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同时显示放大和缩小波形的示波器系统和方法.pdf

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同时 显示 放大 缩小 波形 示波器 系统 方法
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摘要
申请专利号:

CN201410122634.4

申请日:

2014.03.28

公开号:

CN104133094A

公开日:

2014.11.05

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法?#19978;?#24773;: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01R 13/02申请日:20140328|||专利申请权的转移IPC(主分类):G01R 13/02变更事项:申请人变更前权利人:安捷伦科技有限公司变更后权利人:是德科技股份有限公司变更事项:地址变更前权利人:美国加利福尼亚州变更后权利人:美国加利福尼亚州登记生效日:20141121|||公开
IPC分类号: G01R13/02 主分类号: G01R13/02
申请人: 安捷伦科技有限公司
发明人: K.W.约翰逊; E.V.布鲁什四世; M.T.麦克蒂格
地址: 美国加利福尼亚州
优?#28909;ǎ?/td> 2013.04.30 US 13/873,955
专利代理机构: 北京市嘉元知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 11484 代理人: 陈静
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法律状态
申请(专利)号:

CN201410122634.4

授权公告号:

|||||||||

法律状态公告日:

2018.10.09|||2016.06.08|||2014.12.10|||2014.11.05

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||专利申请权、专利权的转移|||公开

摘要

一种示波器系统包括电流探针、处理单元和显示单元。该电流探针包括高和低增益信号路径,用于同时从受测设?#31119;―UT)接收感兴趣信号,并分别输出感兴趣信号的放大小电流部分和大电流部分。该处理单元接收分别与通过高和低增益信号路径输出的放大小和大电流部分相对应的第一和第二数?#21482;?#25968;据,并处理第一和第二数?#21482;?#25968;据以便分别作为放大和缩小波形数据来显示。该显示单元使用相同时标同时显示基于放大波形数据的第一显示窗中的放大波形、和基于缩小波形数据的第二显示窗中的缩小波形。小电流部分小于预定阈值。

权利要求书

权利要求书
1.  一种示波器系统,包含:
电流探针,其包含高增益信号路径和低增益信号路径,其被配置成同时从受测设备DUT接收感兴趣信号,并分别输出感兴趣信号的放大小电流部分和感兴趣信号的放大大电流部分;
处理单元,其被配置成接收与通过该高增益信号路径输出的感兴趣信号的放大小电流部分相对应的第一数?#21482;?#25968;据、和与通过该低增益信号路径输出的感兴趣信号的放大大电流部分相对应的第二数?#21482;?#25968;据,处理第一数?#21482;?#25968;据以便作为放大波形数据来显示,?#32422;?#22788;理第二数?#21482;?#25968;据以便作为缩小波形数据来显示;?#32422;?BR>显示单元,其被配置成使用相同时标同时显示基于放大波形数据的第一显示窗中的放大波形、和基于缩小波形数据的第二显示窗中的缩小波形,
其中感兴趣信号的小电流部分小于预定阈值。

2.  如权利要求1所述的示波器系统,进一步包含:
配置成从电流探针的高增益信号路径接收感兴趣信号的放大小电流部分的第一通道;?#32422;?BR>配置成从电流探针的低增益信号路径接收感兴趣信号的放大大电流部分的第二通道,
其中该处理单元接收经由该第一通道的第一数?#21482;?#25968;据、和经由该第二通道的第二数?#21482;?#25968;据。

3.  如权利要求2所述的示波器系统,其?#26800;?#19968;和第二示波器通道同步。

4.  如权利要求1所述的示波器系统,其中高增益信号路径具有大约300:1的增益,?#32422;?#20302;增益信号路径具有大约2:1的增益。

5.  如权利要求1所述的示波器系统,其中预定阈值包含在高增益信号路径中设置的钳位电压值。

6.  如权利要求1所述的示波器系统,其中预定阈值包含通过处理单元设置的最大振幅值。

7.  如权利要求1所述的示波器系统,其中该处理单元被进一步配置成通过测量放大波形下的第一面积和缩小波形下的第二面积,并将该第一和第二面积相加,减去缩小波形与放大波形相对应的重复面积,以获取与电池耗损 相对应的总面积,从而测量DUT的电池耗损。

8.  如权利要求1所述的示波器系统,其中该显示单元被进一步配置成将选择窗显示在第二显示窗中,该选择窗的边界对应于第一显示窗的范围。

9.  如权利要求8所述的示波器系统,其中该选择窗的边界可经由用户接口调整。

10.  一种处理与经由电流探针从受测设备DUT提供的感兴趣信号的小电流部分和大电流部分相对应的数据的方法,该方法包含:
经由示波器的第一通道接收通过电流探针的高增益信号路径放大的感兴趣信号的小电流部分;
基本上与接收感兴趣信号的小电流部分同时地,经由示波器的第二通道接收通过电流探针的低增益信号路径放大的感兴趣信号的大电流部分;
数?#21482;?#24863;兴趣信号的接收小电流部分和接收大电流部分以便分别提供第一数?#21482;?#25968;据和第二数?#21482;?#25968;据;
选择第一数?#21482;?#25968;据小于预定阈值的部分;
处理第一数?#21482;?#25968;据的所选部分以便作为放大波形数据来显示;
处理第二数?#21482;?#25968;据以便作为缩小波形数据来显示;?#32422;?BR>使用相同时标同时显示基于放大波形数据的第一显示窗中的放大波形、和基于缩小波形数据的第二显示窗中的缩小波形。

11.  如权利要求10所述的方法,进一步包含:
经由用户输入单元接收选择窗的边界,选择窗的上边界对应于预定阈值。

12.  如权利要求11所述的方法,进一步包含:
根据接收的选择窗的边界调整第一显示窗的第一范围;?#32422;?BR>将选择窗与缩小波形一起显示在第二显示窗?#23567;?BR>
13.  如权利要求12所述的方法,其中预定阈值包含与第一显示窗的上值相对应的最大振幅。

14.  如权利要求12所述的方法,其中预定阈值包含与第一显示窗的上值相对应、在电流探针的高增益信号路径中设置的钳位电压。

15.  如权利要求10所述的方法,进一步包含:
测量在放大波形下的第一面积;
测量在缩小波形下的第二面积;
确定缩小波形中的重复面积,该重复面积对应于放大波形下的第一面积; ?#32422;?BR>通过相加第一和第二面积,减去重复面积确定总面积,其中该总面积对应于DUT的电池耗损。

16.  一种示波器,包含:
第一通道,其被配置成接收由受测设备DUT在睡眠模式下输出、和加以放大以便提供感兴趣信号的小电流部分的感兴趣信号,该小电流部分小于预定阈值;
第二通道,其被配置成接收由DUT在通信模式下输出、和加以放大以便提供感兴趣信号的大电流部分的感兴趣信号;
处理单元,其被配置成接收与来自第一通道的感兴趣信号的放大小电流部分相对应的第一数?#21482;?#25968;据、和与来自第二通道的感兴趣信号的放大大电流部分相对应的第二数?#21482;?#25968;据,处理第一数?#21482;?#25968;据以便作为放大波形数据来显示,?#32422;?#22788;理第二数?#21482;?#25968;据以便作为缩小波形数据来显示;?#32422;?BR>显示单元,其被配置成使用相同时标同时显示基于放大波形数据的第一显示窗中的放大波形、和基于缩小波形数据的第二显示窗中的缩小波形。

17.  如权利要求16所述的示波器,其中放大小电流部分通过多路径电流探针的高增益信号路径输出,放大大电流部分通过多路径电流探针的低增益信号路径输出,高增益信号路径被配置成放大小电流部分,和低增益信号路径被配置成基本同时地放大大电流部分。

18.  如权利要求16所述的示波器,其?#26800;?#19968;和第二通道同步。

19.  如权利要求18所述的示波器,其中该显示单元被进一步配置成将选择窗显示在第二显示窗中,该选择窗的边界对应于第一显示窗的范围。

20.  如权利要求19所述的示波器,其中该选择窗的边界可经由用户接口调整。

说明书

说明书同时显示放大和缩小波形的示波器系统和方法
技术领域
本发明涉及同时显示放大和缩小波形的示波器系统和方法。
背景技术
诸如蜂窝式电话、平板电脑、电子书阅读器等的许多电池供电设备具有一个或多个中间活动状态和保存电池电力的睡眠(或休眠)状态。睡眠状态通常抽吸比活动状态小得多的电流。例如,蜂窝式电话在睡眠状态下降电的时候可能抽吸大约500μA(微安),而在通信状态下发送的时候可能抽吸大约2A(安培)。这样的电池供电设备的设?#26222;?#19968;般都试图使电池寿命最大化。为?#21496;?#30830;测试设计,必须在电池供电设备工作在各种不同状态下的同时测量不同电流。但是,传统示波器的显示器具有分辨?#31034;?#38480;性,该分辨?#31034;?#38480;性阻止了在睡眠状态下信号的小电流部分和在通信状态下信号的大电流部分的有用、同时显示。
例如,蜂窝式电话可能具有三种状态:未正在活动使用,但仍然供电和准备响应唤醒命令接收呼叫或数据的睡眠状态(低功?#39318;?#24577;);蜂窝式电话正在执行像检查预约,更新应用的状态,检查电池电量和从?#24067;?#25509;收状态更新,但未活动地发送或接收呼叫的琐?#20262;?#24577;(中间功?#39318;?#24577;);?#32422;?#34562;窝式电话像发送或接收呼叫或向基站“报到?#24065;?#25552;供状态或地点信息那样,正在活动地发送或接收的通信状态(高功?#39318;?#24577;)。通常,这样的蜂窝式电话在睡眠状态?#40065;?#21560;微安的数量级(例如,500μA),在琐?#20262;?#24577;?#40065;?#21560;毫安的数量级(例如,1mA),而在通信状态?#40065;?#21560;安培的数量级(例如,2A)。由于在各种状态下电流的很大差异?#32422;?#31034;波器显示器的分辨?#31034;?#38480;性,不能使用相同示波器显示器显示和/或测量电流信号。例如,如果从蜂窝式电话观察到的信号波形的大电流部分(例如,在通信状态下)所指的峰电流是2A,?#32422;?#31034;波器被设置成最适合提供信号的大电流部分的通道的设置,则显示的信号波形将充满显示屏。假设示波器具有8个位的分辨率,则在示波器显示器上可能观察到的最小电平大于8mA(即,2A/28=8mA)。因此,信号波形的小电流部分 (例如,在睡眠状态下)将处在所显示信号波形上的噪声?#23567;?
发明内容
在一个代表性实施例中,一种示波器系统包括电流探针、处理单元和显示单元。该电流探针包括高增益信号路径和低增益信号路径,其被配置成同时从受测设?#31119;―UT)接收感兴趣信号,并分别输出感兴趣信号的放大小电流部分和感兴趣信号的放大大电流部分。该处理单元被配置成接收与通过该高增益信号路径输出的感兴趣信号的放大小电流部分相对应的第一数?#21482;?#25968;据、和与通过该低增益信号路径输出的感兴趣信号的放大大电流部分相对应的第二数?#21482;?#25968;据,处理第一数?#21482;?#25968;据以便作为放大波形数据来显示,?#32422;?#22788;理第二数?#21482;?#25968;据以便作为缩小波形数据来显示。该显示单元被配置成使用相同时标同时显示基于放大波形数据的第一显示窗中的放大波形、和基于缩小波形数据的第二显示窗中的缩小波形。感兴趣信号的小电流部分小于预定阈值。
在另一个代表性实施例中,提供了一种处理与经由电流探针从DUT提供的感兴趣信号的小电流部分和大电流部分相对应的数据的方法。该方法包括经由示波器的第一通道接收通过电流探针的高增益信号路径放大的感兴趣信号的小电流部分;基本上与接收感兴趣信号的小电流部分同时地经由示波器的第二通道接收通过电流探针的低增益信号路径放大的感兴趣信号的大电流部分;数?#21482;?#24863;兴趣信号的接收小电流部分和接收大电流部分以便分别提供第一数?#21482;?#25968;据和第二数?#21482;?#25968;据;选择第一数?#21482;?#25968;据小于预定阈值的部分;处理第一数?#21482;?#25968;据的所选部分以便作为放大波形数据来显示;处理第二数?#21482;?#25968;据以便作为缩小波形数据来显示;?#32422;?#20351;用相同时标同时显示基于放大波形数据的第一显示窗中的放大波形、和基于缩小波形数据的第二显示窗中的缩小波形。
在另一个代表性实施例中,一种示波器包括第一和第二通道、处理单元和显示单元。该第一通道被配置成接收由DUT在睡眠模式下输出、和加以放大以便提供感兴趣信号的小电流部分的感兴趣信号,该小电流部分小于预定阈值。该第二通道被配置成接收由DUT在通信模式下输出、和加以放大以便提供感兴趣信号的大电流部分的感兴趣信号。该处理单元被配置成接收与来自第一通道的感兴趣信号的放大小电流部分相对应的第一数?#21482;?#25968;据、和与 来自第二通道的感兴趣信号的放大大电流部分相对应的第二数?#21482;?#25968;据,处理第一数?#21482;?#25968;据以便作为放大波形数据来显示,?#32422;?#22788;理第二数?#21482;?#25968;据以便作为缩小波形数据来显示。该显示单元被配置成使用相同时标同时显示基于放大波形数据的第一显示窗中的放大波形、和基于缩小波形数据的第二显示窗中的缩小波形。
附图说明
当结合附图阅读时,可以最佳地从如下详?#35813;?#36848;中理解例示性实施例。要强调的是,各种特征件未必按比例画出。事实上,为了?#22266;?#35770;清楚起见,可以?#25105;?#22686;大或减小这些尺度。在任何可应用或可实践的地方,相同标号都表示相同元件。
图1是按照一个代表性实施例、包括多路径电流探针的示波器系统的简化框图;
图2是示出按照一个代表性实施例、包括多路径电流探针的示波器系统实现的过程的流程图;
图3是按照一个代表性实施例、同时显示放大和缩小波形的示波器的显示单元的取样屏?#21796;?#22270;;
图4是示出按照一个代表性实施例,根据经由电流探针接收的感兴趣信号的小电流部分和大电流部分确定电力使用的方法的流程图。
具体实施方式
在如下详?#35813;?#36848;中,为了说明而非限制的目的,给出了公开特定?#38468;?#30340;例示性实施例,以便使人们按照本教导透彻理解这些实施例。但是,对于从本公开中受益的本领域普通技术人员来说,显而?#20934;?#19981;偏离本文公开的特定?#38468;?#30340;按照本教导的其它实施例仍然在所附权利要求书的范围之内。?#36865;猓?#21487;能省略对众所周知设备和方法的描述,以便不埋没对示范性实施例的描述。这样的方法和设置在本教导的范围之内。一般说来,要明白的是,本文描绘的图形和各种元件未按比例画出。
为了测量受测设?#31119;―UT)对电池电力的使用,电路设计人员必须求出代表电流和时间(例如,库仑)的信号波形的“曲线下的面积”。该信号波形可以通过,例如,示波器和电流探针来测量。按照各种实施例,将多路径电 流探针用于在具有不同增益的多条信号路径的每一条上提供感兴趣信号。如上所讨论,感兴趣信号在电流幅度上变化很大,使得感兴趣信号可能在分别与像睡眠状态(低功?#39318;?#24577;)和通信状态(高功?#39318;?#24577;)那样的DUT的不同状态相对应的小电流信号部分(在微安的尺度上)和大电流信号部分(在安培的尺度上)之间变化。例如,电流探针可能具有配置成同时接收感兴趣信号的?#25945;?#20449;号路径,即,高增益信号路径和低增益信号路径。高增益信号路径基本上最适合放大感兴趣信号的小信号部分,而低增益信号路径基本上最适合放大感兴趣信号的大信号部分,使得放大后的小和大信号部分两者都在示波器可测量和可显示的范围之内。例如,高增益信号路径大幅度放大感兴趣信号以便捕捉可能被显示成“放大波形”的小信号部分(例如,大约500μA)。低增益信号路径相对小幅度地放大或不放大感兴趣信号以便捕捉可能显示成“缩小波形”的大信号部分(例如,大约2A)。来自低增益和高增益信号路径两者的放大后小和大电流部?#22336;?#21035;经由与电流探针的相应输出端连接的独立通道给予示波器。相应放大和缩小波形可以同时显示在示波器显示器的相应部分(例如,第一和第二窗口)?#23567;?#20363;如,小电流部分可以是感兴趣信号低于预定阈值的那个部分,而大电流部分可以是感兴趣高于预定阈值的那个部分。
当使用这个数据时,示波器能够测量与小电流部分相对应的放大波形的曲线下的面积、和与大电流部分相对应的缩小波形的曲线下的面积,并相加曲线下的面积,同时排除来自与放大波形相对应的缩小波形的重复面积的数据。也就是说,将数据优先级赋予放大波形,因为它具有较小偏移误差、较好信噪比(SNR)和较高灵敏度。尤其,这个重复面积要不然处在缩小波形的噪声之中,因此不能精确测量在睡眠状态下消耗的电池功率。通过减掉缩小波形的重复面积并加入代表缩小波形的重复面积的放大波形中,可以测量要不然单个通道提供不了的整个感兴趣电流信号。
图1是按照一个代表性实施例的示波器系统的简化框图。
参照图1,示波器系统100包括示波器105和电流探针160。电流探针160是多路径电流探针,它提供含有相应高增益放大器163的高增益信号路径161、和含有相应低增益放大器164的低增益信号路径162。在一个实施例中,低增益信号路径162可能不含放大器。高增益放大器163可以是具有较窄带宽以便提高或优化低电流电平SNR的较高增益差分放大器,而低增益放 大器164可以是具有适中带宽的?#31995;?#22686;益差分放大器。高增益放大器163和低增益放大器164的每一个可以包含单级或多级放大器。电流探针160经由单个探针尖端165从DUT170接收感兴趣信号,将感兴趣信号分给高增益和低增益信号路径161和162。高增益信号路径161被配置成(或基本上优化成)成放大感兴趣信号的小电流部分,而低增益信号路径162被配置成(或基本上优化成)成同时放大感兴趣信号的大电流部分。高增益信号路径161具有相对较大增益和对于测量极小电流来说极大提高了SNR的有限带宽。
由于电池供电设备的不同状态的电流电平的显示差异,高增益信号路径161具有比低电流信号路径162高得多的增益。例如,高增益信号路径161可能具有大约300:1的增益,而低增益信号路径162可能具有大约2:1的增益,但?#37096;?#20197;不偏离本教导的范围地实现其它增益和/或相对增益。各自增益被确定成使通过高增益信号路径161输出的放大小电流信号和通过低增益信号路径162输出的放大大电流信号两者在示波器105的显示范围之内。也就是说,根据要观察的预期最大和最小信号电平选择高增益信号路径16和低增益信号路径162每一条的增益水平。高增益信号路径161因此必须具有足够的增益为感兴趣信号的小电流部分提供可接受信噪?#21462;?#20302;增益信号路径162被设置成使感兴趣信号的大电流部分的最大信号不超过示波器的输入范围,同时仍然提供足够的信噪比以便能够测量高增益信号路径161未覆盖的信号。换句话说,高增益信号路径16和低增益信号路径162每一条的增益被设置成在两个通道之间没?#23567;?#30450;”区(对于高增益信号路径161来说太大,而对于低增益信号路径162来说太小的信号)。在一个实施例中,高增益放大器163和低增益放大器164可以是可调的,以便提供接纳不同小和大电流部分的灵活性。2013年4月24日提交、转让给Brush IV等人的美国专利申请第13/869,774号提供了动态范围为大约20,000:1的多路径电流探针的例子,在此通过引用将其全文并入。
高和低增益信号路径161和162与示波器105的不同通道连接。例如,高增益信号路径161可以在第一通道端口111上与第一通道110连接,低增益信号路径162可以在第二通道端口121上与第二通道120连接。第一通道110用于在放大的尺度(“放大?#32972;?#24230;)上观察感兴趣信号的小电流部分,第二通道120用于在大尺度(“缩小?#32972;?#24230;)上观察感兴趣信号的大电流部分。在一个实施例中,电流探针160中的探针放大器(未示出)可以通过与DUT 170连接的一对探针引线接收感兴趣信号,并分别通过高和低增益放大器163和164将感兴趣信号发?#36879;?#21508;自第一和第二通道110和120。如在,例如,上述转让给Brush IV等人的美国专利申请第13/869,774号中所讨论,为了防止第一通道110被通过高增益信号路径161输出的信号过度驱动或饱和,可以将钳位电路放置在高增益放大器163的输出端上。?#36865;猓?#22312;各种实施例中,如有需要,可以将开关电路加在高和低增益放大器163和164的输出端上,以便可以颠倒信号路径。另外,可以加入开关电路以便可以转移钳位电路,因此关闭钳位?#24418;?
第一通道110包括代表性第一放大器112、和取样和数?#21482;?#36890;过高增益信号路径161输出的放大小电流部分以提供第一数?#21482;?#25968;据的第一模拟到数字转换器(ADC)113。第二通道120包括代表性第二放大器122、和取样和数?#21482;?#36890;过低增益信号路径162输出的放大大电流部分以提供第二数?#21482;?#25968;据的第二ADC123。第一和第二放大器112和122的每一个可以是可调的,以便分别提供相应放大小电流部分和大电流部分的各种增益。第一和第二示波器通道110和120可以在时间上相互对准(同步)。
示波器105进一步包括获取存储单元130、处理单元140、输入单元145、和显示单元150。获取存储单元130被配置成存储第一和第二ADC113和123分别输出的第一和第二数?#21482;?#25968;据。存储单元130可以是可?#21015;?#30340;任何适当类型的非短暂、有形计算机可读介质,包括像静态RAM(SRAM)那样的随机存取存储器(RAM)、盘驱动器、CD、DVD、通用串行总线(USB)驱动器?#21462;?
处理单元140可以使用像处理器、微处理器、数字信号处理器(DSP)那样的一个或多个处理器件、一个或多个专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、或它们的组合?#32422;?#20351;用软件、固件、硬连线逻辑电流、或它们的组合来实现。处理单元140可以访问专用存储器(未示出),其包含存储操作软件、模块、数据和执行本文所述的各种实施例的算法的非短暂、有形计算机可读介质(上面讨论的例子)。在一个实施例中,专用存储器和/或存储单元130的计算机可读介质可以是作为RAM块嵌在用于实现处理单元140的FPGA中的RAM。
输入单元145可以包括键盘、小键盘、跟踪球、鼠标、触摸板或触摸敏感显示器?#21462;?#26174;示单元150可以包括平板、LCD或作为示波器105的一部分, 例如,处理单元140经由DSP、显示存储器和/或显示接口(未示出)提供显示数据的其它类型显示器。输入单元145和显示单元150的功能可以组?#26174;?#22270;形用户界面(GUI)中,以便使能像在区域中输入数据和指令和选择显示在显示单元150的屏幕上的波形的一些部分那样的各种特征。在各种可替代配置中,可以将显示数据提供给外部和/或远程显示单元(未示出),或可以保存在内部(例如,在获取存储单元130中)和/或外部以便以后加以分析。
处理单元140被配置成从获取存储单元130(和/或分别从第一和第二ADC113和123)接收分别与感兴趣信号的放大小电流和大电流部分相对应的第一和第二数?#21482;?#25968;据。处理单元140选择第一数?#21482;?#25968;据小于预定阈值的部分,并处理第一数?#21482;?#25968;据的所选部分以便由显示单元150作为放大波形数据来显示。例如,预定阈值可以是示波器系统100的用户使用输入单元145设置的最大振幅值。可替代地,预定阈值可以在电流探针160中设置(例如,使用在高增益信号路径161中提供、与预定阈值相对应的可调钳位电压),在该情况下,处理单元140接收的第一数?#21482;?#25968;据已经小于预定阈值。钳位电压可以使用放置在高增益放大器163的输出端上的钳位电路来施加。?#27604;唬?#21363;使使用钳位电压,?#37096;?#20197;将处理单元140配置成应用与与该钳位电压相联系的预定阈值不同的另一个预定阈值,在该情况下,应用两个预定阈值的较小者。处理单元140处理第二数?#21482;?#25968;据以便由显示单元150作为缩小波形数据来显示。最大振幅值或钳位电?#22266;?#20379;要处理成放大波形数据的第一数?#21482;?#25968;据的所选部分的上界。
显示单元150被配置成同时显示基于处理单元140提供的放大波形数据的放大波形、和基于缩小波形数据的缩小波形,例如,使用相同时标,以便在时间上对准放大波形和缩小波形。按照各种实施例,用户因?#22235;?#22815;看见包括大电流部分(缩小波形)、相对于整个感兴趣信号放大的小电流部分(放大波形)。用户也能够选择放大感兴趣的哪个部分和放大多少。例如,参照作为按照一个代表性实施例、显示单元150上的取样屏?#21796;?#22270;的图3,可以将放大波形311显示在显示单元150的显示屏300的底部的第一显示窗310中,可以将缩小波形321显示在显示屏300的顶部的第二显示窗320?#23567;?#31532;一显示窗310具有相应第一范围,其?#26800;?#19968;范围的上值通过预定阈值定义。于是,大电流信号超过预定阈值的部分被?#26800;簦?#22240;?#23435;?#26174;示在第一显示窗310?#23567;?#31532;二显示窗320具有相应第二范围,其?#26800;?#20108;范围的上值被设置成使由缩小 波形321提供的大电流信号的峰电流适?#26174;?#31532;二显示窗320内。?#27604;唬?#21487;以不偏离本教导的范围地变更第一和第二显示窗310和320的定位。例如,可以将放大波形311显示在显示屏300的顶部的第一显示窗310中,可以将缩小波形321显示在显示屏300的底部的第二显示窗320?#23567;?#21487;替代地,可以将第一和第二显示窗310和320相互并排地显示在显示屏300上。
?#36865;猓?#31532;一显示窗310的分辨?#26102;?#31532;二显示窗320的分辨率大得多,以便可辨别由放大波形311提供的感兴趣的小电流部分的?#38468;凇?#20363;如,在第二显示窗320可以以8mA为间隔(如上所讨论)按比例从0增大到2A的情况下,第一显示窗310只可以以4μA为间隔按比例从0增大到1mA。在本例中,第一显示窗310的1mA上值对应于预定阈值。尤其,由于上述在时间上的对准,放大波形311的电流尖峰315与缩小波形321的电流尖峰325对准,但电流尖峰315被?#26800;?#20102;,因为第一显示窗310的上值结束在预定阈值上。
在一个实施例中,第一显示窗310的预定阈值可以使用,例如,可以由用户在显示单元150的显示屏上操纵的选择窗来设置。例如,显示屏300可以将选择窗330显示在第二显示窗320?#23567;?#36873;择窗330的边界对应于第一显示窗310的边界,以便显示在第一显示窗310中的放大波形311对应于缩小波形320描绘在选择窗330内的部分。选择窗330的边界可以由用户经由输入单元145调整。也就是说,用户可以调整(例如,扩大或压缩)选择窗330的上界和下界以调整第一显示窗310的各自上值和下限值。在各种实施例中,选择窗330的上界对应于与要显示的感兴趣信号的最大小电流部分相对应的预定阈值。显示单元150自动调整第一显示窗10的比例以便接纳选择窗330的边界。如图3的例子所示,已经将选择窗330的尺寸调整成捕捉放大波形321要不然表现为噪声的部分。
将处理单元140进一步配置成根据放大波形数据和缩小波形数据测量DUT170的电池耗损。例如,处理单元140可以有效地测量放大波形311下的第一面积和缩小波形321下的第二面积,并相加第一和第二面积,减去缩小波形321与放大波形311相对应的重复面积,以获得曲线下的总面积。在描绘的例子中,缩小波形321的重复面积对应于缩小波形包括在选择窗330中的部分。曲线下的总面积对应于睡眠模式下的小信号电流和通信模式下的大信号电流两者引起的DUT170的电池耗损。
图2是示出按照一个代表性实施例,处理与经由电流探针从DUT提供的感兴趣信号的大小电流部分相对应的数据的方法的流程图。
参照图2,在方框S211中经由示波器105的第一通道110从电流探针160的高增益信号路径161接收感兴趣信号的小电流部分,在方框S212中基本上与接收小电流信号同时地经由示波器105的第二通道120从电流探针160的低增益信号路径162接收感兴趣信号的大电流部分。在方框S213中,由各自第一和第二ADC113和123分别数?#21482;?#23567;电流部分和大电流部分,以提供第一数?#21482;?#25968;据和第二数?#21482;?#25968;据。
在方框S214中,选择第一数?#21482;?#25968;据小于预定阈值的部分,其中预定阈值对应于将分析和显示成放大波形的小电流部分的上值。在方框S215中处理第一数?#21482;?#25968;据的所选部分以便作为放大波形数据来显示。在方框S216中处理第二数?#21482;?#25968;据以便作为缩小波形数据来显示。在方框S217中,使用相同时标,根据放大波形数据,将放大波形显示在第一显示窗(例如,第一显示窗310)中,?#32422;?#26681;据缩小波形数据,将缩小波形显示在第二显示窗(例如,第二显示窗320)?#23567;?#22914;上所述,预定阈值可以是与第一显示窗的上值或上界相对应的最大振幅,和/或预定阈值可以是,例如,与第一显示窗的上值或上界相对应、在电流探针160的高增益信号路径162中设置的钳位电压值。
在一个实施例中,用户可以定义与缩小波形数据一起展示在第二显示窗中的选择窗(例如,选择窗330)。也就是说,将选择窗与缩小波形一起显示在第二显示窗?#23567;?#36873;择窗通过经由输入单元145接收选择窗的边界来定义,其中选择窗的上界对应于预定阈值。例如,这些边界可?#32422;?#21333;地响应将所显示选择窗移动到显示屏上的第二显示窗内和/或改变所显示选择窗的尺寸来接收。可替代地,这些边界可以响应与选择窗的上和/或下限相对应的数字输入来接收。根据选择窗的接收边界调整第一显示窗的第一范围,以便第一显示窗的边界基本上对应于选择窗的边界,除了从放大的视角来看之外。
图4是示出按照一个代表性实施例,根据经由电流探针从DUT提供的感兴趣信号的小电流部分和大电流部分确定电力使用(例如,电池耗损)的方法的流程图。
参照图4,在方框S411中测量在放大波形下面的第一面积,在方框S412中测量在缩小波形下面的第二面积。第一和第二面积可以使用显示的放大和缩小波形和/或放大和缩小波形数据来测量。在方框S413中,确定缩小波形 下的重复面积,其中该重复面积对应于第一面积(使用放大波形更精确确定)。这是因为重复面积仅仅作为噪声出现在缩小波形中,因此不提供有用信息。重复面积可以现象地指示成缩小波形出现在选择窗(例如,选择窗330)内的部分。在方框S414中,通过相加第一面积和第二面积,减去重复面积确定曲线下的总面积。曲线下的总面积对应于DUT的电池耗损。
上面参考图2和4讨论的各种操作包括全部或部分包括在像上面讨论的处理单元140那样的计算机处理器或其它处理器件、和/或处理器件的?#25345;?#32452;合(例如,通过分布式处理)可执行的逻辑?#23567;?#36825;些操作可以使用存储在计算机可读介质上、和如上所讨论,一个或多个计算机处理器、ASIC、FPGA或它们的组合可执行的内部逻辑或软件来实现。
虽然本公开引用了例示性实施例,但对于本领域的普通技术人员来说,显而?#20934;?#21487;以不偏离本教导的精神和范围地作出各种改变和修改。因此,应该明白,上面的实施例不是限制性的,而是例示性的。

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本文标题:同时显示放大和缩小波形的示波器系统和方法.pdf
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