顯示存儲器以及顯示屏，微處理器對采集與處理模塊、 顯示存儲器進行控制； 其特征在于采集與處理模塊還包括原始值存儲器、樣值抽取器以及大容量存儲器； 采集與處理模塊控制ADC按照較高的實時采樣率Fmax對調(diào)理后的模擬信號進行模數(shù)轉(zhuǎn) 換，并輸出原始波形數(shù)據(jù)到原始值存儲器中；原始值存儲器在觸發(fā)脈沖信號的控制下對原 始波形數(shù)據(jù)按照存儲深度D進行存儲，D個原始波形數(shù)據(jù)存滿，1幅波形數(shù)據(jù)采集結(jié)束，采集與處理模塊控制樣值抽取器按照Fmax/F的抽點間隔從原始值存儲器的D個原始波 形數(shù)據(jù)中抽取出N個抽點數(shù)據(jù)，送入波形圖像處理器繪制為1幅二維波形圖像，并進行波形 映射，將此幅波形圖像疊加到三維數(shù)據(jù)存儲陣列器中，其中1幅二維波形圖像的抽點數(shù)據(jù)個數(shù)N與存儲深度D之間有以下關(guān)系 N = D- F/Fmax其中，F(xiàn)為當(dāng)前時基檔對應(yīng)的等效采樣率；同時，在采集與處理模塊控制下，大容量存儲器對原始值存儲器中的D個原始波形數(shù) 據(jù)進行存儲；在對波形數(shù)據(jù)進行抽取、映射和在大容量存儲器中存儲完畢后，在觸發(fā)信號的控制下， 重復(fù)對下一幅波形進行采集，對原始波形數(shù)據(jù)進行抽取、映射和在大容量存儲器中存儲L 次，在三維數(shù)據(jù)存儲陣列器中得到L幅二維波形圖像疊加后的三維波形圖像，在大容量存 儲器中得到L行的原始數(shù)據(jù)；在正常三維波形顯示時，當(dāng)一個刷屏周期到來，波形映射終止，三維數(shù)據(jù)存儲陣列器 停止更新，顯示窗口選擇器選取三維數(shù)據(jù)存儲陣列器中的三維波形圖像的對應(yīng)顯示窗口區(qū) 域，輸出到顯示存儲器完成顯示，即將多幅波形疊加后的三維波形圖像按照概率分布，采用 不同的輝度等級或彩色熒光效果在顯示屏上進行顯示；當(dāng)進行實時縮放操作時，波形圖像處理器實時訪問大容量存儲器，讀取原始波形數(shù)據(jù)， 并經(jīng)過樣值抽取器按照新的抽點間隔Fmax/F’進行抽取，重新進行映射、顯示實時縮放的三 維波形圖像，其中，F(xiàn)’為縮放操作下時基檔位對應(yīng)的等效采樣率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有波形圖像實時縮放功能的數(shù)字三維示波器，其特征在 于，所述的進行實時縮放操作時，波形圖像處理器實時訪問大容量存儲器，讀取原始波形數(shù) 據(jù)，并經(jīng)過樣值抽取器按照新的抽點間隔Fmax/F’進行抽取，重新進行映射、顯示實時縮放的 三維波形圖像的具體流程為a、清除舊圖像首先根據(jù)執(zhí)行縮放操作前顯示窗口選擇器204選取的屏幕顯示窗口區(qū)域中的三維波 形圖像在三維數(shù)據(jù)存儲陣列器RAM中的地址和樣值抽取器206的抽點間隔，計算出這段三維波形圖像對應(yīng)的波形數(shù)據(jù)在原始值存儲器205中的地址；顯示窗口左側(cè)對應(yīng)于三維數(shù)據(jù)存儲陣列器的地址是u，右側(cè)地址是u+v，ν為波形顯示 窗口寬度，則對應(yīng)的波形數(shù)據(jù)在原始值存儲器中的地址是u*Fmax/F (u+v) *Fmax/F，然后將 三維數(shù)據(jù)存儲陣列器中舊的三維波形圖像全部清除； b、讀取新數(shù)據(jù)，繪制新波形波形圖像處理器訪問大容量存儲器的第1行，樣值抽取器按照Fmax/F’的抽點間隔從第 1行的D個波形數(shù)據(jù)中抽取出N’ = D*F’ /Ffflax個數(shù)據(jù)處理為1幅二維波形圖像，并將此幅 圖像疊加到三維數(shù)據(jù)存儲陣列器中；對大容量存儲器的第2 L行重復(fù)進行如第1行的操 作，最終得到L幅波形疊加后的新的三維波形圖像； C、確定顯示窗口范圍根據(jù)縮放后新的三維波形圖像與縮放前舊的三維波形圖像的縮放比F’/F，計算出縮放 后圖像的顯示窗口范圍u*F，/F (11+力樸，汗，其中，11樸，汗為三維數(shù)據(jù)存儲陣列器中顯 示窗口左側(cè)對應(yīng)的地址是u，u+v為右側(cè)對應(yīng)的地址。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有波形圖像實時縮放功能的數(shù)字三維示波器，其特征在 于，所述的較高的實時采樣率Fmax為數(shù)字三維示波器的最高實時采樣率。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有實時縮放功能的數(shù)字三維示波器，將一種三維圖像處理技術(shù)與大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)相結(jié)合的方式，在數(shù)字三維示波器的一個刷屏周期中，將送入波形圖像處理器進行三維波形圖像繪制的抽點樣值所對應(yīng)的抽取前的全部原始波形數(shù)據(jù)，并行送入大容量存儲器進行同步存儲。這樣在波形映射完成后，波形圖像處理器仍可靈活地根據(jù)用戶操作和顯示需要，重新從大容量存儲器中讀取原始波形數(shù)據(jù)，并按照不同的縮放比例抽取樣值，快速繪制新的三維波形圖像，使數(shù)字三維示波器在保證高波形捕獲率的同時，實現(xiàn)對捕獲到的任意信號的圖像縮放和其他運算操作，并且始終保持三維波形圖像顯示方式，不丟失捕獲的信號細節(jié)。
文檔編號G06T3/40GK102109543SQ201010577600
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者葉芃, 孫潔, 曾浩, 蔣俊, 邱渡裕 申請人:電子科技大學(xué)