波形映射技術(shù)及其在數(shù)字存儲(chǔ)示波器中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的計(jì)算機(jī)和通信系統(tǒng)都采用高速串行總線，以期在芯片、背板以及系統(tǒng)設(shè)備間高速的傳送數(shù)據(jù)，然而在數(shù)據(jù)傳輸過程中，任何微小的高速時(shí)鐘和數(shù)據(jù)抖動(dòng)都會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的影響。這種發(fā)展趨勢(shì)給以數(shù)字示波器為代表的數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)提出了新的要求，如何幫助用戶快速的發(fā)現(xiàn)、捕獲和測(cè)量信號(hào)異常已經(jīng)成為該類儀器系統(tǒng)設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵。
　　然而，高速的數(shù)據(jù)采集和慢速顯示之間的矛盾制約著數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用，如何在

2、現(xiàn)有硬件水平下最大限度的提高系統(tǒng)的波形捕獲和處理能力是該研究領(lǐng)域中面臨的重大難題。本文在國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“GSa/s級(jí)并行采樣技術(shù)及綜合校準(zhǔn)方法研究（No.60772145）”和國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“大規(guī)模并行取樣處理及超寬帶數(shù)字存儲(chǔ)示波器研究（No.60827001）”的支持下，結(jié)合攻讀博士學(xué)位期間承擔(dān)的縱向電子儀器研究任務(wù)和橫向合作項(xiàng)目，以波形映射技術(shù)為主線，主要就下幾個(gè)方面展開了深入的研究：
　?。?）基于Cac

3、he結(jié)構(gòu)的波形映射系統(tǒng)研究。在對(duì)系統(tǒng)波形映射結(jié)構(gòu)和被測(cè)信號(hào)統(tǒng)計(jì)特征進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，提出了基于Cache結(jié)構(gòu)的波形映射技術(shù)，推導(dǎo)了該波形映射系統(tǒng)波形捕獲率的理論計(jì)算公式，建立了基于直接映射和組相聯(lián)映射技術(shù)的波形映射模型。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，使用該技術(shù)可以成倍的提高了系統(tǒng)的波形捕獲率。
　?。?）異常檢測(cè)技術(shù)。從異常檢測(cè)的角度，分析了波形映射過程的工作效率，研究了一種基于波形數(shù)據(jù)直方圖的異常波形檢測(cè)技術(shù)，推導(dǎo)了在該技術(shù)下波形映射系統(tǒng)的波

4、形捕獲率的理論計(jì)算公式。利用該技術(shù)大大提高了系統(tǒng)的捕獲異常的概率。
　　（3）三維波形亮度調(diào)節(jié)和校正技術(shù)。研究了三維波形的亮度調(diào)節(jié)和校正技術(shù)，建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，結(jié)合波形映射技術(shù)，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了亮度調(diào)節(jié)和校正技術(shù)的有效性和工程應(yīng)用價(jià)值。
　?。?）三維波形數(shù)據(jù)分析技術(shù)。從分析三維波形數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)入手，提出了針對(duì)三維波形數(shù)據(jù)庫的波形參數(shù)測(cè)量算法，在保證算法可靠性和精度的前提下，對(duì)基于傳統(tǒng)直方圖的參數(shù)測(cè)量方法進(jìn)行了改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)