一种多通道准同步的触发装置及方法

1.本发明属于示波器技术领域，更为具体地讲，涉及一种多通道准同步的触发装置及方法。

背景技术：

2.在现代电子技术领域，示波器作为最为广泛被应用的时域测试仪器有着不可替代的地位。它可以将无法直接分析的信号转换成输入电信号的幅度和时间的变化关系，并作一些数据处理，使得研究人员便于分析输入信号的变化细节和捕获异常信号。
3.触发作为数字示波器的重要功能之一，主要作用有两点：一是通过对输入信号波形的特征识别，捕获波形中用户感兴趣的部分。二是通过控制示波器的采集和存储系统，使得波形稳定显示。随着电子技术的蓬勃发展，用户需要分析的信号日趋复杂，这就使示波器的触发模块面临全新的挑战。触发模块需要根据用户设定的触发条件(如触发源、极性选择、触发电平等)对输入信号做出准确快速的响应，这就要求高级触发功能必须更全面。目前已有的高级触发方式包括脉宽触发、毛刺触发、斜率触发、超时触发、欠幅触发、码型触发、建立保持触发、级联(顺序)触发等。其中，级联触发是指由于一个触发事件不足以全面创建感兴趣事件的电路行为，通常根据事件顺序触发系统，定义第二个事件或者b事件，并配置事件a和事件b的源、触发类型，事件a发生后，在指定时间(称为延迟时间)或事件数量(称为延迟事件)之后开始查事件b，当信号满足事件a和事件b预设的条件后，产生一个触发信号，如图1所示。
4.另外，级联触发的示例如图2所示，假设事件a选定触发源为通道1，事件b选择通道2为触发源，事件a、b都为上升沿触发，当事件a触发后，在满足延迟时间的条件下事件b触发，则产生触发信号。
5.以上触发方式，要么是单个事件触发，要么是多个事件顺序触发，但对于高复杂的输入信号来说，这些触发方式并不能完全精准地分析信号细节。因此，在示波器的信号分析中，还需对触发方式进行改进。

技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多通道准同步的触发装置及方法，采用在用户预设时间范围内，多通道根据触发事件逻辑选择模块所选触发事件组合触发，使得示波器的触发功能更加完善，触发精度更高，示波器对复杂信号的捕获能力更强。
7.为实现上述发明目的，本发明一种多通道准同步的触发装置，其特征在于，包括：并行的多个单通道触发模块、触发事件逻辑选择模块、计数器、比较器和触发产生模块；
8.所述单通道触发模块用于接收输入信号，并根据测试人员自行定义的触发条件产生单通道触发信号；
9.所述触发事件逻辑选择模块接收多个单通道触发模块发送的单通道触发信号，并随机组合单通道触发信号，选择需要观察的触发通道，构成一个新的触发事件；
10.所述计数器计时所选触发事件，从而获取触发脉宽t；
11.所述比较器将计数器计数得到触发脉宽t和预设时间t
set
比较，若t＜t
set
，则比较器输出高电平1，否则，输入低电平0；
12.所述触发产生模块用于产生触发信号，若接收到计数器输出高电平1，则产生触发信号，否则，不产生触发信号。
13.本发明还提供了一种多通道准同步的触发方法，其特征在于，包括以下步骤：
14.(1)、测试人员根据实际需要设置每个单通道触发模块的触发条件；
15.(2)、通过信号发生器向数字示波器的不同通道分别输入信号datai，i＝1,2
…
,k，k为通道数；
16.(3)、每个单通道触发模块根据测试人员所设置的触发条件，判断是否产生触发，若某一个单通道触发模块产生触发，则输出单通道触发信号的状态为1，否则，输出单通道触发信号的状态为0；
17.(4)、触发事件逻辑选择模块同时接收多个单通道触发模块发送的单通道触发信号，并随机组合单通道触发信号，用于确定触发事件之间的触发组合逻辑；
18.(5)、设置多通道同步触发的预设时间t
set
；
19.(6)、计数器计时所选触发事件：在第一个事件产生触发信号后，开始计时，直到最后一个事件触发后，计时完成，得到触发脉宽t；或者按照每个通道都同时计时的方式，从每个单通道触发信号产生开始计时，直到所有单通道全都触发结束计时，若在最后一个单通道触发信号还未来临之前，该通道又来了一个触发信号，便将该通道的计时使能拉低一个时钟后重新计时，最后选择所有计数器中连续计时最长的时间作为触发脉宽t；
20.(7)、比较器将计数器计数得到触发脉宽t和预设时间t
set
比较，若t＜t
set
，则比较器输出高电平1，否则，输入低电平0；
21.(8)、触发产生模块根据计数器的输出产生触发信号，若接收到计数器输出高电平1，则产生触发信号，否则，不产生触发信号。
22.本发明的发明目的是这样实现的：
23.本发明一种多通道准同步的触发装置及方法，先通过并行的单通道触发模块产生单通道触发信号，再通过触发事件逻辑选择模块随机组合单通道触发信号，用于确定触发事件之间的触发组合逻辑，然后通过计数器计时所选触发事件，从而获取触发脉宽t，并通过比较器比较触发脉宽t和预设时间t
set
的大小，从而使触发产生模块产生触发信号，实现多通道准同步触发。
24.同时，本发明一种多通道准同步的触发装置及方法还具有以下有益效果：
25.(1)、传统的触发方式要么是单个事件触发、要么是多个事件顺序触发，多通道准同步触发方法相较于传统方式，使得示波器的触发功能更加完善，对于高复杂的输入信号来说，多通道准同步触发方法解决精准捕获波形细节的问题，使用户能更容易观察异常信号；
26.(2)、本发明中第一种计时方法结构简单，易于实现；第二种方法可以有效避免漏掉触发信号，提高示波器的触发精度；
附图说明
27.图1是级联触发的实现框图；
28.图2是级联触发的示意图；
29.图3是实现多通道准同步触发的系统框图；
30.图4是两通道同步准触发的示意图；
31.图5是按第一种计数方法计数的四通道同步准触发的示意图；
32.图6是按第二种计数方法计数的四通道同步准触发的示意图；
33.图7是四通道同步准触发的具体实施示意图。
具体实施方式
34.下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。
35.实施例
36.图3是本发明一种多通道准同步触发方法的实施方式架构图。
37.在本实施例中，如图3所示，我们引入一个事件计数或计时器，在规定的时间或事件计数内，只要满足触发条件，便可触发。我们以四通道的触发装置为例，具体的结构包括：并行的四个单通道触发模块、触发事件逻辑选择模块、计数器、比较器和触发产生模块；
38.如图3所示，每个单通道触发模块用于接收输入信号，并根据测试人员自行定义的触发条件产生单通道触发信号；
39.在本实施例中，测试人员分别向通道c1、c2、c3和c4中输入信号，输入信号由测试人员自行选择，信号特征可以相同也可以不同，触发条件也根据测试人员自行定义，具体包括触发类型、触发极性、脉冲宽度、逻辑条件、阈值电平等。在本实施例中，四个事件的触发条件如表1所示；
40.表1不同事件的触发条件设置
[0041][0042][0043]
值得注意的是，事件c为跌落触发，触发极性为负脉冲，触发条件为大于8ns，负脉冲跨过高门限值而不是低门限值；
[0044]
触发事件逻辑选择模块接收多个单通道触发模块发送的单通道触发信号，并随机组合单通道触发信号，选择需要观察的触发通道，构成一个新的触发事件；
[0045]
计数器计时所选触发事件，从而获取触发脉宽t；
[0046]
比较器将计数器计数得到触发脉宽t和预设时间t
set
比较，若t＜t
set
，则比较器输出高电平1，否则，输入低电平0；
[0047]
触发产生模块用于产生触发信号，若接收到计数器输出高电平1，则产生触发信号，否则，不产生触发信号。
[0048]
下面我们对多通道准同步的触发方法的具体过程进行详细描述，包括以下步骤：
[0049]
(1)、测试人员根据实际需要设置每个单通道触发模块的触发条件，在本实施例中，每个通道的触发条件如表1所示；
[0050]
(2)、通过信号发生器向数字示波器的不同通道分别输入信号datai，i＝1,2,3,4；
[0051]
(3)、每个单通道触发模块根据测试人员所设置的触发条件，判断是否产生触发，若某一个单通道触发模块产生触发，则输出单通道触发信号的状态为1，否则，输出单通道触发信号的状态为0；
[0052]
(4)、触发事件逻辑选择模块同时接收多个单通道触发模块发送的单通道触发信号，并随机组合单通道触发信号，用于确定触发事件之间的触发组合逻辑，比如选择a事件和b事件相与,即只关注a事件和b事件的触发情况，并要求a、b事件都触发；
[0053]
(5)、设置多通道同步触发的预设时间t
set
；
[0054]
(6)、计数器计时所选触发事件：在第一个事件产生触发信号后，开始计时，直到最后一个事件触发后，计时完成，得到触发脉宽t；或者按照每个通道都同时计时的方式，从每个单通道触发信号产生开始计时，直到所有单通道全都触发结束计时，若在最后一个单通道触发信号还未来临之前，该通道又来了一个触发信号，便将该通道的计时使能拉低一个时钟后重新计时，最后选择所有计数器中连续计时最长的时间作为触发脉宽t；
[0055]
在本实施例中，先以两通道同步准触发为例，如图4所示，设置事件a和事件b都为边沿触发，触发极性为上升沿，在预设的时间范围内，两个事件都触发，则产生一个触发信号。
[0056]
在硬件实现过程中，由于事件触发位置未知，尤其是多个事件同时触发概率较小，所以只计时第一个触发事件是有纰漏的。再以四通道同步准触发为例，如图5所示，若第一个计数范围(实框所示)大于预设时间范围，则不会产生触发信号，但在第二个计数范围(虚框所示)内，四个事件都触发，此范围小于预设范围，本应该产生触发信号，由于计数使能已关，故不产生触发信号，这便会漏掉触发。对此，我们对计数模块做出改进,如图6所示，每个通道都需计时，从该事件触发开始计时，直到四个事件全都触发结束计时，若在最后一个事件还未触发之前，该通道又来了一个触发信号，便将该通道的计时使能拉低一个时钟后重新计时，只需要将四个计数器中连续计时时间最长的时间范围和预设时间范围作对比，就可以判断最终是否产生触发信号。此方法可以有效避免漏掉触发信号。
[0057]
(7)、比较器将计数器计数得到触发脉宽t和预设时间t
set
比较，若t＜t
set
，则比较器输出高电平1，否则，输入低电平0；
[0058]
(8)、触发产生模块根据计数器的输出产生触发信号，若接收到计数器输出高电平1，则产生触发信号，否则，不产生触发信号。
[0059]
在本实施例中，如图7所示，设置四个事件的触发逻辑为相与，预设时间范围为15ns，在15ns内，四个事件都触发，则产生一个触发信号。
[0060]
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

技术特征：

1.一种多通道准同步的触发装置，其特征在于，包括：并行的多个单通道触发模块、触发事件逻辑选择模块、计数器、比较器和触发产生模块；所述单通道触发模块用于接收输入信号，并根据测试人员自行定义的触发条件产生单通道触发信号；所述触发事件逻辑选择模块接收多个单通道触发模块发送的单通道触发信号，并随机组合单通道触发信号，选择需要观察的触发通道，构成一个新的触发事件；所述计数器计时所选触发事件，从而获取触发脉宽t；所述比较器将计数器计数得到触发脉宽t和预设时间t
set
比较，若t＜t
set
，则比较器输出高电平1，否则，输入低电平0；所述触发产生模块用于产生触发信号，若接收到计数器输出高电平1，则产生触发信号，否则，不产生触发信号。2.一种多通道准同步的触发方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、测试人员根据实际需要设置每个单通道触发模块的触发条件；(2)、通过信号发生器向数字示波器的不同通道分别输入信号data
i
，i＝1,2
…
,k，k为通道数；(3)、每个单通道触发模块根据测试人员所设置的触发条件，判断是否产生触发，若某一个单通道触发模块产生触发，则输出单通道触发信号的状态为1，否则，输出单通道触发信号的状态为0；(4)、触发事件逻辑选择模块同时接收多个单通道触发模块发送的单通道触发信号，并随机组合单通道触发信号，用于确定触发事件之间的触发组合逻辑；(5)、设置多通道同步触发的预设时间t
set
；(6)、计数器计时所选触发事件：在第一个事件产生触发信号后，开始计时，直到最后一个事件触发后，计时完成，得到触发脉宽t；(7)、比较器将计数器计数得到触发脉宽t和预设时间t
set
比较，若t＜t
set
，则比较器输出高电平1，否则，输入低电平0；(8)、触发产生模块根据计数器的输出产生触发信号，若接收到计数器输出高电平1，则产生触发信号，否则，不产生触发信号。3.根据权利要求2所述的一种多通道准同步的触发方法，其特征在于，所述步骤(6)中计数器计时所选触发事件的方法还可以为：按照每个通道都同时计时的方式，从每个单通道触发信号产生开始计时，直到所有单通道全都触发结束计时，若在最后一个单通道触发信号还未来临之前，该通道又来了一个触发信号，便将该通道的计时使能拉低一个时钟后重新计时，最后选择所有计数器中连续计时最长的时间作为触发脉宽t。

技术总结

本发明公开了一种多通道准同步的触发装置及方法，先通过并行的单通道触发模块产生单通道触发信号，再通过触发事件逻辑选择模块随机组合单通道触发信号，用于确定触发事件之间的触发组合逻辑，然后通过计数器计时所选触发事件，从而获取触发脉宽T，并通过比较器比较触发脉宽T和预设时间T

技术研发人员：

张沁川 长孙倩倩 潘卉青 叶芃 赵勇

受保护的技术使用者：

电子科技大学

技术研发日：

2022.11.28

技术公布日：

2023/3/27