[发明专利]一种可变换垂直刻度数的通道增益校准及显示方法

说明书

本发明公开了一种可变换垂直刻度数的通道增益校准及显示方法，将ADC的量化范围(2^N，N＝ADC的位数)，在去掉最高和最低的部分值之后(临近上下边沿，误差越大)，把整个量化值范围换分为M(M为2的倍数)段，以2^N/2为中心(也就是相当于交流信号的0电平)，使校准信号在量化后的幅度值落在设定的位置，此时得到的通道增益控制字就是要得到的校准数据，最后再计算出每个幅度档中每各ADC的量化值对应的电平刻度以及对应的电平值，并以需要的垂直刻度数进行显示。

技术领域

本发明属于测量仪器技术领域，更为具体地讲，涉及一种可变换垂直刻度数的通道增益校准及显示方法。

背景技术

数据采集系统，主要以模拟信号调理通道、ADC转换器、数据缓冲器及微处理器为核心，输入的被测信号通过模拟通道信号对信号进行调理后，经过ADC转换器将模拟波形转换成数字信号，存储在数字缓冲器中，之后对数据进行分析、解码或显示等后续处理。也就是说，主要包含3个大的步骤：波形信号调理→ADC量化→波形数据显示和处理。

作为数据采集系统，一个重要的工作是对仪器的模拟通道进行增益校准。而校准涉及到采集系统的整个流程。校准的基本思路是输入指定的校准信号，通过模拟通道对输入信号进行调理后，送ADC进行量化，软件端根据量化数据的分析判断信号的幅度是否满足要求，如果不满足要求对模拟通道的增益控制字进行调整，直到量化的幅度在误差范围内为止。

在波形观察显示端，一般将显示区域划分为多格显示。在主流的示波器中，一般在垂直方向划分为8格(DIV)。而随着显示设备的发展，又有划分为10格(DIV)的显示模式。在校准时，一般以当前档位为基准，输入能够占到6格的信号为校准信号。

但在仪器的实际使用情况，采用固定的显示模式(8DIV或10DIV)，总有部分信号的观察效果不佳。若将信号在观察区域所占的垂直高度与整个可视区域之比定义为垂直区域可视比(VAVR，Verticals Area View Ratio)，垂直区域可视比应该越大越好(一般最好小于80％)。图1和表1对不同的显示模式的垂直区域可视比的对比进行了推演。

表1

从以上图表可以看出，在不同的情况下，采用不同的显示模式，其最佳区域显示比是不同的。

为了始终得到最佳的区域显示比，可以采用根据被测信号的幅度，自动或用户手动调整显示模式的方式，以达到最佳的观察效果。

但是，传统的增益定标方法是根据显示模式而确定的(8DIV模式，输入6DIV的信号；10DIV模式，输入8DIV的信号)。如果采用变动垂直显示刻度的方式，必将使传统的校准方式无所适从，或者需要保存多套校准数据。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可变换垂直刻度数的通道增益校准及显示方法，通过对ADC的量化幅度进行定标，来适应不同的显示模式。

为实现上述发明目的，本发明一种可变换垂直刻度数的通道增益校准及显示方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、将ADC的量化值进行分段；

设ADC的给定量化值范围为0～2^N-1，设可变换垂直刻度数的最小值为M；

根据ADC的性能和模拟通道的性能，去掉ADC的量化值最高端和最低端的部分值，保留给定量化值范围的80％，记为可适用量化范围N；

将可适用量化范围N划分为M段，每段包含m个量化字，m＝N÷M，且满足m为整数；

(2)、设置校准判据；