[发明专利]一种数字荧光示波器波形显示数据的转换计算方法

摘要

本发明公开了一种数字荧光示波器波形显示数据的转换计算方法，将统计的各点波形出现的频度值通过便于硬件实现的方法转换为显示亮度分量值、且所述显示亮度分量值能够根据用户设置的显示亮度而改变并转换得到RGB格式的显示数据。将波形频度值转换为显示亮度分量值时，先将波形频度值区间按近似对数的关系进行分段，而每段区间内频度值到亮度分量值的转换则采用线性压缩的方法，这样，高频度值转换时压缩比例较大，低频度值转换时压缩比例较小，可使被测信号中出现频度高的波形点和出现频度低的波形点都能够有效显示，也易于硬件电路实现，同时能够完整地保留了原始波形信息。

主权项

1.一种数字荧光示波器波形显示数据的转换计算方法，其特征在于：将统计的各点波形频度值转换为显示亮度分量值，且所述显示亮度分量值能够根据用户设置的显示亮度而改变并转换得到RGB格式的显示数据；波形频度值转换为显示亮度分量值的方法为：先将波形频度值区间按近似对数的关系进行分段，而每段区间内频度值到显示亮度分量值的转换则采用线性压缩的方法；具体包括以下步骤：步骤（1），根据数字荧光示波器的最大波形更新率和显示刷新的定时时间计算并确定波形频度值的理论最大值和波形频度值按二进制存储所需的位数；步骤（2），根据步骤（1）确定的波形频度值理论最大值确定波形频度值理论最大值的区间，将波形频度值理论最大值的区间按近似对数的关系进行分段，得到各个分段区间；所述步骤（2）将波形频度值理论最大值的区间按近似对数的关系进行分段的方法为：将波形频度值理论最大值归一化，归一化的值一分为二，其中点为1/2，取1/2～1之间的值作为段(S‑1)；剩余的0～1/2再一分为二，中点为1/4，取1/4～1/2之间的值作为段(S‑2)，依此分下去，直至剩余的最后一段（0～1/2^(S‑1)）作为段0；其中，S表示分段数；波形频度值理论最大值区间为[0，F‑1]，各段具体的分段区间为：第0段的频度值区间为[0，F/2^(S‑1)‑1]；第i段的频度值区间为[F/2^S‑i，F/2^S‑i‑1‑1]，其中，1≤i≤(S‑1)；分段数S应为2的幂次方，即S=2^j，j＜h，且分段数S应小于二进制波形频度值的位数K ，其中h 表示显示亮度分量值t的二进制位数；步骤（3），根据显示采用的RGB格式，确定显示亮度分量值t的二进制位数h和取值区间；步骤（4），在显示刷新定时时间到时，先读出叠加处理的波形总帧数，判断波形总帧数和波形频度值理论最大值的大小关系，确定波形频度值的扩大调整倍数，再读出波形频度值存储器中各个波形频度值做相应的调整，得到调整后的波形频度值；步骤（5），根据步骤（2）确定的分段区间，判断步骤（4）调整后的波形频度值所属的分段区间，得到对应的段值d作为转换后显示亮度分量值t的高j位，在这段内对调整后的波形频度值进行线性压缩转换得到显示亮度分量值的低(h‑j)位，高j位和低(h‑j)位合并起来即为波形的显示亮度分量值t，h 表示显示亮度分量值t的二进制位数，j表示波形频度值所属分段的段值d的二进制位数；所述步骤（5）中判断调整后的波形频度值所属的分段区间，得到对应段值d的具体方法为：调整后的波形频度值n用二进制可表示为b_k‑1b_k‑2 b_k‑3…b₂b₁b₀；若0≤n≤2^K‑(S‑1)‑1，则n所属的频度值区间为第0段的频度值区间，对应段值d=0；若2^k‑i‑1≤n≤2^k‑i‑1，i为非负整数，且0≤i≤S‑2，则n所属的频度值区间为第(S‑1‑i)段的频度值区间，对应段值d=S‑1‑i；段值d作为转换后亮度分量值t的高j位；所述步骤（5）中判断调整后的波形频度值所属的分段区间，得到对应段值d的判断方法为：若调整后的波形频度值n的二进制数值的第（k‑1）位为1，即b_k‑1=1，则其所属的频度值区间为第（S‑1）段的频度值区间，对应段值d=S‑1；若调整后的波形频度值n的二进制数值的第（k‑1）位为0且第（k‑2）位为1，即b_k‑1b_k‑2=01，则其所属的频度值区间为第（S‑2）段的频度值区间，对应段值d=S‑2；若调整后的波形频度值n的二进制数值的第（k‑1）位及第（k‑2）位均为0且第（k‑3）位为1，即b_k‑1b_k‑2b_k‑3=001，则其所属的频度值区间为第（S‑3）段的频度值区间，对应段值d=S‑3；……若调整后的波形频度值n的二进制数值的第（k‑1）位、第（k‑2）位直至第（k‑S+1）位均为0且第（k‑S）位为1，即b_k‑1b_k‑2b_k‑3…b_k‑S+1b_k‑S =000…01，则其所属的频度值区间为第0段的频度值区间，对应段值d=0；所述步骤（5）中对调整后的波形频度值进行段内线性压缩转换的方法为：第(S‑i)段的二进制频度值有效位共有(k‑i)位：b_k‑1‑ib_{k‑1‑i‑1}…b₁b₀，截取其高（h‑j）位作为转换的亮度分量值t的低（h‑j）位，即可完成段内的线性压缩转换；对频度值最低的段0，根据显示情况将其亮度分量值适当加大至可见亮度值；步骤（6），根据用户设置的波形亮度百分比和步骤（5）得到的显示亮度分量值t计算得到百分比亮度分量值t’，并按照显示采用的RGB格式转换为RGB格式的显示数据。