[发明专利]基于死区时间测量的平均波形捕获率测试方法

说明书

技术领域

本发明属于数字示波器技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于死区时间测量的平均波形捕获率测试方法。

背景技术

在时域测试领域中，数字存储示波器的应用越来越广泛。其中，波形捕获率是衡量其数据采集性能的一个重要指标。在国家标准GB/T 15289-2009《数字存储示波器通用规范》中将波形捕获率定义为“单位时间内示波器所能捕获并显示的波形幅数(wfms/s)”，它表达了单位时间内采集系统所获取并显示的信息量的大小。波形捕获率越高，表示示波器对偶发事件的捕获能力越强。

图1是数字示波器波形采集与处理示意图。如图1所示，由于系统微处理器参与了上一次采集波形数据的处理，在两次采集之间形成了一段时间的采集死区，这段时间被称为死区时间，它是数据采集系统从一次采集结束到下一次采集开始之前的时间间隔。死区时间内采集系统将丢失波形的信息。

数字三维示波器与一般的数字存储示波器的区别在于它显示的是波形的三维信息：时间、幅度以及随时间变化的幅值分布情况。虽然减小了示波器的死区时间，但是不管死区有多短，对于数字三维示波器来说它的存在是必然的。而对于强调捕获细节的数字三维示波器来说，最大波形捕获率也是一项重要的指标，波形捕获率的高低决定这个示波器对信号信息捕捉的程度。因此，对数字示波器的波形捕获率进行测试时十分必要的。

目前已有外特性测试数字存储示波器波形捕获率的方法，即2011年06月01日授权公告的、公告号为CN 101281224B、名称为“数字示波器波形捕获率的测试方法”，改方法也称为“双脉冲测试法”，填补了波形捕获率测试方法的空白。但是这种方法仅能够测量出数字存储示波器的瞬态波形捕获率，测量结果反映的是被测时间点波形捕获率的实际情况。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于死区时间测量的平均波形捕获率测试方法，通过测量平均的波形死区时间，从而得到数字三维示波器的平均波形捕获率。

为实现上述发明目的，本发明基于死区时间测量的平均波形捕获率测试方法，包括以下步骤：

S1：生成斜坡信号或对称三角波信号作为测试基础信号，测试基础信号的持续时间为T，测试基础信号的最大幅值与最小幅值的差值记为S；

S2：生成触发信号，其频率g超过被测数字三维示波器标称的最大波形捕获率；

S3：根据测试基础信号和触发信号对数字三维示波器进行触发参数设置：边沿触发类型、正常触发方式、触发源为触发信号的输入通道；并设置数字三维示波器的水平刻度到最快实时采样档或给定的最高波形捕获率状态，其对应的捕获时间记为h；显示方式为点显示、无限余辉；存储深度为最小值；

S4：分别采用延迟时间τ_k对测试基础信号进行延时，得到K个测试信号，其中，k的取值范围为1≤k≤K，K表示测试信号的数量。并且τ_k+1＞τ_k，对于每个测试信号，分别按照以下步骤得到对应的若干个死区时间：

向数字三维示波器同时输入触发信号和测试信号，数字三维示波器在触发信号的作用下，以最高波形捕获率对测试信号进行采集；经过预设的测试时间τ_k+T后，触发信号关闭，测量数字三维示波器显示的每个捕获波形的垂直起始电压，将相同斜率的波形作为一组，按照垂直方向的顺序将各个波形的垂直起始电压记为其中i表示测试信号的分段序号，i取值范围为1≤i≤M，M表示捕获波形的分组数，j表示第i段捕获的第j个波形；计算两个相邻捕获波形的死区时间

S5：汇总记录所有测试信号得到的死区时间，得到死区时间集合D＝{D₁,D₂,…,D_Q}，Q表示死区时间的数量；然后计算所有捕获波形的平均死区时间D，计算公式为：

S6：计算数字示波器的平均捕获率W，计算公式为：