操縱示波器的方法
2023-06-11 17:29:26 1
專利名稱：操縱示波器的方法
背景技術：
本發明涉及操縱示波器的方法。
直到最近為止，大多數數字存儲示波器具有相當低的捕獲率，這樣，傳統的數字存儲示波器不一定能顯示非經常性的事件。
美國專利5,986,637中描述的數字示波器(該專利的整體公開內容在此引用，以供所有用途參考)具有非常高的捕獲率，允許用戶觀看非經常性的異常結構，這在以前由於迄今為止的傳統的數字存儲示波器的低的捕獲率，而看不到的。在注意到信號中的異常以後，用戶可能想要知道更多有關信號所表示的潛在的問題，以及用戶將因此想要調整示波器的捕獲參量，以便對異常結構進行觸發。
當前的數字存儲示波器具有對各種信號特性進行觸發的能力。例如，一個高級的觸發能力被稱為「矮小的(runt)」觸發。矮小的觸發典型地被引用在示波器被使用來顯示數位訊號波形時，在數位訊號中，上升和下降沿穿過較高的和較低的門限電平。在數位訊號方面，術語「矮小脈衝」被使用來指其幅度大大地低於數位訊號的正常的脈衝的幅度的脈衝，這樣，矮小脈衝的前沿只穿過門限電平一次，此後，信號電平在下降沿處返回到它緊接在前沿之前具有的電平。
為了在傳統的數字存儲示波器中引用矮小的觸發，用戶必須在顯示模式菜單中選擇矮小觸發，測量矮小脈衝的峰到峰的幅度，以及把測量的幅度值提供給示波器。當矮小的觸發被正確地引用時，示波器只是在它接收的脈衝的峰到峰的幅度小於特定的值時才被觸發。用戶也可以測量矮小脈衝的脈衝寬度，以及提供這個數值，供進一步檢驗捕獲參量時使用。
高級觸發能力，諸如矮小觸發能力，提供有價值的量給示波器，作為測試和測量儀器，但示波器的偶爾的用戶不一定知道許多高級觸發能力，或如果知道，但不一定熟悉用於設定示波器來最大地利用觸發能力的程序。
按照本發明的第一方面，提供了操縱示波器的方法，該示波器能夠同時顯示多個表示在各自的捕獲時間間隔期間信號的時間演化的波形，方法包括(a)通過使用第一組捕獲參量來捕獲波形數據，(b)根據在步驟(a)中得到的波形數據產生一個顯示，在步驟(b)中產生的顯示包括一個在視覺上與其它顯示的波形不同的波形的事件中，(c)選擇一個能把視覺上不同的波形與其它顯示的波形區分開的特性，(d)自動地得出在選擇的特性與顯示波形的其它特性之間辨別的、更新的捕獲參量，(e)通過使用在步驟(d)得出的捕獲參量，來捕獲波形數據，以及(f)根據在步驟(e)中獲得的波形數據來產生顯示。
按照本發明的第二方面，提供了能夠同時顯示多個表示在各自的捕獲時間間隔期間信號的時間演化的波形的示波器，所述示波器包括用於通過使用第一組捕獲參量來捕獲波形數據的捕獲裝置，用於根據由捕獲裝置得到的波形數據產生一個顯示的顯示裝置，可被使用來在由顯示裝置產生的顯示包括視覺上與其它顯示波形不同的波形的情況下選擇一種將視覺上不同的波形與其它顯示波形區分開的特性的用戶控制裝置，以及用於自動地得出在選擇的特性與顯示波形的其它特性之間辨別的、更新的捕獲參量，以及用於把得出的捕獲參量提供給捕獲裝置的示波器控制裝置，由此，捕獲裝置可以通過使得出的捕獲參量，來捕獲波形數據，以及顯示裝置根據由捕獲裝置通過使用得出的捕獲參量而獲得的波形數據來產生顯示。
現在通過實例參照附圖，以便更好地了解本發明，和顯示本發明如何付諸實施的，其中
圖1是數字存儲示波器的簡化方框圖，圖2顯示由圖1所示的這種數字存儲示波器給出的典型的顯示，圖3顯示在第一捕獲時間間隔期間的波形，以及圖4顯示在第二捕獲時間間隔期間的波形圖1是美國專利5,986,637中描述的這種示波器的很大地簡化方框圖。在測試點2處存在的待測試信號通過適當的接口電路(未示出)被加到捕獲系統6。捕獲系統6包括模擬數字變換器(ADC)，通過ADC，信號被採樣和量化。ADC連續地工作，產生連續的數字字流，以及捕獲系統參照觸發事件的出現把數字字流分段成多個線性波形記錄。每個線性波形記錄代表在捕獲時間間隔期間待測試信號的時間演化。波形記錄被裝載到捕獲存儲器14。
示波器還包括處理器16，它把來自捕獲存儲器14的兩個波形記錄光柵化。處理器組合光柵化的波形記錄和被存儲在單個比特光柵捕獲存儲器18中的複合光柵圖象，以及把新的複合光柵圖象裝載回光柵捕獲存儲器18。當光柵捕獲存儲器包含選擇的數目的捕獲的結果時，處理器16把被存儲在光柵捕獲存儲器中的單個比特的複合光柵圖象重疊到被存儲在光柵顯示存儲器22中的多比特光柵圖象上。這個多比特光柵圖象被周期地減增量，以便產生餘輝效果。光柵顯示存儲器22的內容被使用來更新光柵顯示26。
示波器的操作由控制器10控制，其主要功能可以方便地認為是分布在捕獲控制器和顯示控制器之間，但它們沒有被分開地顯示。控制器把捕獲參量，諸如觸發事件，採樣速率和ADC變換範圍，提供給捕獲系統。用於執行要被控制器進行的操作的算法被存儲在程序存儲器30中。示波器具有前板用戶控制部分34，它們允許用戶調整示波器的運行方式。用戶控制部分包括定點設備和光標控制。
圖2顯示由圖1所示的數字存儲示波器當運行在AUTOSET(自動設置)模式時給出的典型的顯示，其中控制器自動調整捕獲參量，這樣示波器以它的基頻顯示一個或兩個周期的波形，以及信號的電壓範圍幾乎充滿顯示屏幕的整個垂直高度。從顯示的密集和稀疏線段的分布可看出，波形通常具有類似於圖3所示的結構配置，但不太經常出現圖2中表示為A,B和C的特性。用戶可容易地通過查看顯示器而確定特性A是矮小脈衝，但其中出現矮小脈衝的範圍被正常波形遮擋。特別地，不可能從圖2所示的顯示來確定在矮小脈衝與特性B和/或特性C之間是否有任何關係。
為了允許用戶得到更多的有關矮小脈衝的信息，觸發建立可被規定來只捕獲包括矮小脈衝的波形。熟悉示波器的高級觸發能力的用戶將測量矮小脈衝的幅度和脈衝寬度，選擇矮小觸發模式，以及傳送測量值到適當的觸髮菜單參量。結果的顯示可以是如圖4所示，其中包括矮小脈衝的波形分段比圖2上更清楚地顯示，以及在矮小脈衝與特性B或特性C之間沒有明顯關係。不熟悉矮小觸發運行模式的用戶在調整示波器的設置來提供圖4所示的顯示時遇到困難。
顯示存儲器22具有二維地址。地址的一個分量相應於輸入信號的電壓電平，映射為顯示器26的垂直位置，另一個分量相應於出現的時間，映射為顯示器的水平位置。被存儲在已知的存儲單元的數值是由該存儲單元的地址表示的、電壓電平和出現時間的特定的組合的出現頻率。應該理解到，光柵顯示存儲器22的內容構成由存儲器的地址的第一分量表示的每個電壓電平的出現頻率的資料庫。
在圖2所示的顯示的情況下，被存儲在顯示存儲器中的數據表示由電壓、時間對表示的大多數事件處在由第一地址分量表示的電壓範圍的頂部處的窄的範圍內，或處在靠近電壓範圍底部處的窄的範圍內。整個特徵可以合理地被解釋為表示待測試信號是數位訊號。一般地，數位訊號的特徵在於，較高的和較低的門限值都被形成數位訊號的脈衝的上升沿和下降沿穿過。根據由顯示存儲器的內容表示的事件的電壓分布以及有關傳統的數位訊號實踐的信息，顯示控制器可以確定適當的門限值。
按照本發明的第一實施例，用戶利用定點設備來規定在顯示屏幕上的可縮放的矩形方塊。用於顯示這樣的可縮放的矩形方塊的技術是熟知的。用戶利用定點設備來選擇在顯示屏幕上的一點作為用於矩形的一個頂點的固定點，以及通過拖曳對角線頂點來選擇地調節方塊的尺寸和長寬比。顯示控制器修改該顯示，以便包括方塊。方塊的垂直尺寸代表電壓範圍，以及方塊的水平尺寸代表時間間隔。用戶調節方塊的尺寸和位置。以使得它包圍感興趣的特性。然後，方塊的垂直尺寸代表與特性有關的電壓範圍，以及方塊的水平尺寸代表與特性有關的時間間隔。顯示控制器把方塊的頂點的坐標提供給處理器16，它使用坐標來得出指定特性的電壓範圍和特性的持續時間的數值。處理器把由矩形方塊代表的電壓範圍與資料庫內容進行比較，比較結果暗示由矩形方塊規定的波形特性是矮小脈衝。捕獲控制器自動引用矮小觸發模式，以及根據電壓和時間值設定矮小觸發的幅度和時間間隔。
在當觸發被設定為脈衝的下降沿以及可縮放的矩形方塊被放置成圖2的虛線所示時提供圖2所示顯示的信號的情況下，顯示可以是如圖4所示。
許多示波器具有多個通道，這允許示波器同時顯示至少兩個信號的波形。示波器響應於對於一個信號規定的觸發事件的出現進行兩個信號的捕獲。通常，用戶對於兩個信號之間的關係感興趣。然而，傳統的多通道示波器受到先前討論的低捕獲率的限制，由於它們不顯示非經常的事件，所以它們不允許用戶分別觀看在兩個信號中非經常事件之間的關係。
美國專利5,986,637中描述的示波器的實際實施例具有多通道。所以用戶可以觀看非經常事件，但不知道如何引用高級觸發能力，用戶不能把感興趣的非經常事件與正常波形的抖動分開。
按照本發明的另一個實施例，當觀看多通道來探查在開關事件(其中至少一個事件是不經常時)之間的關係時，用戶可使用參照圖1描述的這種示波器，而不必知道示波器的最佳設置。用戶可利用定點設備來規定兩個可選擇的方塊，分別圍繞兩個通道中的特性，正如以上所述的。至少一個特性可以代表一個非經常的事件。處理器可以計算分別與兩個方塊有關的電壓範圍和時間間隔，以及在兩個方塊之間的時間間隔，並且可修改捕獲參量來只得到包括兩個帶有特定的時間關係的特性的波形。然後，示波器只顯示包括非經常事件的波形，以及用戶能夠觀察兩個通道中的事件之間的關係。
替換地，用戶可使用定點設備或光標概略畫出觸發模板，它加亮感興趣的兩個波形的特性加亮。用戶可以通過使用非經常事件的顯示作為圖案或引導，在顯示器上概略顯畫出感興趣的波形的形狀。處理器可以從概略圖形確定時間值和電壓電平，以及自動調整捕獲參量，以便只捕獲滿足這些參量的波形。
在傳統的、顯示兩個波形的數字存儲示波器中使用的延時推遲特性允許開始捕獲相對於主記錄中的事件(被稱為主事件)推遲或延遲的延時記錄，直至規定的條件滿足為止。例如，如果主事件是上升沿，則在事件發生後以及附加條件滿足以後，延時記錄才開始。附加條件可以是時間的消逝，或者單獨的，或者與其它條件組合。其它條件可以是特定數目的事件的出現，諸如進行延時記錄的信號波形中的上升沿。在這種情況下，在主事件的出現時使能進行延時記錄，以及在出現特定的數目的事件後開始捕獲。延時推遲對於觀察信號之間的複雜關係時是有用的。然而，用戶不一定了解，在非經常性事件的情況下，如何最好地使用延時推遲功能。
按照本發明的第三實施例，用戶可選擇延時記錄的波形特性和主記錄，以及處理器可自動地檢驗捕獲參量來改進延時推遲，以使得只有包括選擇的非經常性事件的捕獲才被顯示。
應該理解到，本發明並不限於已描述的特定的實施例，以及可以在其中作出變例，而不背離如在附屬權利要求及其等價物中所規定的本發明的範圍。
權利要求
1．操縱示波器的方法，該示波器能夠同時顯示多個表示在各自的捕獲時間間隔期間信號的時間演化的波形，方法包括(a)通過使用第一組捕獲參量捕獲波形數據，(b)根據在步驟(a)中得到的波形數據產生一個顯示，在步驟(b)中產生的顯示包括一個在視覺上與其它顯示的波形是不同的波形的事件中，(c)選擇一個能把視覺上不同的波形與其它顯示的波形區分開的特性，(d)自動得出在選擇的特性與顯示波形的其它特性之間辨別的、更新的捕獲參量，(e)通過使用在步驟(d)得出的捕獲參量，來捕獲波形數據，以及(f)根據在步驟(e)中獲得的波形數據來產生顯示。
2．按照權利要求1的方法，其特徵在於，其中步驟(c)包括圖形地定義一個規定選擇的特性的模板，以及步驟(d)包括利用有關的信息來得出附加的捕獲參量。
3．按照權利要求1的方法，其特徵在於，其中步驟(c)包括圖形地定義一個規定選擇的特性的模板，以及步驟(d)包括利用有關模板的信息來得出附加的捕獲參量。
4．按照權利要求3的方法，其特徵在於，其中模板是可縮放的矩形方塊，以及步驟(c)包括對方塊定位和定尺寸，以使得它包含選擇的特性。
5．按照權利要求2的方法，其特徵在於，其中示波器具有其上顯示波形的顯示屏幕，以及模板是在顯示屏幕上產生的概略圖形。
6．能夠同時顯示多個表示在各自的捕獲時間間隔期間信號的時間演化的波形的示波器，所述示波器包括捕獲裝置，用於通過使用第一組捕獲參量來捕獲波形數據，顯示裝置，用於根據由捕獲裝置得到的波形數據產生一個顯示，用戶控制裝置，可被使用來在由顯示裝置產生的顯示包括視覺上與其它顯示波形不同的波形的情況下選擇一種區分開視覺上不同的波形與其它顯示波形的特性，以及示波器控制裝置，用於自動地得出在選擇的特性與顯示波形的其它特性之間辨別的、更新的捕獲參量，以及用於把得出的捕獲參量提供給捕獲裝置，由此，捕獲裝置可以通過使得出的捕獲參量，來捕獲波形數據，以及顯示裝置根據由捕獲裝置通過使用得出的捕獲參量而獲得的波形數據來產生顯示。
全文摘要
能夠同時顯示多個表示在各自的捕獲時間間隔期間信號的時間演化的波形的示波器，通過使用第一組捕獲參量得到波形數據。如果顯示包括在視覺上與其它顯示波形不同的波形，則用戶選擇一種區分開視覺上不同的波形與其它顯示波形的特性。示波器自動地得出在選擇的特性與顯示波形的其它特性之間辨別的、更新的捕獲參量。然後，示波器可以通過使用更新的捕獲參量，來捕獲波形數據，以及根據該波形數據來產生顯示。
文檔編號G09G5/36GK1317695SQ011120
公開日2001年10月17日 申請日期2001年3月27日 優先權日2000年3月27日
發明者K·R·克林曼, S·A·戴維森 申請人:特克特朗尼克公司