[发明专利]采用大采集存储器高速显示波形的设备和方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及测试和测量仪器领域，而且具体涉及数字存储示波器中信号的采集。

背景技术

现代数字示波器可以采集测试中的电信号并将与所采集的信号对应的数字数据存储为数据记录。这种示波器可以被用于在采集测试中的电信号的同时，显示一个或多个波形。此外，即使测试中电信号的采集已经停止，仍然可以作为示波器的显示器上的波形来观测来自数据记录中预先存储的数字数据。虽然老式的示波器通常采集对应于能够显示的时间量的相对少的数据记录，但是存储器速度、存储器容量以及处理器速度领域的进步使得在本领域中产生了具有改进功能的新式示波器。大多数数字示波器现在被认为具有存储明显地更大量数据记录的能力，该数据记录与比立刻可以合理显示的时间更多的时间相对应。

更大量数据记录的结果是，可以将额外的功能提供给用户。例如，大多数示波器允许用户调节水平或者垂直控制，从而改变显示器上波形的位置。此外，一些示波器允许用户通过波形“卷动”(scroll)-尤其在已经采集了数据记录之后。然而，由于数据记录现在代表了比一次可以显示的时间多得多的时间，因此用户感兴趣的时间间隔可能与全部采集的记录相比要短，而且通过整个数据记录的卷动可能是不切实际的。这使得在发现和分析感兴趣的时间间隔上很困难。而且，全部记录可能包含与正被显示的一个事件不同的其他感兴趣事件。

一些示波器提供了一种搜索特征，以标识数据记录中感兴趣的事件。但是由于存储器容量的快速进步，数据记录的大小继续膨胀，这可能阻碍或者用其他方式减慢常规的搜索技术。此外，这种搜索特征需要与那些用户最熟悉的控制或界面相分离的控制或界面。

当观测短时间周期时，示波器以最大的采样速率对模拟信号进行采样。这些波形的记录长度是短的。例如当以4GS/s的采样速率观测50ns时，记录长度是200个样本。虽然只需要非常少量的样本，但是示波器采集存储器要大得多，例如4千万个样本长度。即使用户仅要求察看50ns的时间，示波器仍可以被设计为总是采集全部4千万个样本。通过采集这种额外的数据，用户可以停止采集过程并随后观测原始50ns时间周期之外的信号部分。这可能是有用的。然而，采集全部记录花费相当大量的时间。以4GS/s采集4千万个样本花费10ms。在这种情况下，波形绘制速率被限制为小于每秒100个波形。

为了获得高的波形吞吐量，用户可以指定较短的记录长度，诸如1000个样本的记录长度。然而，如果用户现在停止采集过程，那么即使示波器具有比1000个样本长得多的采集存储器记录长度，仪器也仅仅已经采集了1000个样本并且将用户限制为观测短的时间周期。由Terrance R.Beale等申请的美国专利申请公布2007/0226406披露了一种将多个(可能是重叠的)较短的波形写入长存储器中的方式。然而，利用这种技术，可能会丢失较短波形之间的信息。

我们希望一种即使在用户要求观测短的时间周期时也采集长记录的方式，同时还以比该长记录采集速率高得多的速率显示波形。

发明内容

一种以高的吞吐量在用户感兴趣的相对短的时间间隔内显示测试中的信号波形的设备和方法，当希望时，为了显示感兴趣的时间间隔之外的波形在大采集存储器内采集测试中的信号。

具体而言，本发明涉及一种波形显示设备，诸如示波器、逻辑分析仪等。在一个实施例中，它包括用于设定用户感兴趣的时间间隔以及触发标准的界面，以及用于接收测试中的信号的输入端。模数转换器与输入端相关联并接收测试中的信号，从而根据测试中的信号产生数字数据。采集存储器存储测试中的信号的数字数据，其中相对于感兴趣的时间间隔的数据，采集存储器可以利用全部存储长度存储相当大量的数据。显示装置显示一个或多个与测试中的信号相关的波形，其中波形可以重叠。触发单元基于触发标准检测测试中的信号中的一个或多个触发事件，从而产生触发事件信息。触发列表存储器基于触发标准将触发事件信息存储为触发列表。控制单元包括诸如CPU等的控制器，用于基于触发列表来定位对应于触发事件的采集存储器中的数字数据，并用显示装置在时间间隔内显示与触发事件相关的波形。

在一个实施例中，触发单元包括数字触发电路并读取采集存储器中存储的测试中的信号的数字数据，以便基于触发标准来检测测试中的信号中一个或多个触发事件，从而将触发事件信息产生为触发列表。

触发列表可以具有可以比用户合理回顾相关波形所需要的更多的多个触发事件信息。在这种情况下，可以基于通过界面设定的前触发和后触发条件消除一些检测触发事件。可选地，可以通过在触发列表中选择触发事件的任意子集来消除一些触发事件。