[发明专利]数字示波器的连续响应及预测自动设置功能

说明书

本发明涉及示波器或类似仪器的自动设置，更具体地讲，涉及这样一种设置功能：对输入信号类型作出连续响应并根据输入信号的特征为用户提供预测用户需求的选项。多组信号视图与多组信号视图相联系，所述组的每个构件都处于可运行的联接状态以易于访问该组的其他构件。

在现有技术中，具有自动设置功能的示波器由于难以从一个合适的视图得到另一个合适的视图而有时在实际使用中受到限制。需要一个新型的示波器操作员接口控制的范例，一个可在一组相关视图中的不同信号视图间提供即时连接及传输的范例。

一段时间以来，示波器已能够根据如正弦波或方波这样的简单信号输入自动确定垂直增益、垂直位置、触发电平及水平时标设置。然而，这些自动设置的有效性有时会因需要对输入信号的特性做出假设而受到危害。

示波器通常加电至“出厂”或“加电”设置。这样做具有几个功能。这通常是要频繁使用的设置，因此有可能就是用户当前想要作的合适设置或接近用户当前想要做的合适设置。即便不是这样，也能够提供继续工作的稳定起点。假定没有已知的存储设置更接近起点，由于具有用户所熟悉的稳定起点，因此用户能够作出快速、最小调整来达到当前任务的理想设置。如果示波器是与其他用户共用的，对于发现示波器已经被接通的当前用户来说，通常希望能确认仪器被接通至出厂时的初始设置而不是处于最后使用的用户所留下的某种陌生模式。这是假定加电设置处于所存储的可调用的设置当中，否则需要断电然后再接通电源才能得到同样的结果。为了在远程程序或遥控情况下使用，将示波器加电至已知状态也是有用的。与为了确保仪器的终态已知而必须为每一个可能的可控参数发送命令相反，这允许遥控程度或操作员仅发送从初态的变化。

最初，自动功能仅限于初始设置，一旦完成设置并经用户验收，该自动功能就结束其例行程序。然而，最近一些示波器上的自动功能能够在运行期间连续控制设置，尽管这种模式通常是任选的且可被用户关闭。在工业领域中，这种特征被称为“自变换量程”或“连续设置”，以区别于初始设置后终止设置参数控制的“自动设置”。在响应输入变化时，通过修改水平扫描设置、垂直增益设置，或在某些情况下，甚至是触发电平设置，自变换量程示波器响应简单输入中的简单变化。

本文通过参考加以结合的Holcomb的题为“数字示波器的极快速自动量度拓朴”的美国专利U.S.5,155,431中，描述了一种示波器，该示波器通过利用峰值检测电路找到信号最大值和信号最小值，以快速完成适当的设置。本文通过参考加以结合的Wiggers的题为“具有自动时基的数字存储示波器”的美国专利5,397,981中，描述了一种示波器，该示波器即使在输入信号的频率发生变化的情况下，仍可以在操作期间调整其时基，从而在屏幕上保持恒定的周期数。另外，显然在同类应用中，这种示波器显示屏的时间轴可以以度为单位来代替以时间为单位。

现有技术中的一些示波器已经能进行一种或多种与简单输入信号自动匹配的测量值，这些简单输入信号例如为正弦波或方波。必须由操作员选择的这些测量可以包括频率(或周期)、占空比、峰-峰幅值、上升时间和下降时间。例如，本文通过参考加以结合的Menlove的题为“时间间隔测量器”的美国专利4,362,394中，描述了一种可以对复杂的重复性波形进行精确测量的方法和仪器。

本文通过参考加以结合的Skolnick等的题为“非标准波形的电压、电流及频率测量”的美国专利4,779,044中，描述了一种方法，其可以通过检测过渡期并利用计数器确定过渡期之间的间隔来测量规则的二进制信号的周期。

本文通过参考加以结合的Kmetz的题为“具有波形的光电指示的数字式电压表”的美国专利4,271,391中，公开了一种数字式电压表，该数字式电压表以最大可用垂直幅度显示波形并同时将电压电平显示为数值。

在本文通过参考加以结合的Shank等的题为“自动脉冲显示”的美国专利4,716,345中，描述了一种利用两个触发检测电路在脉冲波形的两个相反斜坡上以相同电平触发的方法。这就提供了一种计算波形占空比并将其定位在屏幕上的方法。这种示波器可以自动放大并显示输入信号中的窄脉冲以使正部分充满大部分的显示屏。当脉冲式信号的占空比(在信号整个周期中“高”态所占的百分比)非常低时会很便利。

本文通过参考加以结合的Carder的题为“波形测量”的美国专利5,637,994中，公开了一种测量具有不确定即可变到达时间的波形的特征的方法。当其中一个阈值点移动时，测量两个分开的阈值交叉点之间的时间，就可以逐点重构以可变间隔出现的重复性波形。