本實用新型涉及示波器領(lǐng)域，具體涉及一種示波器及其交流觸發(fā)耦合系統(tǒng)和數(shù)字芯片。

背景技術(shù)：

在進行現(xiàn)代電子設(shè)計時，工程師在關(guān)注其設(shè)計中的電子信號中特定的信號類型且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時，經(jīng)常需要忽略電子信號中的直流分量。輸入信號中不可避免的直流分量，在示波器中采用交流耦合觸發(fā)功能可以有效的去除觸發(fā)信號中的直流分量，使觸發(fā)信號變得更穩(wěn)定、可靠。

現(xiàn)有技術(shù)方案：如下圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)方案中觸發(fā)信號交流耦合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(ADC)2，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)通道交流耦合電路4抑制掉信號的直流部分，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)交流耦合觸發(fā)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)交流耦合觸發(fā)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示波器及其交流觸發(fā)耦合系統(tǒng)和數(shù)字芯片，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示波器的交流觸發(fā)耦合系統(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，用于濾除所述數(shù)字波形信號中的交流分量，得到直流分量；將所述直流分量與預(yù)設(shè)的數(shù)字觸發(fā)電平相加，得到觸發(fā)電平；將所述觸發(fā)電平與所述數(shù)字波形信號比較，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。

所述的示波器的交流觸發(fā)耦合系統(tǒng)，其中，所述觸發(fā)信號獲取電路包括：

數(shù)字交流過濾模塊，用于濾除模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字波形信號中的交流分量，得到直流分量；

加法器，用于將所述直流分量與預(yù)設(shè)的數(shù)字觸發(fā)電平相加，得到觸發(fā)電平；

數(shù)字比較器，用于將所述觸發(fā)電平與所述數(shù)字波形信號比較，得到觸發(fā)信號；

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端連接數(shù)字交流過濾模塊的輸入端和數(shù)字比較器的第一輸入端，所述數(shù)字交流過濾模塊的輸出端通過加法器連接數(shù)字比較器的第二輸入端。

所述的示波器的交流觸發(fā)耦合系統(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)換器的輸出端還連接降采樣及存儲模塊的輸入端。

所述的示波器的交流觸發(fā)耦合系統(tǒng)，其中，所述觸發(fā)信號獲取電路還包括ADC接口，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端通過所述ADC接口連接降采樣及存儲模塊的輸入端、數(shù)字交流過濾模塊的輸入端和數(shù)字比較器的第一輸入端。

所述的示波器的交流觸發(fā)耦合系統(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。

所述的示波器的交流觸發(fā)耦合系統(tǒng)，其中，所述觸發(fā)信號獲取電路為數(shù)字芯片。

所述的示波器的交流觸發(fā)耦合系統(tǒng)，其中，所述數(shù)字交流過濾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)字交流過濾模塊，用于濾除模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字波形信號中的交流分量，得到直流分量；

加法器，用于將所述直流分量與預(yù)設(shè)的數(shù)字觸發(fā)電平相加，得到觸發(fā)電平；

數(shù)字比較器，用于將所述觸發(fā)電平與所述數(shù)字波形信號比較，得到觸發(fā)信號；

所述數(shù)字交流過濾模塊的輸出端通過加法器連接數(shù)字比較器的第二輸入端。

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，包括如上所述的示波器的交流觸發(fā)耦合系統(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，進而濾除所述數(shù)字波形信號中的交流分量，得到直流分量；將所述直流分量與預(yù)設(shè)的數(shù)字觸發(fā)電平相加，得到觸發(fā)電平；最后將所述觸發(fā)電平與所述數(shù)字波形信號比較，得到觸發(fā)信號，實現(xiàn)了對觸發(fā)信號的直流抑制，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，且不受外界環(huán)境影響，提高了觸發(fā)的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中采用模擬的交流觸發(fā)耦合電路的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本實用新型提供的示波器的交流觸發(fā)耦合系統(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，其包括交流觸發(fā)耦合系統(tǒng)。

請參考圖2，本實用新型提供的示波器的交流觸發(fā)耦合系統(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30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，用于濾除數(shù)字波形信號中的交流分量，得到直流分量；將直流分量與預(yù)設(shè)的數(shù)字觸發(fā)電平相加，得到觸發(fā)電平；將觸發(fā)電平與數(shù)字波形信號比較，得到觸發(fā)信號。進而實現(xiàn)了對觸發(fā)信號的直流抑制，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，且不受外界環(huán)境影響，提高了觸發(fā)的穩(wěn)定性。

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)字交流過濾模塊330、加法器340和數(shù)字比較器350。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、數(shù)字交流過濾模塊330的輸入端以及數(shù)字比較器350的第一輸入端。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、數(shù)字交流過濾模塊330的輸入端以及數(shù)字比較器350的第一輸入端，數(shù)字交流過濾模塊330的輸出端通過加法器340連接數(shù)字比較器350的第二輸入端。

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，將其一分為三，輸出給降采樣及存儲模塊320、數(shù)字交流過濾模塊330和數(shù)字比較器350。

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)字交流過濾模塊330用于濾除模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字波形信號中的交流分量，得到直流分量，并輸出給加法器340。數(shù)字比較器350。數(shù)字交流過濾模塊330包括一個多相濾波器和一個多級抽取低通濾波器。ADC接口310輸出的并行N路數(shù)據(jù)(數(shù)字波形信號)首先經(jīng)過多項濾波器，變成一路濾除高頻成分的數(shù)據(jù)，然后進一步進行多級抽取濾波，以獲得一個符合指標要求的低通信道，且該信道的輸出為直流分量，從而將交流分量濾除，此交流過濾采用常規(guī)的方式，本實用新型不作贅述。

加法器340，用于將直流分量與預(yù)設(shè)的數(shù)字觸發(fā)電平相加，得到觸發(fā)電平，使得觸發(fā)電平與數(shù)字波形信號匹配。即，加法器340一輸入端輸入直流分量，另一輸入端輸入預(yù)設(shè)的數(shù)字觸發(fā)電平。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350用于將觸發(fā)電平與數(shù)字波形信號比較，得到觸發(fā)信號。由于觸發(fā)電平與數(shù)字波形信號均包含直流分量，故數(shù)字比較器350將兩者進行比較后，即可過濾掉數(shù)字波形信號中的直流分量，比較結(jié)果即為高低電平的觸發(fā)信號；觸發(fā)信號即可對應(yīng)產(chǎn)生各種觸發(fā)功能，實現(xiàn)交流觸發(fā)耦合。示波器輸入的模擬信號，其直流分量和交流分量并非固定不變的。本實用新型通過將數(shù)字波形信號分成兩路，一路進行交流濾波并與數(shù)字觸發(fā)電平相加，另一路不變，使得無論直流分量和交流分量如何變化，觸發(fā)電平和數(shù)字波形信號中的直流分量均相同，通過數(shù)字比較器350比較之后即可消除，實現(xiàn)方式簡單可靠。

綜上所述，本實用新型提供的示波器及其示波器的交流觸發(fā)耦合系統(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)交流觸發(fā)耦合，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示波器的交流觸發(fā)耦合系統(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)字交流過濾模塊330、加法器340和數(shù)字比較器350。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、數(shù)字交流過濾模塊330的輸入端和數(shù)字比較器350的第一輸入端，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、數(shù)字交流過濾模塊330的輸入端和數(shù)字比較器350的第一輸入端，數(shù)字交流過濾模塊330的輸出端通過加法器340連接數(shù)字比較器350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，將其一分為三，輸出給降采樣及存儲模塊320、數(shù)字交流過濾模塊330和數(shù)字比較器350。

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)字交流過濾模塊330，用于濾除模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字波形信號中的交流分量，得到直流分量，并輸出給加法器340。數(shù)字比較器350。數(shù)字交流過濾模塊330包括多相濾波器。多相濾波器對數(shù)字波形信號進行數(shù)字低通濾波處理，并計算出直流分量的值，將交流分量濾除，此交流過濾采用常規(guī)的方式，本實用新型不作贅述。

加法器340，用于將直流分量與預(yù)設(shè)的數(shù)字觸發(fā)電平相加，得到觸發(fā)電平，使得觸發(fā)電平與數(shù)字波形信號匹配。即，加法器340一輸入端輸入直流分量，另一輸入端輸入預(yù)設(shè)的數(shù)字觸發(fā)電平。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350，用于將觸發(fā)電平與數(shù)字波形信號比較，得到觸發(fā)信號。由于觸發(fā)電平與數(shù)字波形信號均包含直流分量，故數(shù)字比較器350將兩者進行比較后，即可過濾掉數(shù)字波形信號中的直流分量，比較結(jié)果即為高低電平的觸發(fā)信號；觸發(fā)信號即可對應(yīng)產(chǎn)生各種觸發(fā)功能，實現(xiàn)交流觸發(fā)耦合。

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。