本申請涉及數(shù)字示波器，尤其涉及一種數(shù)字示波器頻率響應(yīng)的快速測量方法及數(shù)字示波器。
背景技術(shù)：
：數(shù)字示波器的頻率響應(yīng)是衡量數(shù)字示波器優(yōu)劣的最重要的指標(biāo)之一，主要包含帶寬和帶內(nèi)平坦度。帶寬直接決定了示波器能夠接收的模擬信號的頻率范圍，而良好的帶內(nèi)平坦度是保證信號質(zhì)量的重要前提。傳統(tǒng)的數(shù)字示波器頻率響應(yīng)的測量方法是掃頻法，即通過一個寬帶掃頻信號發(fā)生器連接所述的數(shù)字示波器，通過不斷改變掃頻信號發(fā)生器的輸出信號頻率，讓數(shù)字示波器采集信號并測量出對應(yīng)頻率點的接收幅度數(shù)據(jù)，再通過電腦或人工對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行表格處理，從而繪制出數(shù)字示波器的頻率響應(yīng)曲線。但是，這樣的方法由于要針對多個頻率點分別進(jìn)行測量，使得測量的耗時較長，而且需要進(jìn)行頻率響應(yīng)曲線繪制，使得測試效率較低；另外，這樣的方法對測試儀器的要求較高，使得測試的硬件成本較高，因為現(xiàn)有主流數(shù)字示波器的帶寬為MHz級別以上，高端示波器的帶寬甚至達(dá)GHz級別，若要測試如此高帶寬的數(shù)字示波器，使用的掃頻信號發(fā)生器必須具備更高的帶寬，以及更好的帶內(nèi)平坦度。技術(shù)實現(xiàn)要素：為了克服傳統(tǒng)測量數(shù)字示波器頻率響應(yīng)的方法耗時長、測試效率低的缺點，本申請?zhí)峁┮环N能夠快速測量數(shù)字示波器本身頻率響應(yīng)的方法及數(shù)字示波器。根據(jù)本申請的第一方面，本申請?zhí)峁┮环N數(shù)字示波器頻率響應(yīng)的快速測量方法，其特征在于，包括：獲取外部階躍信號；階躍信號通過數(shù)字示波器通道，得到階躍響應(yīng)；對階躍響應(yīng)進(jìn)行求導(dǎo)，得到所述數(shù)字示波器通道的沖激響應(yīng)；對沖激響應(yīng)進(jìn)行快速傅里葉變換運算，得到所述數(shù)字示波器本身的頻率響應(yīng)結(jié)果。優(yōu)選地，所述階躍信號由任意可產(chǎn)生階躍信號的激勵源產(chǎn)生。優(yōu)選地，所述快速測量方法還包括將測量得到的所述數(shù)字示波器的頻率響應(yīng)圖像直接顯示在所述數(shù)字示波器的自身的顯示屏上。優(yōu)選地，所述快速測量方法還包括將測量得到的所述數(shù)字示波器的頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)存儲在所述數(shù)字示波器自身的存儲器里。根據(jù)本申請的又一方面，本申請?zhí)峁┮环N數(shù)字示波器，其特征在于，包括：示波器階躍響應(yīng)通道，用于接收階躍信號，生成階躍響應(yīng)；測量模塊，用于將階躍響應(yīng)信號進(jìn)行求導(dǎo)運算和快速傅里葉變換，得到所述數(shù)字示波器本身的頻率響應(yīng)結(jié)果。優(yōu)選地，所述快速測量模塊包括：求導(dǎo)運算單元，用于對階躍響應(yīng)信號進(jìn)行求導(dǎo)，得到所述數(shù)字示波器通道的沖激響應(yīng)信號；快速傅里葉變換單元，用于對沖激響應(yīng)信號進(jìn)行快速傅里葉變換運算，得到所述數(shù)字示波器的頻率響應(yīng)結(jié)果。優(yōu)選地，所述數(shù)字示波器還包括顯示屏，用于將測量得到的所述數(shù)字示波器的頻率響應(yīng)圖像直接顯示在所述數(shù)字示波器的自身的顯示屏上。優(yōu)選地，所述數(shù)字示波器還包括存儲器，用于將測量得到的所述數(shù)字示波器的頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)存儲在所述數(shù)字示波器自身的存儲器里。本申請的有益效果是：只需接收外部一個階躍信號作為測試信號，利用數(shù)字示波器本身強大的信號處理功能，進(jìn)行一系列數(shù)學(xué)運算后，就能快速測量地直接得到數(shù)字示波器本身的頻率響應(yīng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，不需要通過一個寬帶掃頻信號發(fā)生器連接數(shù)字示波器，減少了設(shè)備的購置成本，不需要通過不斷改變掃頻信號發(fā)生器的輸出信號頻率測試多個頻點的幅值，也不需要再通過電腦或人工對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行表格處理，來繪制數(shù)字示波器的頻率響應(yīng)曲線，提高了測試速度，方法簡單、直接、方便、效率更高。附圖說明圖1為本申請實施例提供一種數(shù)字示波器頻率響應(yīng)的快速測量方法的流程圖；圖2為本申請實施例提供一種數(shù)字示波器部分結(jié)構(gòu)框圖。具體實施方式下面通過具體實施方式結(jié)合附圖對本申請作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實施例一：請參考圖1，本申請實施例提供一種數(shù)字示波器頻率響應(yīng)的快速測量方法，包括以下步驟：步驟10，獲取外部階躍信號。優(yōu)選地，所述階躍信號由任意可產(chǎn)生階躍信號的激勵源產(chǎn)生。步驟20，階躍信號通過數(shù)字示波器通道得到階躍響應(yīng)。階躍信號發(fā)生器輸出一個單位階躍信號:u(t)=0,t<01,t≥0]]>其中，u(t)為階躍信號，t為時間。根據(jù)信號與系統(tǒng)理論，階躍信號經(jīng)過線性系統(tǒng)得到的輸出稱為該系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，而數(shù)字示波器通道為線性系統(tǒng)，階躍信號經(jīng)過數(shù)字示波器通道后得到階躍響應(yīng)，記作s(t)。所述單位階躍信號的導(dǎo)數(shù)為單位沖激信號，即u′(t)＝δ(t)，單位沖激信號δ(t)具有：∫0-0+δ(t)dt=1,δ(t)=0,t≠0.]]>步驟30，對階躍響應(yīng)進(jìn)行求導(dǎo)，得到所述數(shù)字示波器通道的沖激響應(yīng)。設(shè)一個數(shù)字示波器通道的頻率響應(yīng)為H(f)，所述頻率響應(yīng)為該數(shù)字示波器通道的單位沖激響應(yīng)h(t)的傅立葉變換，記作：于是，階躍響應(yīng)相當(dāng)于階躍信號與沖激響應(yīng)的卷積，即：s(t)＝u(t)*h(t)根據(jù)卷積的微分性質(zhì)，對階躍響應(yīng)，則有，s′(t)＝u′(t)*h(t)＝δ(t)*h(t)＝h(t)從而得到所述數(shù)字示波器通道的沖激響應(yīng)h(t)。步驟40，快速傅里葉變換步驟。對沖激響應(yīng)進(jìn)行快速傅里葉變換運算，得到所述數(shù)字示波器的頻率響應(yīng)結(jié)果。將頻率響應(yīng)結(jié)果直接顯示在數(shù)字示波器的顯示屏上，或存檔于數(shù)字示波器內(nèi)。所述快速傅里葉變換(FFT)是信號處理與數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域里常用的重要的算法，為離散傅里葉變換(DFT)的快速算法，可使算法復(fù)雜度降低，更快地進(jìn)行數(shù)據(jù)運算。在本實施例中，對沖激響應(yīng)信號進(jìn)行快速傅里葉變換運算，即可較快得到運算結(jié)果，即所述數(shù)字示波器的頻率響應(yīng)。本實施例只需采用一個外部階躍信號作為測試信號，利用數(shù)字示波器本身強大的信號處理功能，進(jìn)行求導(dǎo)運算和快速傅里葉變換等運算后，就能快速測量地直接得到數(shù)字示波器本身的頻率響應(yīng)，并將頻率響應(yīng)在數(shù)字示波器的顯示屏上直接顯示，或存檔于數(shù)字示波器內(nèi)，就能快速測量得到示波器本身的頻率響應(yīng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，不需要通過一個寬帶掃頻信號發(fā)生器連接數(shù)字示波器，減少了設(shè)備的購置成本，不需要通過不斷改變掃頻信號發(fā)生器的輸出信號頻率測試多個頻點的幅值，也不需要通過電腦或人工對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行表格處理，來繪制數(shù)字示波器的頻率響應(yīng)曲線，方法簡單、直接、方便、效率更高。實施例二：請參考圖2，本申請實施例提供一種示波器，包括：示波器通道、快速測量模塊、顯示屏和存儲器，快速測量模塊分別與示波器通道、顯示屏和存儲器相連接，其他與頻率響應(yīng)測試無關(guān)的部分未示出。所述示波器通道11用于接收階躍信號，生成階躍響應(yīng)；所述快速測量模塊12用于將階躍響應(yīng)進(jìn)行求導(dǎo)運算和快速傅里葉變換，得到所述數(shù)字示波器的頻率響應(yīng)；所述顯示屏51，用于將測量得到的所述數(shù)字示波器的頻率響應(yīng)圖像直接顯示在所述數(shù)字示波器的自身的顯示屏上；所述存儲器52，用于將測量得到的所述數(shù)字示波器的頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)存儲在所述數(shù)字示波器自身的存儲器里。優(yōu)選地，快速測量模塊12包括：求導(dǎo)運算單元31，用于對階躍響應(yīng)進(jìn)行求導(dǎo)，得到所述數(shù)字示波器通道的沖激響應(yīng)信號；快速傅里葉變換單元41，用于對沖激響應(yīng)信號進(jìn)行快速傅里葉變換運算，得到所述數(shù)字示波器的頻率響應(yīng)。本實施例提供的數(shù)字示波器可對本身的頻率響應(yīng)進(jìn)行快速測量。具體測量過程為，階躍信號通過示波器通道后，得到階躍響應(yīng)，對階躍響應(yīng)信號進(jìn)行求導(dǎo)運算和快速傅里葉變換等運算后，得到數(shù)字示波器本身的頻率響應(yīng)結(jié)果，將頻率響應(yīng)結(jié)果直接顯示在數(shù)字示波器的顯示屏上，或存檔于數(shù)字示波器內(nèi)。只需接收外部一個階躍信號作為測試信號，利用數(shù)字示波器本身強大的信號處理功能，進(jìn)行求導(dǎo)運算和快速傅里葉變換等運算后，就能快速測量地直接得到數(shù)字示波器本身的頻率響應(yīng)，并將頻率響應(yīng)在數(shù)字示波器的顯示屏上直接顯示，或存檔于數(shù)字示波器內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，不需要一個寬帶掃頻信號發(fā)生器來連接數(shù)字示波器，減少了設(shè)備的購置成本，也不需要通過不斷改變掃頻信號發(fā)生器的輸出信號頻率測試多個頻點的幅值，也不需要再通過電腦或人工對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行表格處理，來繪制數(shù)字示波器的頻率響應(yīng)曲線，方法簡單、直接、方便、效率更高。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本申請所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本申請的具體實施只局限于這些說明。對于本申請所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。當(dāng)前第1頁1 2 3