一种用于数字示波器的衰减温漂方法和数字示波器

摘要

本申请公开了一种用于数字示波器的衰减温漂方法和数字示波器，数字示波器包括阻抗变换网络、衰减网络和偏置调节电路。首先获取数字示波器的垂直档位设置值；然后依据垂直档位设置值对偏置调节电路输出的偏置电压信号进行衰减或放大，并将衰减或放大后的偏置电压信号输出至阻抗变换网络，以使阻抗变换网络将衰减或放大后的偏置电压信号与衰减网络的输出信号进行叠加，进而使得数字示波器显示波形时的温漂现象得到衰减。由于依据垂直档位设置值对偏置电压信号进行调节，实现对温漂现象的衰减，进而增强数字示波器的波形显示效果，以提高用户体验。

权利要求

1.一种数字示波器，其特征在于，包括控制器、衰减网络、阻抗变换网络、第一可调增益放大器、模数转换器、偏置调节电路、偏置增益电路、数模转换器和显示器；

所述衰减网络与所述阻抗变换网络连接，所述衰减网络用于对输入所述数字示波器的输入信号进行衰减以得到第一调节信号，并将所述第一调节信号输出至所述阻抗变换网络；

所述数模转换器分别与所述控制器和所述偏置调节电路连接，所述数模转换器用于将所述控制器输出的一数字信号的偏置编码转换为模拟信号的偏置编码信号，并将所述偏置编码信号发送至所述偏置调节电路；

所述偏置调节电路与所述偏置增益电路连接，所述偏置调节电路用于依据所述偏置编码信号产生第一模拟偏置电压信号，并将所述第一模拟偏置电压信号发送至所述偏置增益电路；

所述偏置增益电路与所述阻抗变换网络连接，所述偏置增益电路用于依据档位设定参数对所述第一模拟偏置电压信号进行衰减或放大，以得到第二模拟偏置电压信号，并将所述第二模拟偏置电压信号发送至所述阻抗变换网络；

所述阻抗变换网络与所述第一可调增益放大器连接，所述阻抗变换网络用于依据所述第一调节信号和所述第二模拟偏置电压信号获取叠加信号，并将所述叠加信号发送至所述第一可调增益放大器；

所述第一可调增益放大器分别与所述控制器和所述模数转换器连接，所述第一可调增益放大器用于依据所述控制器输出的配置增益参数对所述叠加信号进行放大或衰减，以得到第二调节信号，并将所述第二调节信号发送至所述模数转换器；

所述模数转换器与所述控制器连接，所述模数转换器用于将所述第二调节信号转换为数字波形信号，并将所述数字波形信号发送至所述控制器；

所述控制器分别与所述显示器、所述偏置增益电路和所述数模转换器连接；所述控制器用于依据所述数字示波器的当前垂直档位设置值，将所述档位设定参数发送至所述偏置增益电路；所述控制器还用于将一预设的偏置调节参数发送至所述数模转换器，以使所述数模转换器将所述偏置调节参数转换为模拟信号的所述偏置编码信号；所述控制器还用于依据所述数字波形信号获取第一显示驱动信号，并将所述第一显示驱动信号发送至所述显示器，以用于所述显示器依据所述第一显示驱动信号显示第一波形信号；

所述控制器用于依据所述数字示波器的当前垂直档位设置值，将所述档位设定参数发送至所述偏置增益电路，包括：当所述数字示波器的垂直档位设置值不大于第一档位值时，所述控制器输出至所述偏置增益电路的档位设定参数为低档位参数；

在所述低档位参数的情况下，所述偏置增益电路依据所述低档位参数对所述第一模拟偏置电压信号进行衰减，以得到所述第二模拟偏置电压信号；其中，衰减倍数大于1；

所述偏置增益电路对所述第一模拟偏置电压信号的衰减倍数或放大倍数依据所述衰减网络的衰减倍数获取；所述衰减网络的每个所述衰减倍数对应一个所述第一模拟偏置电压信号的衰减倍数，所述衰减网络的每个所述衰减倍数对应一个所述第一模拟偏置电压信号的放大倍数。

2.如权利要求1所述的数字示波器，其特征在于，所述控制器用于依据所述数字示波器的当前垂直档位设置值，将所述档位设定参数发送至所述偏置增益电路，包括：当所述数字示波器的垂直档位设置值大于第一档位值时，所述控制器输出至所述偏置增益电路的所述档位设定参数为高档位参数；

在所述高档位参数的情况下，所述偏置增益电路依据所述高档位参数对所述第一模拟偏置电压信号进行放大，以得到所述第二模拟偏置电压信号；其中，放大倍数不小于1。

3.一种用于数字示波器的衰减温漂方法，其特征在于，所述数字示波器包括阻抗变换网络、偏置调节电路和衰减网络，所述衰减温漂方法包括：获取所述数字示波器的垂直档位设置值；

依据所述垂直档位设置值对所述数字示波器的偏置调节电路输出的偏置电压信号进行衰减或放大，并将衰减或放大后的所述偏置电压信号输出至所述数字示波器的阻抗变换网络，以使所述阻抗变换网络将衰减或放大后的所述偏置电压信号与所述数字示波器的衰减网络的输出信号进行叠加，使得所述数字示波器的显示波形的温漂现象得到衰减；

对所述偏置电压信号的衰减倍数或放大倍数依据所述衰减网络的衰减倍数获取；所述衰减网络的每个所述衰减倍数对应一个所述偏置电压信号的衰减倍数；

所述衰减网络的每个所述衰减倍数对应一个所述偏置电压信号的放大倍数。

4.如权利要求3所述的衰减温漂方法，其特征在于，所述依据所述垂直档位设置值对所述数字示波器的偏置调节电路输出的偏置电压信号进行衰减或放大，包括：当所述数字示波器的垂直档位设置值不大于第一档位值时，对所述数字示波器的偏置调节电路输出的偏置电压信号进行衰减；其中，衰减倍数大于1。

5.如权利要求3所述的衰减温漂方法，其特征在于，所述依据所述垂直档位设置值对所述数字示波器的偏置调节电路输出的偏置电压信号进行衰减或放大，包括：当所述数字示波器的垂直档位设置值大于第一档位值时，对所述数字示波器的偏置调节电路输出的偏置电压信号进行放大；其中，放大倍数不小于1。

6.如权利要求4或5任一项所述的衰减温漂方法，其特征在于，所述第一档位值为NmV，N为不大于5的正数。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述介质上存储有程序，所述程序能够被处理器执行以实现如权利要求3至6中任一项所述的衰减温漂方法。

说明书

一种用于数字示波器的衰减温漂方法和数字示波器

技术领域

[0001] 本发明涉及示波器技术领域，具体涉及一种用于数字示波器的衰减温漂方法和数字示波器。

背景技术

[0002] 数字示波器是设计、制造和维修电子设备不可或缺的工具，现在的示波器多以数字示波器为主，因具有波形触发、存储、显示、测量、分析等功能而日益普及，随着科技及市场需求的快速发展，数字示波器被认为是工程师们的眼睛，其将作为一种必要的工具而用来应对工程师们的测量挑战。尤其在电子电路开发过程中，需经常使用示波器调试和测量，测量精度越来越高，对示波器的性能要求也越来越高。现有示波器通过存储器、中央处理器（CPU）、可编程逻辑器件以及其外部器件来实现信号数据的采样、映射和显示，包括采样模块、数据预处理模块、采集控制模块和数据处理单元、数据映射单元、波形图形产生单元和显示屏；采样模块对信号数据进行采样，并将采样后的数据输入数据预处理模块中进行模拟信号数据和数字信号数据之间的延迟调整，再通过采集控制模块对信号数据进行采集和存储，数据处理单元对采集到的各通道信号数据进行处理，然后由数据映射单元将处理后的数据信号映射为二维波形数据并存入外部存储器(QDR)中，颜色转换单元将外部存储器(QDR)中的数据转换为RGB图形数据，接着显示单元再将波形数据与CPU生成的屏幕网格、菜单等数据进行合并处理，最后送给显示屏进行显示。示波器的前端模拟器件的参数容易受温度影响，在示波器上的表现是小电压档位显示波形漂移，当模拟器件周围的温度发生变化时，小电压的显示漂移现象更明显，降低了小信号的测量精度，进而影响用户测试。而且显示波形漂移程度与模拟器件的个体相关，最后表现出来的是不同的机器有不同波形漂移。因此需要设计一种衰减数字示波器的显示波形时产生温漂现象的方法。

发明内容

[0003] 本发明主要解决的技术问题是：如何衰减示波器因温度变化产生显示波形会产生温漂现象的技术问题。

[0004] 根据第一方面，本申请提供了一种数字示波器，包括控制器、衰减网络、阻抗变换网络、第一可调增益放大器、模数转换器、偏置调节电路、偏置增益电路、数模转换器和显示器；

[0005] 所述衰减网络与所述阻抗变换网络连接，所述衰减网络用于对输入所述数字示波器的输入信号进行衰减以得到第一调节信号，并将所述第一调节信号输出至所述阻抗变换网络；

[0006] 所述数模转换器分别与所述控制器和所述偏置调节电路连接，所述数模转换器用于将所述控制器输出的一数字信号的偏置编码转换为模拟信号的偏置编码信号，并将所述偏置编码信号发送至所述偏置调节电路；

[0007] 所述偏置调节电路与所述偏置增益电路连接，所述偏置调节电路用于依据所述偏置编码信号产生第一模拟偏置电压信号，并将所述第一模拟偏置电压信号发送至所述偏置增益电路；

[0008] 所述偏置增益电路与所述阻抗变换网络连接，所述偏置增益电路用于依据档位设定参数对所述第一模拟偏置电压信号进行衰减或放大，以得到第二模拟偏置电压信号，并将所述第二模拟偏置电压信号发送至所述阻抗变换网络；

[0009] 所述阻抗变换网络与所述第一可调增益放大器连接，所述阻抗变换网络用于依据所述第一调节信号和所述第二模拟偏置电压信号获取叠加信号，并将所述叠加信号发送至所述第一可调增益放大器；

[0010] 所述第一可调增益放大器分别与所述控制器和所述模数转换器连接，所述第一可调增益放大器用于依据所述控制器输出的配置增益参数对所述叠加信号进行放大或衰减，以得到第二调节信号，并将所述第二调节信号发送至所述模数转换器；

[0011] 所述模数转换器与所述控制器连接，所述模数转换器用于将所述第二调节信号转换为数字波形信号，并将所述数字波形信号发送至所述控制器；

[0012] 所述控制器分别与所述显示器、所述偏置增益电路和所述数模转换器连接；所述控制器用于依据所述数字示波器的当前垂直档位设置值，将所述档位设定参数发送至所述偏置增益电路；所述控制器还用于将一预设的偏置调节参数发送至所述数模转换器，以使所述数模转换器将所述偏置调节参数转换为模拟信号的所述偏置编码信号；所述控制器还用于依据所述数字波形信号获取第一显示驱动信号，并将所述第一显示驱动信号发送至所述显示器，以用于所述显示器依据所述第一显示驱动信号显示第一波形信号。

[0013] 一实施例中，所述控制器用于依据所述数字示波器的当前垂直档位设置值，将所述档位设定参数发送至所述偏置增益电路，包括：

[0014] 当所述数字示波器的垂直档位设置值不大于第一档位值时，所述控制器输出至所述偏置增益电路的档位设定参数为低档位参数；

[0015] 在所述低档位参数的情况下，所述偏置增益电路依据所述低档位参数对所述第一模拟偏置电压信号进行衰减，以得到所述第二模拟偏置电压信号；其中，衰减倍数大于1。

[0016] 一实施例中，所述控制器用于依据所述数字示波器的当前垂直档位设置值，将所述档位设定参数发送至所述偏置增益电路，包括：

[0017] 当所述数字示波器的垂直档位设置值大于第一档位值时，所述控制器输出至所述偏置增益电路的所述档位设定参数为高档位参数；

[0018] 在所述高档位参数的情况下，所述偏置增益电路依据所述高档位参数对所述第一模拟偏置电压信号进行放大，以得到所述第二模拟偏置电压信号；其中，放大倍数不小于1。

[0019] 一实施例中，所述偏置增益电路对所述第一模拟偏置电压信号的衰减倍数或放大倍数依据所述衰减网络的衰减倍数获取；所述衰减网络的每个所述衰减倍数对应一个所述第一模拟偏置电压信号的衰减倍数，所述衰减网络的每个所述衰减倍数对应一个所述第一模拟偏置电压信号的放大倍数。

[0020] 根据第二方面，本申请提供了一种用于数字示波器的衰减温漂方法，所述数字示波器包括阻抗变换网络、偏置调节电路和衰减网络，所述衰减温漂方法包括：

[0021] 获取所述数字示波器的垂直档位设置值；

[0022] 依据所述垂直档位设置值对所述数字示波器的偏置调节电路输出的偏置电压信号进行衰减或放大，并将衰减或放大后的所述偏置电压信号输出至所述数字示波器的阻抗变换网络，以使所述阻抗变换网络将衰减或放大后的所述偏置电压信号与所述数字示波器的衰减网络的输出信号进行叠加，使得所述数字示波器的显示波形的温漂现象得到衰减。

[0023] 一实施例中，所述依据所述垂直档位设置值对所述数字示波器的偏置调节电路输出的偏置电压信号进行衰减或放大，包括：

[0024] 当所述数字示波器的垂直档位设置值不大于第一档位值时，对所述数字示波器的偏置调节电路输出的偏置电压信号进行衰减；其中，衰减倍数大于1。

[0025] 一实施例中，所述依据所述垂直档位设置值对所述数字示波器的偏置调节电路输出的偏置电压信号进行衰减或放大，包括：

[0026] 当所述数字示波器的垂直档位设置值大于第一档位值时，对所述数字示波器的偏置调节电路输出的偏置电压信号进行放大；其中，放大倍数不小于1。

[0027] 一实施例中，所述第一档位值为NmV，N为不大于5的正数。

[0028] 一实施例中，衰减温漂方法还包括：

[0029] 对所述偏置电压信号的衰减倍数或放大倍数依据所述衰减网络的衰减倍数获取；所述衰减网络的每个所述衰减倍数对应一个所述偏置电压信号的衰减倍数；

[0030] 所述衰减网络的每个所述衰减倍数对应一个所述偏置电压信号的放大倍数。

[0031] 根据第三方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述介质上存储有程序，所述程序能够被处理器执行以实现如第二方面所述的衰减温漂方法。

[0032] 本申请实施例中提供的一种用于数字示波器的衰减温漂方法，由于依据垂直档位设置值对偏置电压信号进行调节，实现对温漂现象的衰减，进而增强数字示波器的波形显示效果，以提高用户体验。

附图说明

[0033] 图1为一种数字示波器的结构示意图；

[0034] 图2为数字示波器无输入信号时显示波形未发生温漂的波形示意图；

[0035] 图3为数字示波器无输入信号时显示波形发生温漂的波形示意图；

[0036] 图4为一种实施例中数字示波器的结构示意图；

[0037] 图5为另一种实施例中数字示波器的结构示意图；

[0038] 图6为另一种实施例中用于数字示波器的衰减温漂方法的流程示意图。

具体实施方式

[0039] 下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

[0040] 另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

[0041] 本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。

[0042] 请参考图1，为一种数字示波器的结构示意图，数字示波器1包括衰减网络11、第一可调增益放大器12、模数转换器13、控制器14、显示器15、数模转换器16、偏置调节电路17和阻抗变换网络18。其中，衰减网络11用于对输入数字示波器1的待处理信号进行衰减调节，来调整电路中信号的大小，最终输出第一调节信号。这里输入的信号可以是模拟信号，那么输出的第一调节信号同样是模拟信号。衰减网络11可以有一倍衰减、十倍衰减、几十倍衰减到一百倍衰减，这里不做限制。由于衰减网络11是数字示波器中常用的模拟信号处理器件，属于现有技术，所以这里不再进行赘述。第一可调增益放大器12用于对第一调节信号进行放大调节，以输出第二调节信号。这里的第一可调增益放大器12又称可变增益放大器（VGA），其主要作用是调节信号的放大倍数，例如对于电压为1mV的第一调节信号，若可调增益放大器的增益是1000，则输出的第二调节信号的电压为1V。第一可调增益放大器12起到一个细调作用，其放大倍数可为零点几倍、几十倍、几百倍、几千倍不等，这里不做限制。由于第一可调增益放大器12是数字示波器中常用的模拟信号处理器件，属于现有技术，所以这里不再进行赘述。模数转换器13又称ADC，用于对第二调节信号进行模数转换，以输出信号的数字波形数据。由于模数转换器13是数字示波器中常用的模拟信号处理器件，属于现有技术，所以这里不再进行赘述。控制器14与模数转换器13连接，控制器14包括波形处理单元141和中央处理单元142，波形处理单元141用于对数字波形信号进行精度调节，以及根据精度调节后得到的第一波形。显示器15与控制器14连接，用于显示第一波形。中央处理单元142可以是CPU等运算处理器件，中央处理单元142通过模数转换器16与偏置调节电路17连接，中央处理单元142依次设置信号的波形中每一行显示像素所对应的第一配置值，利用多个第一配置值改变信号的波形中多行显示像素对应的偏置编码。中央处理单元142还用于判断当前设置的第一配置值引起配置编码发生改变时，将改变后的偏置编码通过数模转换器16发送给偏置调节电路17，以使得偏置调节电路17根据改变后的偏置编码对对应的多行显示像素进行偏置显示调整，且将第二配置值复位。示波器的前端电路都是模拟信号，数模转换器16用于将数字信号偏置编码转换为模拟信号后输出给偏置调节电路17。偏置调节电路17用于响应于第一配置值以产生多个模拟偏置电压信号。由于偏置调节电路17是数字示波器中常用的数字信号处理器件，属于现有技术，所以这里不再进行赘述。阻抗变换网络18与衰减网络11、第一可调增益放大器12和偏置调节电路17连接，用于利用偏置调节电路17产生的多个模拟偏置电压信号对衰减网络输出的第一调节信号进行信号叠加，形成新的第一调节信号且输入至第一可调增益放大器12，以使得第一可调增益放大器12对新的第一调节信号进行放大调节且形成新的第二调节信号，也使得模数转换器13对新的第二调节信号进行模数转换后输出信号的新的数字波形数据。波形处理单元141可以是FPGA等可编程逻辑处理器件。中央处理单元142还与第一可调增益放大器12连接，用于对第一可调增益放大器12的增益进行配置。该中央处理单元142还用于生成信号的波形的配置菜单（这里的配置菜单可以包括状态栏、网络等项目），且将该配置菜单发送至波形处理单元141，以使得波形处理单元141将配置菜单与信号的波形进行显示叠加，得到显示叠加数据。那么，中央处理单元142还用于将显示叠加数据发送至显示器以进行显示。

[0043] 请参考图2和图3，分别是示波器无输入信号时显示波形未发生温漂和发生温漂的波形示意图，示波器的模拟前端大部分由模拟器件组成，模拟器件的参数容易受温度影响。其中，在示波器上的表现是小电压档位显示波形漂移，当模拟器件周围的温度发生变化时，小电压的显示波形将发生变化，这种现象影响用户测试。引起显示波形发生漂移的模拟器件主要包括数模转换器和偏置调节电路，数模转换器和偏置调节电路为输入信号提供直流偏移，在示波器中称为“OFFSET”。温漂主要是由数模转换器引起的。因为温漂的存在，即使校准后，当温度发生变化后，小电压档位在没有信号输入的情况下，零平线还会偏离零点。
基于上述显示波形发生温漂的原因分析，在专利申请号为202110445185.7发明名称为《用于数字示波器的温漂补偿方法、电路和数字示波器》的专利文献中公开了一种用于数字示波器的温漂补偿方法，通过增加的一个温度传感器来监测数字示波器的温度，以依据监测获取的温度值输出温漂偏移调理电信号发送至偏置调节电路，以实现对数字示波器的显示波形进行温漂补偿。该方法在温度变化缓缓的环境中可以改善温漂，但当温度发生急剧变化时，温度传感器测量的温度和偏移电路的实际温度出现滞后，这样会导致补偿过度。而且一直进行温度监测和偏移补偿也会增加系统的算力负担。

[0044] 请参考图4，为一种实施例中数字示波器的结构示意图，偏置调节电路17输出的模拟偏置电压信号的范围是‑5V和5V之间。衰减网络11包括第一无源衰减模块111和第二无源衰减模块112，第一无源衰减模块111和第二无源衰减模块112都为10倍的无源衰减模块，输入信号VIN可以被衰减网络11衰减10倍或者直接通过（不衰减）。所以到达阻抗变换网络18的信号大小有3种，分别是VIN、VIN/10和VIN/100。阻抗变换网络18相当于加法器，把经过衰减网络11后的输入信号VIN和偏置调节电路17输出的模拟偏置电压信号相加后输出到第一可调增益放大器12。则模拟偏置电压信号和输入信号VIN偏移的关系，即可调偏移范围为：

[0045] 当输入信号VIN不衰减（直通）时，从输入端口看进去的偏移范围为（‑5V，5V）；

[0046] 当输入信号VIN衰减10倍后，从输入端口看进去的偏移范围为（‑50V，50V）；

[0047] 当输入信号VIN衰减100倍后，从输入端口看进去的偏移范围为（‑500V，500V）。

[0048] 数字示波器的档位一般有1mV,2mV，5mV…10V等，这些档位先通过衰减网络11分为几个粗的范围，例如1mV到100mV档位输入的信号都比较小，不用进行无源衰减，可以直接送到阻抗变换网络18。再大一点档位就衰减10倍，最大的就衰减100倍。在同一个粗的范围内就依靠第一可调增益放大器12和数字增益去划分更细档位。根据对可调偏移范围的分析，如果偏置调节电路17输出的电压相同时，在同一个无源衰减范围的档位，偏移范围是相同的。在上面的例子中，1mV和100mV的档位偏移范围都是（‑5V，5V）。但实际应用中，小档位用不着那么大的偏移电压范围。例如1mV的档位能进行±5V的电压偏移，在实际应用中意义不大，反而使小档位的温漂性能变差。

[0049] 基于上述关于可调偏移范围的分析，本申请实施例中公开数字示波器在偏置调节电路和阻抗变换网络之间增加一个可调的偏置增益电路。这样在衰减网络使用同一个无源衰减档位时，也可以根据实际应用情况使偏置调节电路输出不同的偏置电压范围。当在衰减网络设置为小档位时，对偏置调节电路输出的偏置电压信号进行衰减，这样可以同时衰减温漂现象，进而改善衰减网络设置在小档位的温漂问题，使得数字示波器因温度变换产生的显示波形温漂现象得到衰弱，从而增强波形显示的视觉效果，提高了用户的观察体验。

[0050] 下面将结合实施例对本申请的技术方案做具体说明。

[0051] 实施例一

[0052] 请参考图5，为另一种实施例中数字示波器的结构示意图，数字示波器1包括控制器14、衰减网络11、阻抗变换网络18、第一可调增益放大器12、模数转换器13、偏置调节电路17、偏置增益电路19、数模转换器16和显示器15。衰减网络11与阻抗变换网络18连接，衰减网络11用于对输入数字示波器1的输入信号VIN进行衰减以得到第一调节信号VIN1，并将第一调节信号VIN1输出至阻抗变换网络18。数模转换器16分别与控制器14和偏置调节电路17连接，数模转换器16用于将控制器14输出的一数字信号的偏置编码转换为模拟信号的偏置编码信号VDAC，并将偏置编码信号VDAC发送至偏置调节电路17。偏置调节电路17与偏置增益电路19连接，偏置调节电路17用于依据偏置编码信号VDAC产生第一模拟偏置电压信号Voffset1，并将第一模拟偏置电压信号Voffset1发送至偏置增益电路19。偏置增益电路19与阻抗变换网络18连接，偏置增益电路19用于依据档位设定参数对第一模拟偏置电压信号Voffset1进行衰减或放大，以得到第二模拟偏置电压信号Voffset2，并将第二模拟偏置电压信号Voffset2发送至阻抗变换网络18。阻抗变换网络18与第一可调增益放大器12连接，阻抗变换网络18用于依据第一调节信号VIN1和第二模拟偏置电压信号Voffset2获取叠加信号VIN2，并将叠加信号VIN2发送至第一可调增益放大器12。第一可调增益放大器12分别与控制器14和模数转换器13连接，第一可调增益放大器12用于依据控制器14输出的配置增益参数对叠加信号VIN2进行放大或衰减，以得到第二调节信号，并将第二调节信号发送至模数转换器13。模数转换器13与控制器14连接，模数转换器13用于将第二调节信号转换为数字波形信号，并将数字波形信号发送至控制器14。控制器14分别与显示器15、偏置增益电路19和数模转换器16连接。控制器14用于依据数字示波器1的垂直档位设置值，将档位设定参数输出至偏置增益电路19。控制器14还用于将一预设的偏置调节参数发送至数模转换器
16，以使数模转换器16将偏置调节参数转换为模拟信号的偏置编码信号VDAC。控制器14还用于依据数字波形信号获取第一显示驱动信号，并将第一显示驱动信号发送至显示器15，以用于显示器15依据第一显示驱动信号显示第一波形信号。其中，控制器14输出的偏置调节参数用于对第一波形信号进行调整，每个垂直档位设置值对应一个档位设定参数。

[0053] 一实施例中，当数字示波器1的垂直档位设置值不大于第一档位值时，控制器14输出至偏置增益电路19的档位设定参数为低档位参数，且在低档位参数的情况下，偏置增益电路19依据低档位参数对第一模拟偏置电压信号Voffset1进行衰减，以得到第二模拟偏置电压信号Voffset2，其中，衰减倍数大于1；当数字示波器1的垂直档位设置值大于第一档位值时，控制器14输出至偏置增益电路19的档位设定参数为高档位参数，且在高档位参数的情况下，偏置增益电路19依据高档位参数对第一模拟偏置电压信号Voffset1进行放大，以得到第二模拟偏置电压信号Voffset2，其中，放大倍数不小于1。一实施例中，第一档位值为NmV，N为小于5的正数。

[0054] 其中，偏置增益电路19对第一模拟偏置电压信号Voffset1的衰减倍数或放大倍数依据衰减网络11的衰减倍数获取。衰减网络11的每个衰减倍数对应一个第一模拟偏置电压信号Voffset1的衰减倍数，衰减网络11的每个衰减倍数对应一个第一模拟偏置电压信号Voffset1的放大倍数。

[0055] 在本申请实施例中，如图5所示，输入信号VIN经过衰减网络11后的信号为第一调节信号VIN1。数模转换器16输出的偏置编码信号VDAC，因为数模转换器16一般只能输出正向电压，所以还需要偏置调节电路17把正向电压转换为正负电压的第一模拟偏置电压信号Voffset1，然后经过偏置增益电路放大或衰减后输出第二模拟偏置电压信号Voffset2，则：

[0056] Voffset2= Voffset1*G3；

[0057] 其中，G3为偏置增益电路19的放大或衰减的倍数。

[0058] 因为阻抗变换网络18相当于加法器，所以：

[0059] VIN2=VIN*G1+ Voffset1*G3；       （1）

[0060] 变换后可得：

[0061] VIN=(VIN2‑Voffset1*G3)/G1；        （2）

[0062] 其中，叠加信号VIN2根据模数转换器13获得的码字计算得到，第一模拟偏置电压信号Vosffset1根据数模转换器16的控制码字计算得到，G1是衰减网络11的放大和衰减的倍数，可通过校准获得，G3是已知量，根据公式（2）可以计算得到输入信号VIN的大小。其中，偏置增益电路19的放大或衰减的倍数G3由控制器14控制，放大倍数可以不小于1，衰减倍数可以大于1。

[0063] 在使用低档位参数时，控制器14控制G3的增益小于1，这样可以降低低档位的温漂。下面通过公式说明是如何降低温漂的。

[0064] 根据已有知识，小档位温漂（例如1mV）主要叠加在第一模拟偏置电压信号Voffset1上（参考《CN202110445185.7用于数字示波器的温漂补偿方法、电路和数字示波器》），而温漂来源有模数转换器的参考电压温漂、输出电压温漂、调理电路放大器和电阻的温漂等。假设第一模拟偏置电压信号Voffset1叠加的温漂电压是△VT1，那么叠加温漂计算到输入电压公式为：

[0065] VINT=(VIN2‑(Voffset1+△VT1)*G3)/G1；  （3）

[0066] 依据公式（3）和公式（2）可得到体现到输入端的温漂△VT为：

[0067] △VT=‑(△VT1*G3)/G1；                 （4）

[0068] 偏移范围为Voffset1*G3/G1；            （5）

[0069] 令G3=1；那么改良前的体现在输入端的温漂为：

[0070] △VT =‑△VT1/G1；

[0071] 改良后，根据公式（4），在低档位时，把偏置增益电路19的增益G3设置小于1，就可以减小体现在输入端的温漂。偏移范围会是改良前的G3倍，但在小档位中依然够用了。在温漂影响不大的大档位，偏置增益电路19的增益G3设置为较大值。

[0072] 一实施例中，对第一模拟偏置电压信号的衰减倍数或放大倍数G3依据衰减网络的衰减倍数G1获取，衰减网络11的每个衰减倍数G1对应一个偏置电压信号的衰减倍数G3。一实施例中，衰减网络11的每个衰减倍数G1对应一个温漂偏置电压信号的放大倍数G3。涉及偏置电压信号的校准，即需要校准出数模转换器16的码字和体现在衰减网络11的输入端偏移电压的对应关系。改良前的偏移电压范围为Voffset1/G1，其中，G1为衰减网络的增益。根据G1增益的数量进行相应的校准就行了。例如G1增益有1和0.1，需要在增益为1下校准一组参数，在增益为0.1下校准一组参数。改良后的偏移电压范围为Voffset1*G3/G1，所以需要校准多一些参数。分别按照（G1,G3）不同的组合进行校准。

[0073] 在本实施例中公开的数字示波器包括控制器、衰减网络、阻抗变换网络、第一可调增益放大器、模数转换器、偏置调节电路、偏置增益电路、数模转换器和显示器。由于在偏置调节电路和阻抗变换网络之间增加一个可调的偏置增益电路。这样在衰减网络使用同一个无源衰减档位时，也可以根据实际应用情况使偏置调节电路输出不同的偏置电压范围。当在衰减网络设置为小档位时，对偏置调节电路输出的偏置电压信号进行衰减，这样可以同时衰减温漂现象，进而改善衰减网络设置在小档位的温漂问题，使得数字示波器因温度变换产生的显示波形温漂现象得到衰弱，从而增强波形显示的视觉效果，提高了用户的观察体验。

[0074] 实施例二

[0075] 请参考图6，为另一种实施例中用于数字示波器的衰减温漂方法的流程示意图，数字示波器包括阻抗变换网络、偏置调节电路和衰减网络，衰减温漂方法包括：

[0076] 步骤100，获取数字示波器的垂直档位设置值；

[0077] 步骤200，调节偏置电压信号；

[0078] 依据垂直档位设置值对数字示波器的偏置调节电路输出的偏置电压信号进行衰减或放大，并将衰减或放大后的偏置电压信号输出至阻抗变换网络，以使阻抗变换网络将衰减或放大后的偏置电压信号与数字示波器的衰减网络的输出信号进行叠加，使得数字示波器的显示波形的温漂现象得到衰减。其中，当数字示波器的垂直档位设置值不大于第一档位值时，对偏置调节电路输出的偏置电压信号进行衰减，且衰减倍数大于1。当数字示波器的垂直档位设置值大于第一档位值时，对偏置调节电路输出的偏置电压信号进行放大，且放大倍数不小于1。一实施例中，第一档位值为NmV，N为不大于5的正数。

[0079] 一实施例中，衰减温漂方法还包括：

[0080] 步骤300，获取衰减倍数或放大倍数。

[0081] 对偏置电压信号的衰减倍数或放大倍数依据衰减网络的衰减倍数获取。其中，衰减网络的每个衰减倍数对应一个偏置电压信号的衰减倍数，衰减网络的每个衰减倍数对应一个偏置电压信号的放大倍数。

[0082] 数字示波器在同一个无源衰减的增益下，小电压档位和大电压档位有同样大小的偏移电压范围，但在小电压档位中，大偏移范围实际应用意义不大。在本实施例中，在偏置调节电路和阻抗变换网络中间增加一个可调偏置增益电路。在同一个无源衰减的增益下，小电压档位和大电压档位具有不同大小的偏置电压范围，小档位有较小的偏置电压范围，大档位有较大的偏置电压范围。而小档位较小的偏置电压范围通过设置偏置增益电路的增益小于1来实现，相当于衰减，同时对前面产生的温漂电压也进行了衰减，起到减小温漂的作用。本申请实施例中公开的衰减温漂方法，从硬件的角度去改善温漂，具有更好的实时性，并不增加系统的算力负担。

[0083] 本申请公开的衰减温漂方法，首先获取数字示波器的垂直档位设置值；然后依据垂直档位设置值对偏置调节电路输出的偏置电压信号进行衰减或放大，并将衰减或放大后的偏置电压信号输出至阻抗变换网络，以使阻抗变换网络将衰减或放大后的偏置电压信号与衰减网络的输出信号进行叠加，进而使得数字示波器显示波形时的温漂现象得到衰减。由于依据垂直档位设置值对偏置电压信号进行调节，实现对温漂现象的衰减，进而增强数字示波器的波形显示效果，以提高用户体验。

[0084] 本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。

[0085] 以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。