專利名稱：用于數(shù)字示波器的測量標(biāo)記的制作方法
在此引入以下申請和專利作為參考2000年11月21日授權(quán)的U.S.專利號6151010；2001年2月27日授權(quán)的U.S.專利號6195617；2001年5月31日提交的U.S.臨時申請序列號60/294921；和2001年11月16日提交的U.S.申請序列號09/988420。
背景技術(shù)：
本發(fā)明通常涉及用于顯示示波器上各種波形參數(shù)的測量標(biāo)記的方法和裝置。
傳統(tǒng)地，數(shù)字存儲示波器(DSO)捕獲電子信號(波形)并允許用戶在時間(X-軸)-幅度(Y-軸)顯示中觀察被捕獲信號的軌跡。除了顯示信號的軌跡之外，DSO能在捕獲的波形上執(zhí)行數(shù)學(xué)處理。該處理能用于轉(zhuǎn)換整個波形或確定捕獲信號的某種屬性(特征、參數(shù)、測量)。傳統(tǒng)上，這些屬性作為與特定信號軌跡有關(guān)的單個值顯示在DSO屏幕上。典型地，利用各種顯示菜單來控制和/或預(yù)選擇該處理。
當(dāng)分析特定捕獲信號的單個特征(例如，信號的上升沿)時，顯示處理值的能力是重要的工具。然而，為分析大量的特征和/或波形，該簡單的顯示方法經(jīng)常導(dǎo)致信息太多以至于不能被有效顯示。而且，目前DOS能執(zhí)行許多復(fù)雜的處理操作。因為這樣，存在信息顯示過載問題，并且這些操作的大多數(shù)經(jīng)常不能簡單地作為選項提供給用戶。
發(fā)明概述因此，需要存在一種能力，以在波形上執(zhí)行多個復(fù)雜的處理操作，并將該結(jié)果有效地顯示給用戶。優(yōu)選地，該問題的解決方案應(yīng)當(dāng)是成本效能可取的并且易于實施。
最近，將圖形用戶接口結(jié)合到數(shù)字示波器中以及在支持多任務(wù)后臺處理的操作系統(tǒng)中的發(fā)展允許在獲得的波形上的實際處理和多參數(shù)測量的顯示。
因此，本發(fā)明的目的是提供用于在示波器上顯示各種波形參數(shù)的測量標(biāo)記的方法和裝置。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例提供了在示波器上顯示用于各種波形參數(shù)的測量標(biāo)記的示波器裝置。該示波器裝置具有用于獲得波形的采集單元。處理器被用于處理波形并由此獲得多個測量。再現(xiàn)器(renderer)顯示波形和分別表示多個測量的大量標(biāo)記。在該裝置上的用戶接口可用來選擇一個標(biāo)記。然后，再現(xiàn)器在顯示器上顯示對應(yīng)于所選標(biāo)記的測量。
本發(fā)明的另一個方面在于多個測量可以包括來自已處理波形的直方圖、跟蹤測量、和/或趨勢測量。每個標(biāo)記是能提供相應(yīng)測量的實況預(yù)覽的微縮再現(xiàn)。該測量可以由該裝置的操作員預(yù)先確定，和/或從存儲的測量組中選擇。另外，可以在顯示器的儀表板部分中顯示該標(biāo)記。
第二實施例提供在示波器裝置上顯示各種波形參數(shù)的測量標(biāo)記的方法。該方法包括以下步驟獲取波形，處理該波形以獲得多個測量，在顯示器上顯示該波形和多個分別表示測量的標(biāo)記，從多個標(biāo)記中選擇一個，以及在顯示器上顯示與所選擇的標(biāo)記相對應(yīng)的測量。
在第二實施例，多個測量可以包括來自已處理波形的直方圖，跟蹤測量，和/或趨勢測量。每個標(biāo)記是可以提供相應(yīng)測量的實況預(yù)覽的微縮再現(xiàn)。該測量可由裝置的操作員預(yù)先確定和/或從存儲的測量組中選擇。另外，可以在顯示器的儀表板部分中顯示該標(biāo)記。
根據(jù)說明書和附圖，本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點將更加清楚和明顯。
附圖描述為了更全面地理解本發(fā)明，參考以下描述和附圖，其中

圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明而構(gòu)造的示波器中功能性連接的系統(tǒng)框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的具有包含標(biāo)記的測量儀表板的示波器顯示器的圖像；圖3是示波器顯示器的圖像，該顯示器顯示了沿著每個軸具有疊加的直方圖的函數(shù)軌跡；圖4描繪了根據(jù)本發(fā)明的各種類型的測量，該測量可以作為標(biāo)記被顯示；和圖5描繪了可以為直方圖而設(shè)置的參數(shù)。
優(yōu)選實施例的詳細描述根據(jù)本發(fā)明的裝置和方法的優(yōu)選實施例將參考附圖進行描述。
本發(fā)明涉及數(shù)字示波器，其已擴充了獲得和顯示作為標(biāo)記的波形測量的能力。在該優(yōu)選實施例中，示波器是數(shù)字存儲類示波器，其獲得并處理波形，由此獲得多個測量。這些測量典型地是直方圖、跟蹤測量、和/或趨勢測量。該示波器顯示波形和多個標(biāo)記，該標(biāo)記分別表示在不同處理點上的測量。在分析由DSO獲得的波形時，這些測量提供了強大的工具。盡管類似的測量可通過其他DSO經(jīng)復(fù)雜的處理和顯示過程來產(chǎn)生，但是由于各種原因，許多用戶從未設(shè)法發(fā)現(xiàn)這些工具的力量。本發(fā)明提供以清楚和明確的方式直接迅速地訪問在示波器顯示器上的這些測量，并且定義實施這些測量的直接方式。
圖1描繪了可以實施本發(fā)明的示波器操作的概念化視圖。從左到右顯示了數(shù)據(jù)的流動，并且從上到下顯示了由用戶自動或手動提供的控制序列。如圖1所示，本發(fā)明的示波器可以獲得多個模擬采集信號C1。根據(jù)提供的、依次由采集控制模塊2112控制的各種探針和其他采集硬件2110來獲得這些采集信號。根據(jù)由用戶通過用戶接口2115提供的各種控制變量2120將各種采集控制處理施加到所獲得的波形上。之后，提供各種結(jié)果數(shù)據(jù)給預(yù)處理系統(tǒng)2125，并從預(yù)處理系統(tǒng)2125輸出，并依次在使用用戶定義的控制變量2120的各種后處理功能2130中起作用，產(chǎn)生處理后的數(shù)據(jù)(結(jié)果數(shù)據(jù))2135。然后在步驟2140中，根據(jù)控制變量2120，輸出和/或輸入后處理數(shù)據(jù)，這對于系統(tǒng)2145的進一步處理是必需的。完成處理之后，轉(zhuǎn)換各種處理后的數(shù)據(jù)，以便步驟2150中在顯示設(shè)備2155上顯示。
圖2顯示了諸如圖1所述的實施本發(fā)明的示波器的典型顯示屏幕40。在顯示器10的上三行中顯示了波形軌跡。測量值的儀表板20顯示在顯示器的中央。用于儀表板中每個測量的標(biāo)記50被顯示。每個標(biāo)記是相應(yīng)測量的微縮再現(xiàn)，并可以是靜態(tài)的、周期更新的，或者是實際測量數(shù)據(jù)的實時(實況)預(yù)覽。
在實時模式中，該標(biāo)記是測量結(jié)果(對參數(shù)的統(tǒng)計)的“實況預(yù)覽”，該測量結(jié)果在后臺由示波器進行處理。在這個意義上，該標(biāo)記不是被圖像的固定序列激活，而是被實際的統(tǒng)計信息激活。測量結(jié)果被收集并存儲在結(jié)果表中，而不管操作員是否要求查看該統(tǒng)計。每個測量(諸如直方圖)作為“單元”存儲在結(jié)果表中。
由結(jié)果表中的單元的大小來確定標(biāo)記的再現(xiàn)(顯示)。當(dāng)然，某些測量(例如，直方圖)具有任意標(biāo)度和直方圖格(bin)的數(shù)量。例如，典型的直方圖可具有60個直方圖格，且標(biāo)度在若干任意總數(shù)(5、50和500測量)上被自動確定。
再次參考圖2，在顯示器底三行顯示了用于設(shè)置需要被示波器執(zhí)行的測量的測量窗30。例如，在測量窗中的單選按鈕可用于設(shè)置統(tǒng)計模式，要顯示的測量，和該標(biāo)記是否是測量的實況預(yù)覽或僅僅是靜態(tài)再現(xiàn)。另外，從測量窗30可訪問各種其他窗口(P1-P8)以設(shè)置和定義測量。而且，用戶可預(yù)先確定和存儲測量組。
用戶可以僅通過用光標(biāo)點擊來選擇在儀表板上顯示的一個標(biāo)記，以便以全尺寸在顯示器上顯示相應(yīng)的測量。例如，如果選擇了直方圖標(biāo)記，則可以顯示全尺寸直方圖來代替一個或多個軌跡。替代地，直方圖可沿著任一(或兩個)軌跡軸而被疊和，如圖3所示。進一步，用戶可以僅將光標(biāo)放置在標(biāo)記上來顯示彈出菜單，該菜單允許操作員改變/設(shè)置該標(biāo)記和/或測量(例如，將測量標(biāo)記改為對數(shù)標(biāo)度)。
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的示波器顯示器的一個例子，其中已經(jīng)選擇了直方圖測量的標(biāo)記，以使當(dāng)前直方圖被疊加在波形軌跡的X和Y軸上。在屏幕的底部顯示了用于采樣時間的直方圖220，并且在屏幕的右邊垂直顯示了幅度直方圖222。如圖所示，當(dāng)信號的總數(shù)更多時，直方圖變得更大。
如前所述，標(biāo)記被典型地顯示用于直方圖、跟蹤測量、和/或趨勢測量。然而，對示波器來說，標(biāo)記可被顯示用于任何可能的測量，包括上升時間、下降時間、幅度、周期、頻率、寬度、頂點、底部、峰值到峰值、最大值、最小值、占空因數(shù)、超過閾值的時間、低于閾值的時間、δ周期(相鄰循環(huán)周期間的差值)、某個電平上的δ時間、數(shù)據(jù)(波形的縱向值)等。圖4顯示了一組典型的能被顯示的測量類型。
直方圖被用于從視覺上和圖形上加強操作員對測量參數(shù)分布的理解。直方圖能識別波形中統(tǒng)計分布的類型，從而有助于確定信號的狀態(tài)是否如預(yù)期那樣。在直方圖中也能發(fā)現(xiàn)與噪音(或其他稀少的，不重復(fù)的資源)有關(guān)的分布尾值或極值。還顯示出頻率或幅度，其有助于識別和量化抖動和噪音，以便被其他處理操作刪除。
直方圖以圖表表示一組參數(shù)值的統(tǒng)計分布。矩形柱狀圖被分為間隔，或直方圖格。圖中每個柱的高度與包含在每個直方圖格中的數(shù)據(jù)點的數(shù)量成比例。在直方圖格中(和在它們表示的波形的區(qū)域中)的點越多，柱就越高。
圖5顯示了一些參數(shù)的范例，這些參數(shù)可被設(shè)置用于直方圖。如圖5所示，用戶可以控制水平標(biāo)度910，垂直標(biāo)度920和各種其他定義的直方圖特征930。
跟蹤和趨勢測量是顯現(xiàn)測量的進展和演變的途徑。跟蹤測量得到從初始測量中計算出的參數(shù)，并同時顯示在相同的時間軸上。這允許操作員將在獲得的參數(shù)中發(fā)現(xiàn)的特征直接與信號的初始測量進行相關(guān)。趨勢測量以線圖的形式顯現(xiàn)參數(shù)在時間上的演變。該圖的垂直軸是參數(shù)值；它的水平軸是獲得值的順序。替代地，該水平軸能以時間為單位。
盡管已經(jīng)使用專用術(shù)語描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但這樣的描述僅用于解說，并且應(yīng)當(dāng)理解在不脫離以下權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，可以進行改動和變化。
權(quán)利要求
1.一種示波器裝置，包括用于獲取波形的采集單元；用于處理所述波形以獲得多個測量的處理器；用于在顯示器上顯示所述波形和分別表示多個測量的多個標(biāo)記的再現(xiàn)器，所述多個標(biāo)記中的每一個都是相應(yīng)測量的微縮再現(xiàn)；和用于選擇所述多個標(biāo)記之一的用戶接口，所述再現(xiàn)器將對應(yīng)于所選標(biāo)記的測量顯示在顯示器上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的示波器裝置，其中所述多個測量至少包括已處理波形的直方圖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的示波器裝置，其中所述多個測量至少包括已處理波形的跟蹤測量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的示波器裝置，其中所述多個測量至少包括已處理波形的趨勢測量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的示波器裝置，其中所述微縮再現(xiàn)提供相應(yīng)測量的實況預(yù)覽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的示波器裝置，其中由用戶預(yù)先確定所述多個測量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的示波器裝置，其中從存儲的由用戶預(yù)先確定的測量組中選擇所述多個測量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的示波器裝置，其中在顯示器的儀表板中顯示所述多個標(biāo)記。
9.一種在示波器裝置上顯示測量的方法，包括以下步驟a)獲取波形；b)處理所述波形以獲得多個測量；c)在顯示器上顯示所述波形和分別表示這些測量的多個標(biāo)記，所述多個標(biāo)記中的每一個都是相應(yīng)測量的微縮再現(xiàn)；d)選擇所述多個標(biāo)記之一；以及e)在顯示器上顯示對應(yīng)于所選標(biāo)記的測量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述多個測量至少包括已處理波形的直方圖。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述多個測量至少包括已處理波形的跟蹤測量。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述多個測量至少包括已處理波形的趨勢測量。
13.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述微縮再現(xiàn)提供相應(yīng)測量的實況預(yù)覽。
14.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中由用戶預(yù)先確定所述多個測量。
15.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中從存儲的由用戶預(yù)先確定的測量組中選擇所述多個測量。
16.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中在顯示器的儀表板中顯示所述多個標(biāo)記。
17.一種示波器裝置，包括用于獲取波形的采集裝置；用于處理所述波形以獲得多個測量的處理裝置；用于在顯示器上顯示所述波形和分別表示多個測量的多個標(biāo)記的再現(xiàn)裝置，所述多個標(biāo)記中的每一個都是相應(yīng)測量的微縮再現(xiàn)；和用于選擇所述多個標(biāo)記中的一個的選擇裝置；所述再現(xiàn)裝置將對應(yīng)于所選標(biāo)記的測量顯示在顯示器上。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的示波器裝置，其中所述微縮再現(xiàn)提供相應(yīng)測量的實況預(yù)覽。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的示波器裝置，其中由用戶預(yù)先確定所述多個測量。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的示波器裝置，其中從存儲的由用戶預(yù)先確定的測量組中選擇所述多個測量。
21.根據(jù)權(quán)利要求17的示波器裝置，其中在顯示器的儀表板中顯示所述多個標(biāo)記。
全文摘要
用于作為示波器上的標(biāo)記顯示波形測量的方法和裝置。通過本發(fā)明的示波器可以獲得多個模擬采集信號C1。根據(jù)所提供的、依次由采集控制模塊(2112)控制的各種探針和其他采集硬件(2110)可獲得這些采集信號。根據(jù)所提供的各種控制變量(2120)，用戶通過用戶接口(2115)對獲得的波形施加各種采集控制處理。提供各種結(jié)果數(shù)據(jù)給預(yù)處理系統(tǒng)(2125)，并且此后從預(yù)處理系統(tǒng)(2125)輸出，依次在各種后處理功能(2130)中起作用，產(chǎn)生處理數(shù)據(jù)(2135)，其中所述后處理功能使用了用戶定義的控制變量(2120)。然后在步驟(2140)中根據(jù)控制變量(2120)，輸出和/或輸入已被后處理的數(shù)據(jù)，其對于系統(tǒng)(2145)的進一步處理是必需的。處理完成之后，在步驟(2150)中，各種已處理的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換用于在顯示設(shè)備(2155)上顯示。
文檔編號G01R13/20GK1630885SQ02824866
公開日2005年6月22日 申請日期2002年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月11日
發(fā)明者M·T·米勒, A·卡克 申請人:勒克羅伊公司