本實用新型涉及示波器領(lǐng)域，具體涉及一種對觸發(fā)信號進行高頻抑制的系統(tǒng)、數(shù)字芯片和示波器。

背景技術(shù)：

在進行現(xiàn)代電子設(shè)計時，工程師需要經(jīng)常關(guān)注其設(shè)計中電子信號中特定信號類型，比如脈寬、邊沿等等，同時用示波器將其感興趣的事件附近的波形采集出來進行分析，因而保證輸入信號穩(wěn)定觸發(fā)是非常必要的。輸入信號中不可避免的存在著噪聲，會導(dǎo)致誤觸發(fā)。在示波器中采用觸發(fā)耦合功能可以有效的去除觸發(fā)信號中的干擾與噪聲，使觸發(fā)信號變得更穩(wěn)定、可靠。

現(xiàn)有技術(shù)方案：如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)方案中觸發(fā)信號高頻抑制功能是使用模擬電路來實現(xiàn)的。模擬通道輸入的信號分為兩部分，一部分通過波形通道放大及耦合電路1后送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC2，然后再送到數(shù)字芯片3進行采集、處理、顯示；另外一部分通過觸發(fā)通道高頻抑制電路4(通過控制實現(xiàn)高頻觸發(fā)抑制功能)，后送給模擬比較器5產(chǎn)生觸發(fā)信號，送給數(shù)字芯片3產(chǎn)生各種觸發(fā)功能。

然而，采用模擬器件或者電路實現(xiàn)高頻觸發(fā)抑制功能，需要額外的模擬元器件，增加單板面積，將提高硬件成本；采用模擬器件實現(xiàn)高頻觸發(fā)抑制功能，必須使用模擬觸發(fā)，易受外界環(huán)境影響，放大觸發(fā)抖動。

因此，現(xiàn)有技術(shù)有待改進和提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請?zhí)峁┮环N對觸發(fā)信號進行高頻抑制的系統(tǒng)、數(shù)字芯片和示波器，采用數(shù)字觸發(fā)，不受外界環(huán)境影響，提高了觸發(fā)的穩(wěn)定性。

根據(jù)本實用新型的第一方面，本實用新型提供一種對觸發(fā)信號進行高頻抑制的系統(tǒng)，包括：

模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將模擬波形信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字波形信號；

觸發(fā)信號獲取電路，用于對所述數(shù)字波形信號進行數(shù)字低通濾波處理，將低通濾波后的數(shù)字波形信號與預(yù)設(shè)的數(shù)字觸發(fā)電平比較，得到觸發(fā)信號；

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與觸發(fā)信號獲取電路的輸入端連接。

所述的對觸發(fā)信號進行高頻抑制的系統(tǒng)，其中，所述觸發(fā)信號獲取電路包括：

數(shù)字高頻觸發(fā)抑制模塊，用于對模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字波形信號進行數(shù)字低通濾波處理；

數(shù)字比較器，用于將所述數(shù)字高頻觸發(fā)抑制模塊進行低通濾波后的數(shù)字波形信號與預(yù)設(shè)的數(shù)字觸發(fā)電平比較，得到觸發(fā)信號；

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端連接降采樣及存儲模塊的輸入端和數(shù)字高頻觸發(fā)抑制模塊的輸入端，所述數(shù)字高頻觸發(fā)抑制模塊的輸出端連接數(shù)字比較器。

所述的對觸發(fā)信號進行高頻抑制的系統(tǒng)，其中，所述觸發(fā)信號獲取電路還包括降采樣及存儲模塊，所述降采樣及存儲模塊用于對模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字波形信號進行降采樣和/或存儲；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端連接降采樣及存儲模塊的輸入端。

所述的對觸發(fā)信號進行高頻抑制的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)還包括：

輸入通道，用于接收并傳輸模擬信號；

波形通道放大及耦合電路，用于將所述模擬信號進行放大和耦合；

所述輸入通道的輸出端與所述波形通道放大及耦合電路的輸入端相連，所述波形通道放大及耦合電路的輸出端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端。

所述的對觸發(fā)信號進行高頻抑制的系統(tǒng)，其中，所述觸發(fā)信號獲取電路為數(shù)字芯片。

所述的對觸發(fā)信號進行高頻抑制的系統(tǒng)，其中，所述數(shù)字高頻觸發(fā)抑制模塊包括多相濾波器。

根據(jù)本實用新型的第二方面，本實用新型提供一種數(shù)字芯片，包括：

數(shù)字高頻觸發(fā)抑制模塊，用于對接收的數(shù)字波形信號進行數(shù)字低通濾波處理；

數(shù)字比較器，用于將所述數(shù)字高頻觸發(fā)抑制模塊進行低通濾波后的數(shù)字波形信號與預(yù)設(shè)的數(shù)字觸發(fā)電平比較，得到觸發(fā)信號；

所述數(shù)字高頻觸發(fā)抑制模塊進行。

所述的數(shù)字芯片，其中，所述數(shù)字芯片還包括用于對接收的數(shù)字波形信號進行降采樣和/或存儲的降采樣及存儲模塊。

根據(jù)本實用新型的第三方面，本實用新型提供一種示波器，包括如上所述的對觸發(fā)信號進行高頻抑制的系統(tǒng)，或者，包括如上所述的數(shù)字芯片。

本實用新型的有益效果：本實用新型通過先將模擬波形信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字波形信號，進而通過低通濾波以進行高頻抑制，最后通過與預(yù)設(shè)的數(shù)字觸發(fā)電平比較得到觸發(fā)信號，實現(xiàn)了對觸發(fā)信號的高頻抑制，而且采用的是數(shù)字觸發(fā)，減少了模擬元器件或者模擬電路，節(jié)省了成本，數(shù)字方式實現(xiàn)低通濾波，數(shù)字觸發(fā)，不受外界環(huán)境影響，濾波器帶寬可調(diào)，提高了觸發(fā)的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中對觸發(fā)信號進行高頻抑制的電路的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本實用新型提供的對觸發(fā)信號進行高頻抑制的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

在本實用新型實施例中，通過提供一種示波器，其包括觸發(fā)信號進行高頻抑制的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)先將示波器的信號通道輸入的模擬波形信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字波形信號，進而通過低通濾波以進行高頻抑制，最后通過與預(yù)設(shè)的數(shù)字觸發(fā)電平比較得到觸發(fā)信號，實現(xiàn)了對觸發(fā)信號的高頻抑制，而且采用的是數(shù)字觸發(fā)，減少了模擬元器件或者模擬電路，節(jié)省了成本，數(shù)字方式實現(xiàn)低通濾波，數(shù)字觸發(fā)，不受外界環(huán)境影響，提高了觸發(fā)的穩(wěn)定性。

請參考圖1，本實用新型提供的對觸發(fā)信號進行高頻抑制的系統(tǒng)，包括：波形通道放大及耦合電路10、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)20和觸發(fā)信號獲取電路30。波形通道放大及耦合電路10的輸入端連接示波器的信號通道，接收信號通道輸入的模擬信號，波形通道放大及耦合電路10的輸出端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器20的輸入端；模數(shù)轉(zhuǎn)換器20的輸出端連接觸發(fā)信號獲取電路的輸入端。

波形通道放大及耦合電路10，用于接收示波器信號通道輸出的模擬信號，將所述模擬信號進行放大和耦合。

模數(shù)轉(zhuǎn)換器20，用于將波形通道放大及耦合電路10輸出的模擬波形信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字波形信號，并將所述數(shù)字波形信號輸出給觸發(fā)信號獲取電路30。

觸發(fā)信號獲取電路30，用于對所述數(shù)字波形信號進行數(shù)字低通濾波處理，將低通濾波后的數(shù)字波形信號與預(yù)設(shè)的數(shù)字觸發(fā)電平比較，得到觸發(fā)信號。本實施例中，觸發(fā)信號獲取電路30為數(shù)字芯片，具體為現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)和專用集成電路(ASIC)中的一種。

進一步的，觸發(fā)信號獲取電路30包括ADC接口310、降采樣及存儲模塊320、數(shù)字高頻觸發(fā)抑制模塊330和數(shù)字比較器340。模數(shù)轉(zhuǎn)換器20的輸出端連接降采樣及存儲模塊320的輸入端和數(shù)字高頻觸發(fā)抑制模塊330的輸入端，具體的，ADC接口310的輸入端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器20的輸出端，ADC接口310的輸出端連接降采樣及存儲模塊320的輸入端和數(shù)字高頻觸發(fā)抑制模塊330的輸入端，數(shù)字高頻觸發(fā)抑制模塊330的輸出端連接數(shù)字比較器340的一輸入端，數(shù)字比較器340的另一輸入端輸入數(shù)字觸發(fā)電平。

數(shù)字芯片的ADC接口310接收到的來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器20的數(shù)字波形信號后，將其一分為二，輸出給降采樣及存儲模塊320和數(shù)字高頻觸發(fā)抑制模塊330。

降采樣及存儲模塊320用于對模數(shù)轉(zhuǎn)換器20輸出的數(shù)字波形信號進行降采樣和/或存儲，用做后續(xù)的顯示及測試處理。

數(shù)字高頻觸發(fā)抑制模塊330用于對模數(shù)轉(zhuǎn)換器20輸出的數(shù)字波形信號進行數(shù)字低通濾波處理，并輸出給數(shù)字比較器340。數(shù)字高頻觸發(fā)抑制模塊330包括多相濾波器。由于采用數(shù)字濾波，使得濾波器帶寬可調(diào)。假設(shè)用一個N階的有限沖擊響應(yīng)濾波器(FIR)對D路并行的數(shù)據(jù)流進行處理時，所需要的乘法數(shù)量為N*D。數(shù)字芯片內(nèi)部的資源是有限的，當(dāng)FIR階數(shù)較高或者是并行處理的數(shù)據(jù)路數(shù)D較多時，需要消耗大量的乘法器，因此從資源的角度來說，直接對ADC輸出的高速數(shù)據(jù)流是很難實現(xiàn)的。本實用新型采用多相濾波器把一個N階的濾波器分解為等效的D個N/D階濾波器，等效于將一個N階濾波器運算分解為D個N/D階濾波器并行運算，這樣可以將低通濾波器的階數(shù)設(shè)計得非常高，一方面是解決運算量的問題，另一方面也能達到較好的額濾波器效果。

數(shù)字比較器340用于將低通濾波后的數(shù)字波形信號與預(yù)設(shè)的數(shù)字觸發(fā)電平比較，得到觸發(fā)信號。所述數(shù)字觸發(fā)電平根據(jù)需求預(yù)先設(shè)置，數(shù)字比較器340在濾波后的數(shù)字波形信號高于數(shù)字觸發(fā)電平時，比較結(jié)果是高電平；當(dāng)濾波后的數(shù)字波形信號低于數(shù)字觸發(fā)電平的時候，比較結(jié)果是低電平，比較結(jié)果組成的信號即為觸發(fā)信號；觸發(fā)信號即可對應(yīng)產(chǎn)生各種觸發(fā)功能。

綜上所述，本實用新型提供的示波器及其對觸發(fā)信號進行高頻抑制的系統(tǒng)，減少了模擬元器件或者模擬電路，節(jié)省了成本；采用數(shù)字方式實現(xiàn)低通濾波，濾波器帶寬可調(diào)；數(shù)字觸發(fā)，無需校準，無溫漂；可解決傳統(tǒng)示波器在低斜率下無觸發(fā)或觸發(fā)不穩(wěn)定的問題。

基于上述實施例提供的示波器及其對觸發(fā)信號進行高頻抑制的系統(tǒng)，本實用新型還提供一種數(shù)字芯片，該數(shù)字芯片即為上述實施例中的數(shù)字芯片，其包括ADC接口310、降采樣及存儲模塊320、數(shù)字高頻觸發(fā)抑制模塊330和數(shù)字比較器340。外部模數(shù)轉(zhuǎn)換器20的輸出端連接降采樣及存儲模塊320的輸入端和數(shù)字高頻觸發(fā)抑制模塊330的輸入端，具體的，ADC接口310的輸入端用于連接外部模數(shù)轉(zhuǎn)換器20的輸出端，ADC接口310的輸出端連接降采樣及存儲模塊320的輸入端和數(shù)字高頻觸發(fā)抑制模塊330的輸入端，數(shù)字高頻觸發(fā)抑制模塊330的輸出端連接數(shù)字比較器340的輸入端。

數(shù)字芯片的ADC接口310接收到的來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器20的數(shù)字波形信號后，將其一分為二，輸出給降采樣及存儲模塊320和數(shù)字高頻觸發(fā)抑制模塊330。

降采樣及存儲模塊320，用于對模數(shù)轉(zhuǎn)換器20輸出的數(shù)字波形信號進行降采樣和/或存儲，用做后續(xù)的顯示及測試處理。

數(shù)字高頻觸發(fā)抑制模塊330，用于對模數(shù)轉(zhuǎn)換器20輸出的數(shù)字波形信號進行數(shù)字低通濾波處理，并輸出給數(shù)字比較器340。數(shù)字高頻觸發(fā)抑制模塊330包括多相濾波器。由于采用數(shù)字濾波，使得濾波器帶寬可調(diào)。假設(shè)用一個N階的有限沖擊響應(yīng)濾波器(FIR)對D路并行的數(shù)據(jù)流進行處理時，所需要的乘法數(shù)量為N*D。數(shù)字芯片內(nèi)部的資源是有限的，當(dāng)FIR階數(shù)較高或者是并行處理的數(shù)據(jù)路數(shù)D較多時，需要消耗大量的乘法器，因此從資源的角度來說，直接對ADC輸出的高速數(shù)據(jù)流是很難實現(xiàn)的。本實用新型采用多相濾波器把一個N階的濾波器分解為等效的D個N/D階濾波器，等效于將一個N階濾波器運算分解為D個N/D階濾波器并行運算，這樣可以將低通濾波器的階數(shù)設(shè)計得非常高，一方面是解決運算量的問題，另一方面也能達到較好的額濾波器效果。

數(shù)字比較器340，用于將低通濾波后的數(shù)字波形信號與預(yù)設(shè)的數(shù)字觸發(fā)電平比較，得到觸發(fā)信號。所述數(shù)字觸發(fā)電平根據(jù)需求預(yù)先設(shè)置，數(shù)字比較器340在濾波后的數(shù)字波形信號高于數(shù)字觸發(fā)電平時，比較結(jié)果是高電平；當(dāng)濾波后的數(shù)字波形信號低于數(shù)字觸發(fā)電平的時候，比較結(jié)果是低電平，比較結(jié)果組成的信號即為觸發(fā)信號；觸發(fā)信號即可對應(yīng)產(chǎn)生各種觸發(fā)功能。

由此，數(shù)字芯片通過內(nèi)部實現(xiàn)高頻觸發(fā)抑制功能，適用范圍廣，且采用多項濾波技術(shù)實現(xiàn)低通濾波功能，減少數(shù)字芯片實現(xiàn)普通低通濾波功能所需的乘法器數(shù)量，達到更好的濾波效果。

以上應(yīng)用了具體個例對本實用新型進行闡述，只是用于幫助理解本實用新型，并不用以限制本實用新型。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型的思想，還可以做出若干簡單推演、變形或替換。