專利名稱：光柵化控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將采集的數(shù)據(jù)-地址對(duì)光柵化，以便準(zhǔn)備它們所包含的用于數(shù)字示波器的光柵掃描顯示的數(shù)據(jù)，并且更具體地涉及在低觸發(fā)速率或者不存在觸發(fā)速率以及由此產(chǎn)生的缺少光柵化波形的情況下這種示波器如何工作。
現(xiàn)代數(shù)字示波器通常采集代表電信號(hào)隨時(shí)間的變化過(guò)程的輸入數(shù)據(jù)并且將其數(shù)字化。由此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)-地址對(duì)通常被“光柵化”，以便將它們變換成供光柵掃描顯示器顯示的二維位圖。象計(jì)算機(jī)監(jiān)視器中那樣的光柵掃描顯示器使用以行和列的形式排列的二維象素矩陣。
雖然這種顯示器可以僅僅具有與每一個(gè)象素位置相聯(lián)系的一位亮度信息并且因此而被限于把象素的亮度接通或者斷開，但是，較昂貴的光柵掃描顯示器使用較大的與每一個(gè)象素相關(guān)的存儲(chǔ)深度并且由此而實(shí)現(xiàn)用于顯示器中每一個(gè)象素的亮度選擇的灰度譜。
灰度光柵掃描顯示器還可以提供“可變余輝”，這是一種在沒(méi)有新的亮度信息加到象素上時(shí)用戶用來(lái)控制每一個(gè)照亮的象素的亮度隨著時(shí)間多快或者多慢地下降的方法。當(dāng)采集并且顯示新的波形時(shí)，使存儲(chǔ)的與這些波形相關(guān)的位置上的各個(gè)象素的亮度值按照一定的增量值變亮。在每個(gè)顯示周期還使所有照亮的象素減量。作為重復(fù)波形的波形顯示部分的象素最終獲得最大亮度值并且被明亮地顯示出來(lái)，而作為波形的間歇特征部分的象素則以比較暗的形式出現(xiàn)，后者的亮度取決于所述波形的間歇部分隔多久出現(xiàn)一次以及因此它們隔多久接收亮度值的附加增量。
無(wú)限長(zhǎng)余輝指的是照亮的象素的亮度完全不減小時(shí)示波器顯示的變化過(guò)程。當(dāng)用戶選擇這種顯示方式時(shí)，只把亮度數(shù)據(jù)加到象素值上，從來(lái)不從象素值減去亮度值。在這種方式下，所有受到重復(fù)波形影響的象素最終都到達(dá)其最大亮度值并且停留在這種狀態(tài)直至改變所述顯示設(shè)置。
示波器可以采集新波形的速率以及因此而對(duì)它可以隔多久將用于顯示的新數(shù)據(jù)光柵化的限制取決于稱為“觸發(fā)速率”之類的量。對(duì)于所述示波器來(lái)說(shuō)，觸發(fā)信號(hào)表示某種外部事件已經(jīng)滿足確定適合于另一次數(shù)據(jù)采集的時(shí)間的預(yù)先建立的判據(jù)。在其最簡(jiǎn)單的形式中，每當(dāng)試驗(yàn)中的信號(hào)在特定方向上跨越特定的電平時(shí)就可以產(chǎn)生觸發(fā)脈中。每當(dāng)外部事件滿足預(yù)先建立的判據(jù)時(shí)，也稱為主事件觸發(fā)脈沖(MET)的“原始”觸發(fā)信號(hào)就變成有效的。但是，由于各種各樣的原因，示波器可能還沒(méi)有準(zhǔn)備好進(jìn)行另一次采集。原始觸發(fā)脈沖被忽略了，直至示波器本身再次處在進(jìn)行另一次采集的備用狀態(tài)。表示這種備用狀態(tài)的信號(hào)通常同所述MET進(jìn)行“與”運(yùn)算，以便產(chǎn)生MAT或者主允許觸發(fā)脈沖。這是一種控制數(shù)據(jù)采集時(shí)間的觸發(fā)信號(hào)，因?yàn)?，這意味著，對(duì)外部事件和示波器的剩余部分而言，現(xiàn)在都是采集另一個(gè)數(shù)據(jù)記錄的合適的時(shí)間。
當(dāng)出現(xiàn)MAT時(shí)，示波器完成一系列動(dòng)作，以便俘獲或者保持代表試驗(yàn)中的信號(hào)的變化過(guò)程的數(shù)據(jù)。如上所暗示的，所述觸發(fā)事件可以起動(dòng)數(shù)據(jù)俘獲，或者終止數(shù)據(jù)俘獲，或者在所采集的數(shù)據(jù)記錄的中間某處提供基準(zhǔn)點(diǎn)。環(huán)形數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)器的使用使所述觸發(fā)事件和實(shí)際數(shù)據(jù)俘獲時(shí)間之間的關(guān)系高度地可以調(diào)節(jié)。
但是，一旦已經(jīng)采集與特定的觸發(fā)事件相聯(lián)系的數(shù)據(jù)，對(duì)于所述儀器來(lái)說(shuō)，在它能夠起動(dòng)所述數(shù)據(jù)的光柵化之前，仍然需要進(jìn)行某些附加操作。例如，在具有快進(jìn)慢出(FISO)的前端的儀器中，在所述數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好進(jìn)行光柵化之前，必須將所述數(shù)據(jù)移出所述前端并且移進(jìn)速度較慢的采集存儲(chǔ)器中。與這種特定的動(dòng)作相聯(lián)系的時(shí)間也將推遲儀器準(zhǔn)備好進(jìn)行另一次數(shù)據(jù)采集的時(shí)間。
雖然數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔和波形光柵化周期可以同時(shí)在寬的范圍內(nèi)變化，但是，通常希望盡力使它們同時(shí)發(fā)生，以便使信息吞吐量達(dá)到最大值。但是，在某些情況下，MET或者外部觸發(fā)脈沖的速率是高度地可變的。這會(huì)導(dǎo)致信號(hào)強(qiáng)度的變化，后者會(huì)刺激用戶或者使用戶感到失望。
當(dāng)先有技術(shù)的數(shù)字示波器使用它們的余輝方式(即，不處在無(wú)限長(zhǎng)余輝方式)時(shí)，它們以傳統(tǒng)的方式對(duì)缺乏觸發(fā)脈沖起反應(yīng)，其方法是連續(xù)地降低所顯示的波形的亮度等級(jí)，直至該亮度等級(jí)到達(dá)零而波形逐漸消失。如果降低觸發(fā)速率，但繼續(xù)出現(xiàn)某些觸發(fā)脈沖，那么，更新顯示的波形少了并且感覺(jué)亮度衰落到可能難于使用的等級(jí)。為了處理這種情況，大多數(shù)數(shù)字示波器具有“亮度”控制裝置，后者使用戶可以改變各個(gè)象素的亮度值遞減的量，從而增加每個(gè)波形的余輝，于是使所述顯示變亮。但是，如果連續(xù)地變更所述觸發(fā)脈沖速率，則這也會(huì)使用戶受到刺激或者感到失望。
如果在已經(jīng)調(diào)節(jié)亮度控制裝置以補(bǔ)償降低的觸發(fā)脈沖速率之后觸發(fā)脈沖速率又要提高，那么，所述波形顯示將傾向于使每一個(gè)照亮的象素的亮度達(dá)到最大值，從而使所述顯示“飽和”。因此，在可變觸發(fā)脈沖速率的情況下，由于在努力產(chǎn)生具有令人滿意的亮度的顯示的過(guò)程中需要不斷地調(diào)節(jié)亮度控制裝置，所以用戶可能非常失望。希望在變化起伏的觸發(fā)脈沖速率的情況下有某種連續(xù)地提供有用的顯示的方法。因此，雖然在具有余輝的多位光柵掃描的范圍內(nèi)已經(jīng)討論過(guò)這個(gè)問(wèn)題，但是，一種理想的解決方法還應(yīng)當(dāng)為一位光柵化而努力。
根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)或者多個(gè)最近采集的波形數(shù)據(jù)組在它們最初被光柵化之后被保存在存儲(chǔ)器中。當(dāng)觸發(fā)脈沖和波形采集速率變成如此低，使得光柵化器時(shí)間被浪費(fèi)時(shí)，先前最新采集的波形中的一個(gè)或者多個(gè)被自動(dòng)地再光柵化和再顯示，以便保持所述顯示直至可以獲得新近采集的波形。可以借助于預(yù)定的或者可編程的時(shí)延來(lái)限制所述光柵化器的將先前光柵化的波形數(shù)據(jù)組再光柵化的備用狀態(tài)，從而為外部電路和控制器提供更多的靈活性，以便將光柵化器的工作情況的利用最佳化。


圖1是舉例說(shuō)明根據(jù)先有技術(shù)如何控制光柵化過(guò)程的邏輯圖。
圖2是舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明如何控制光柵化過(guò)程的邏輯圖。
首先參考圖1，根據(jù)先有技術(shù)的光柵化器工作情況只是等待新的波形成為可用的(10)，并且僅僅在新的波形成為可用的之后才繼續(xù)光柵化過(guò)程(12)。
現(xiàn)在參考圖2，根據(jù)本發(fā)明，如果在先前的光柵化之后新的波形或者與新的波形相聯(lián)系的觸發(fā)脈沖尚未可得到，則判別框10產(chǎn)生“否”。這個(gè)“否”起動(dòng)在判別框11中涉及的所述延遲時(shí)間間隔。在所述延遲時(shí)間間隔繼續(xù)的時(shí)候，判別框11的“否”輸出信號(hào)繼續(xù)不斷把所述邏輯查詢送回判別框10，后者正在等待關(guān)于已經(jīng)接收到新觸發(fā)脈沖信號(hào)以及新的波形將馬上可以得到的信息的到來(lái)。如果在預(yù)定的延遲時(shí)間間隔11內(nèi)未接收到這樣的信息，則判別框11產(chǎn)生“是”的結(jié)果，然后光柵化器對(duì)先前光柵化的波形數(shù)據(jù)組進(jìn)行再光柵化13。在某些情況下，在新波形數(shù)據(jù)的可用性使判別框10得到滿足之前，可能需要對(duì)先前光柵化的數(shù)據(jù)系列進(jìn)行不止一次的再光柵化。于是，在一種替代的實(shí)施方案中，可以通過(guò)方框13的操作對(duì)先前光柵化的數(shù)據(jù)系列進(jìn)行不止一次的再光柵化。
在用硬件實(shí)現(xiàn)的一個(gè)實(shí)施例中，由計(jì)數(shù)器/定時(shí)器提供框11的所述延遲時(shí)間間隔。只要框12和13中涉及的光柵化器正運(yùn)行，或者當(dāng)已經(jīng)接收到與下一個(gè)波形相聯(lián)系的觸發(fā)脈沖、即從判別框10產(chǎn)生“是”時(shí)，就不斷地將所述計(jì)數(shù)器/定時(shí)器復(fù)位或者初始化為零。在無(wú)當(dāng)前光柵化過(guò)程時(shí)，并且如果未接收到新的觸發(fā)脈沖，則去掉所述復(fù)位或者初始化信號(hào)并且使所述計(jì)數(shù)器/定時(shí)器可以對(duì)所述延遲時(shí)間間隔計(jì)時(shí)，除非它被另一個(gè)觸發(fā)脈沖的可用性以及該觸發(fā)脈沖包含的新的波形的可用性所中斷和復(fù)位。
應(yīng)當(dāng)指出，可以把所述“等待時(shí)間”值設(shè)置為零，有效地從本發(fā)明的方法中刪去判別框11。在刪去判別框11或者將其等待時(shí)間設(shè)置為零的情況下，如果沒(méi)有觸發(fā)脈沖表示新的波形數(shù)據(jù)可以利用，那么，一旦完成先前的光柵化過(guò)程，就立即開始老的波形的光柵化。
設(shè)置所述等待時(shí)間的能力是一種通用的控制輸入信號(hào)，它使得可以在各種工作環(huán)境下優(yōu)化這種再光柵化技術(shù)。由于波形數(shù)據(jù)采集時(shí)間與光柵化過(guò)程所花費(fèi)的時(shí)間可以具有各種關(guān)系，所以，有可能希望把開始再光柵化之前的所述等待時(shí)間加長(zhǎng)、縮短或者使其等于零。如果與將新的波形光柵化所花費(fèi)的時(shí)間相比較可以非?？斓夭杉鲂碌牟ㄐ?，則應(yīng)當(dāng)將所述等待時(shí)間設(shè)置為足夠長(zhǎng)足以確保光柵化器等待下一個(gè)新的波形的到來(lái)，而不是開始任何再光柵化過(guò)程。但是，如果與采集新的波形相比較，可以快的多地實(shí)現(xiàn)光柵化，那么，短的等待時(shí)間或者沒(méi)有等待時(shí)間將使光柵化器可以在等待下一個(gè)新的波形的可利用時(shí)進(jìn)行再光柵化的重復(fù)循環(huán)。所述儀器中的軟件可以獲得關(guān)于內(nèi)部觸發(fā)脈沖速率、觸發(fā)脈沖處理時(shí)間、以及光柵化過(guò)程所需的時(shí)間的信息，于是，所述軟件可以從這種信息導(dǎo)出所需要的關(guān)于延遲時(shí)間間隔的設(shè)置。如何利用所述延遲時(shí)間間隔已經(jīng)超出本發(fā)明的范圍，但是提供對(duì)這種延遲時(shí)間間隔進(jìn)行編程和使用的能力卻在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
在某些情況下還可能要求修改由框13限定的工作情況、使得在返回判別框10以確定是否有新的波形可利用之前將不止一個(gè)數(shù)據(jù)-地址對(duì)系列光柵化。
還應(yīng)當(dāng)指出，這種技術(shù)尤其適用于在進(jìn)行光柵化過(guò)程中具有某種隨機(jī)元件的光柵化器。例如，通過(guò)引證而被結(jié)合的、授予Meadows等人的關(guān)于“具有快采集系統(tǒng)的數(shù)字示波器的慢顯示方法”的美國(guó)專利5412579描述一種示波器系統(tǒng)，其中，把各次采集復(fù)合在交替的(也稱為“乒乓方式”)顯示緩沖存儲(chǔ)器中，使得在一個(gè)顯示緩沖存儲(chǔ)器的內(nèi)容正用于向用戶顯示數(shù)據(jù)的同時(shí)，另一個(gè)顯示緩沖存儲(chǔ)器正用于收集和復(fù)合更多的數(shù)據(jù)。
這種設(shè)計(jì)的慢顯示僅僅提供每個(gè)象素一位亮度數(shù)據(jù)，因此不具有模擬式灰度等級(jí)能力。雖然如此，所述兩個(gè)每個(gè)象素一位的光柵存儲(chǔ)器用于給操作者某種存在間歇信號(hào)的指示。這是利用將過(guò)程隨機(jī)化以便限制把最近的波形復(fù)合到先前累積的波形中。利用這種方法，間斷性足夠大的那些波形僅表現(xiàn)為虛線，同時(shí)，大部分時(shí)間出現(xiàn)的波形通常以完全填滿的形式出現(xiàn)。由于本實(shí)施方案的每個(gè)象素一位的限制，所以，往往把極其稀疏的和不那么稀疏的波形分別錯(cuò)誤地識(shí)別為看不清或者始終存在。
由Sullivan等人提出的關(guān)于“稀疏向量光柵化過(guò)程”的共同未決的申請(qǐng)(代理人卷號(hào)DF-6377)說(shuō)明光柵化器使用的另一種形式的隨機(jī)化過(guò)程的應(yīng)用。它利用將從零開始的隨機(jī)偏移量和算出的順序的位置之間的不變?cè)隽肯嘟M合、同時(shí)用隨機(jī)確定的偏移對(duì)上述位置進(jìn)行索引，來(lái)沿著向量分布象素修正。
總之，如上所述，在其輸出中包含某種形式的隨機(jī)化過(guò)程的光柵化方案理想地適合于本發(fā)明的再光柵化過(guò)程。完全不包含任何隨機(jī)功能的光柵化過(guò)程在重復(fù)地將單個(gè)波形光柵化時(shí)將產(chǎn)生靜態(tài)顯示。這可能是這樣一種情況不止一個(gè)波形的再光柵化可能產(chǎn)生更自然和更有效的外觀顯示。
雖然已經(jīng)顯示和描述了本發(fā)明的最佳實(shí)施例，但是，對(duì)于本專業(yè)的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，顯然，可以在不脫離本發(fā)明的情況下、在其更寬的范圍內(nèi)進(jìn)行許多變化和修改。因此，隨后的權(quán)利要求書企圖覆蓋授予本專利的相應(yīng)國(guó)家的專利法允許的所有這些變化和修改。
權(quán)利要求
1．一種在電子數(shù)據(jù)獲取儀器中控制光柵化動(dòng)作以便產(chǎn)生波形顯示的方法，所述方法包括以下步驟(a)重復(fù)地獲取新的代表電子信號(hào)波形的數(shù)據(jù)系列，并且把所述數(shù)據(jù)系列以數(shù)據(jù)-地址對(duì)系列的形式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中；(b)把來(lái)自所述存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)-地址對(duì)系列光柵化，以便產(chǎn)生用于存儲(chǔ)在光柵存儲(chǔ)器中的光柵掃描顯示圖象；(c)判定新的數(shù)據(jù)-地址對(duì)系列是否準(zhǔn)備好進(jìn)行光柵化；(d)如果根據(jù)步驟(c)的判定，新的數(shù)據(jù)-地址對(duì)系列已準(zhǔn)備好進(jìn)行光柵化，則對(duì)新的數(shù)據(jù)-地址對(duì)系列執(zhí)行步驟(b)；以及(e)如果根據(jù)步驟(c)的判定，新的數(shù)據(jù)-地址對(duì)系列沒(méi)準(zhǔn)備好進(jìn)行光柵化，則再次對(duì)先前光柵化的數(shù)據(jù)-地址對(duì)系列執(zhí)行步驟(a)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的控制光柵化動(dòng)作的方法，其特征在于所述判定步驟(c)包括以下步驟(c1)等待一段延遲時(shí)間間隔，以便看看新的數(shù)據(jù)-地址對(duì)系列是否變成準(zhǔn)備好進(jìn)行光柵化；(c2)如果新的數(shù)據(jù)-地址對(duì)準(zhǔn)備好或者變成準(zhǔn)備好進(jìn)行光柵化，則停止等待并進(jìn)行步驟(d)；(c3)在所述延遲時(shí)間間隔結(jié)束時(shí)進(jìn)行步驟(e)。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的控制光柵化動(dòng)作的方法，其特征在于所述延遲時(shí)間間隔是預(yù)置的和不變的。
4．根據(jù)權(quán)利要求2的控制光柵化動(dòng)作的方法，其特征在于所述延遲時(shí)間間隔是可變的。
5．根據(jù)權(quán)利要求2的控制光柵化動(dòng)作的方法，其特征在于所述延遲時(shí)間間隔是可變的并且工作期間處在所述電子數(shù)據(jù)獲取儀器的另一個(gè)元件的控制之下。
6．根據(jù)權(quán)利要求1的控制光柵化動(dòng)作的方法，其特征在于步驟(e)包括不止一次地執(zhí)行步驟(b)。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的控制光柵化動(dòng)作的方法，其特征在于步驟(e)包括對(duì)兩個(gè)或者更多個(gè)先前光柵化的數(shù)據(jù)-地址對(duì)系列執(zhí)行步驟(b)。
8．根據(jù)權(quán)利要求2的控制光柵化動(dòng)作的方法，其特征在于步驟(e)包括不止一次地執(zhí)行步驟(b)。
9．根據(jù)權(quán)利要求2的控制光柵化動(dòng)作的方法，其特征在于步驟(e)包括對(duì)兩個(gè)或者更多個(gè)先前光柵化的數(shù)據(jù)-地址對(duì)系列執(zhí)行步驟(b)。
全文摘要
一個(gè)或多個(gè)最近采集的波形數(shù)據(jù)組在最初被光柵化后被保存在存儲(chǔ)器中。在重復(fù)的波形采集中,當(dāng)觸發(fā)脈沖和新波形采集速率變得如此低以致于光柵化器的時(shí)間被浪費(fèi)時(shí);一個(gè)或多個(gè)最近先期采集的波形被再光柵化和再顯示以維持顯示直至另一個(gè)新采集的波形變成可用的?？山柚陬A(yù)定的或可編程的時(shí)間延遲來(lái)限制光柵化器的對(duì)先期光柵化波形數(shù)據(jù)組進(jìn)行再光柵化的備用狀態(tài),從而為外部電路和控制器提供更大的靈活性以便優(yōu)化光柵化器行為的利用。
文檔編號(hào)G01R13/34GK1236104SQ9910234
公開日1999年11月24日 申請(qǐng)日期1999年2月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月19日
發(fā)明者K·P·多拜恩斯, R·A·尼施達(dá), G·S·沃克 申請(qǐng)人:特克特朗尼克公司