专利名称：矢量示波装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种示波装置，特别是一种内置存储功能的矢量示波装置。
背景技术：
数字示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变 换成看得见的图象，便于人们研究各种电现象的变化过程。目前，数字示波器显示波形，都是通过扫描电路得到每一点的数据，再通过水平和 垂直放大，再显示在显示屏上。如图1所示，采样单元101用来采集模拟信号，并进行模数 转变(A/D转换)；然后，控制单元102接收处理后的信号，并根据该算信号的幅值，生成波 形；最后输出单元103接收到该波形的数据，并予以显示。如此这样，示波器为显示波形，需 要进行采样，并进行描点，故在在检测高频波时，需要采集相当多的点，故对数字示波器的 扫描电路以及内部的数字信号处理器(DSP)要求很高，从而增加了示波器的成本。因此亟需一种成本低、能耗低，且速度快的示波装置。

发明内容
针对现有技术的不足，本发明解决的技术问题是提供一种成本低、能耗低，且速度 快的示波装置。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的一种示波装置，包括用于 采集模拟信号，并将模拟信号转换为数字信号的采样单元，以及用于输出波形的输出单元， 其特征在于，示波装置还包括存储单元，内置多个函数模型；控制单元，分别与采样单元、 存储单元以及输出单元相连，分析数字信号，从存储单元中调用相应的函数模型，并发送运 算结果到输出单元。本发明还提出了一种显示波形的方法包括采集模拟信号，并将模拟信号转换为 数字信号，其特征在于，方法还包括；以预设的时间段为单位，分析所述数字信号；根据所 述数字信号的特征信息，选择相应的函数模型；根据所述函数模型生成相应波形，并输出。本发明的有益效果如下对示波装置的硬件要求低，能耗低，且速度快。


图1是现有示波器架构之示意图；图2是本发明实施例架构之示意图；图3. 1是本发明实施例工作之流程图；图3. 2是本发明实施例采样点之示意图；图3. 3是本发明实施例根据采样点得到波形之示意图；图4. 1是本发明实施例波形一修正前之示意图；图4. 2是本发明实施例波形一修正后之示意图；图5. 1是本发明实施例波形二修正前之示意图5. 2是本发明实施例波形二修正后之示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明如图2所示，示波装置200包括采样单元201、控制单元202、输出单元203，以及 存储单元204。其中，采样单元201可以根据用户指定，在时间T内采集模拟信号的N个点 (每个点均对应着一幅值)，并将该模拟信号转换为数字信号，发送至控制单元202。控制单 元202根据该数字信号的特征信息，选择相对应的函数模型。存储单元204与控制单元202 相连，内置多个函数模型供控制单元202调用。输出单元203用于输出相关函数的波形。请参阅图3. 1、3. 2和3. 3。首先，由采样单元201对模拟信号进行采样(301)，譬 如采集时间T内的N个点，接着将模拟信号转换为数字信号(303)；然后，控制单元202根 据该数字信号的特征，判断该数字信号对应着何种函数模型(305)。如图3. 2，在每个T时 段内，采样单元201均采集了 N个点，这里以N等于16。控制单元202根据这些采样点，即 可分析出0-T段，与正弦函数相匹配；T-2T段，与矩形波函数相匹配。接着，控制单元201 从存储单元204中选取匹配的函数模型(307)，然后将该数字信号的特征数据代入到相应 的函数模型中，进行运算。最后，控制单元202再将相应的运算结果发送到输出单元203输 出，运算结果包含波形的幅值、频率、相位等特征数据。这里T的长度，以及N等于16只是 为了举例，并非是用来限制N的取值范围，且时间Τ、数值N均可以由用户指定。在使用过程 中，时间T内，采样单元201往往会采集了多个周期不同的波形，如此，控制单元202需要分 析不同的波形，并选择不同的函数模型与之匹配。上述过程中，控制单元202只需处理能代表该数字信号特征的点，再从存储单元 204中选取相应的函数模型，并生成波形。故本发明实施例中，不需逐个描点，即可生成相应 的波形，如此，对示波装置200的硬件要求大大降低。在生成波形前，需要对波形进行修正。在本实施例中，控制单元202调用的是现有 的函数模型，故其在遇到突变或信号转变时，需要进行相应的处理。请同时参阅图4. 1和 图4. 2。在Tl时刻前，波形为一正弦波，但在Tl时刻，波形跳转为矩形波。因为，控制单元 202调用的是存储单元204中现有的函数模型，故需显示相应函数模型的完整波形。控制单 元202需要对原始波形进行修正，即输出的波形在T时刻并不跳转为矩形波，仍保持为正弦 波，在2Τ时刻，波形才跳转为矩形波。上述修正过程同样适用于其它时刻的波形跳变，比如 在O-T之间，或者Τ-2Τ之间，虽然发生了跳变，但控制单元202均会将其修正为图4. 2中所 示之波形。上述过程中，虽然能较大幅度减少对控制单元202的要求，但精度仍有提升空间。 为增加精度，这里可以再添设时间段t。请参阅图5.1和图5. 2。以T = 6t为例，来说明 本实施例的波形修正过程。图5. 1中，原始波形为三角波，控制单元202设一缓冲区，处理 时间长度t的波形数据，即在Ο-t时段，控制单元202根据采样点(图中未标出)的分布， 识别出该段波形呈线性，故该段波形为一直线，同理可连接其时段的波形，则0-6t之间即 可显示为三角波。同理，8t-ct之间(c为1十六进制数，在十进制中为12)，显示为矩形波。 但7t-8t之间，波形从三角波，跳变为矩形波。此时，控制单元202将对这段波形予以近似 处理，这段波形中属于原始三角波的时长，相对于矩形波比较少，故将其近似为矩形波，忽略掉原始的三角波波形，修改如图5. 2中所示波形。若7t_8t之间的三角波与矩形波的时 长一样，则直接将矩形波作为7t-8t之间的波形。当然，只要修改时间段t的值，即可进一 步增加精度。如此，控制单元202即可在只分析部分抽样值的情况下，得到波形，即只需要 对比前后采样点的分布情况。如果前后分布情况一样，则控制单元204在对比过程结束后， 可以直接输出波形，不需要再调用函数。 以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此即局限本发明的专利范围，故举 凡运用本发明说明书及图示内容所为的等效结构变化，均同理包括于本发明的范围内。
权利要求
一种示波装置，包括用于采集模拟信号，并将所述模拟信号转换为数字信号的采样单元，以及用于输出波形的输出单元，其特征在于，所述示波装置还包括存储单元，内置多个函数模型；控制单元，分别与所述采样单元、存储单元以及输出单元相连，分析所述数字信号，从所述存储单元中调用相应的函数模型，并发送运算结果到所述输出单元。
2.如权利要求1所述的示波装置，其特征在于，所述数字信号的特征信息包括信号的 幅度及其变化。
3.如权利要求1所述的示波装置，其特征在于，所述控制单元以预设的时间段为单位， 分析所述数字信号。
4.如权利要求1所述的示波装置，其特征在于，所述控制单元发送运算结果到所述输 出单元，其中，所述运算结果包括波形的幅值、频率、相位等。
5.一种显示波形的方法，包括采集模拟信号，并将所述模拟信号转换为数字信号，其特 征在于，所述方法还包括；(a)以预设的时间段为单位，分析所述数字信号，并计算出所述数字信号的特征信息；(b)根据所述数字信号的特征信息，选择相应的函数模型；(c)根据所述函数模型生成相应波形，并输出。
6.如权利要求5所述的显示波形的方法，其特征在于，步骤(a)中，以预设的时间段为 单位，分析所述数字信号的幅值及其变化。
7.如权利要求5所述的显示波形的方法，其特征在于，步骤(b)中，所述特征信息包括 幅值，频率，相位中一种或几种的组合。
8.如权利要求5所述的显示波形的方法，其特征在于，步骤(c)中，若同一时间段的所 述数字信号特征信息对应两种或两种以上的函数模型，则根据每个函数模型的所持续的时 间长度，修正该时间段的波形。
9.如权利要求7所述的显示波形的方法，其特征在于，将相对时间长度较长的函数模 型所对应的波形作为该时间段的波形。
10.如权利要求9所述的显示波形的方法，其特征在于，若每个函数模型所对应的时间 长度一样，则依时间顺序，将最后一个函数模型所对应的波形作为该时间段的波形。
全文摘要
本发明提出一种示波装置，包括用于采集模拟信号，并将模拟信号转换为数字信号的采样单元，以及用于输出波形的输出单元，其特征在于，示波装置还包括存储单元，内置多个函数模型；控制单元，分别与采样单元、存储单元以及输出单元相连，分析数字信号，从存储单元中调用相应的函数模型，并发送运算结果到输出单元。本发明的有益效果如下对示波装置的硬件要求低，能耗低，且速度快。
文档编号G01R13/02GK101915864SQ20101022359
公开日2010年12月15日 申请日期2010年7月9日 优先权日2010年7月9日
发明者尹建涛 申请人:苏州瀚瑞微电子有限公司