本技术涉及测试设备领域，尤其涉及一种宽带宽输入范围高速数字示波器及其处理方法。
背景技术：
1、在宽带信号采集处理及测试测量系统中，需要处理带宽很宽、速率很高的射频微波信号，有时还需要处理输入电压很大的大功率信号。射频器件很难达到全频带覆盖，一般会先对信号进行分段分频处理，然后再合路输出；同时，为了满足测试人员及测试设备系统的安全性，需要示波器能对宽输入范围电压信号进行可靠处理，但是现有的示波器的电压信号的输入范围较窄。
技术实现思路
1、本技术的主要目的在于提供一种宽带宽输入范围高速数字示波器及其处理方法，旨在解决现有的示波器的电压信号的输入范围较窄的问题。
2、为实现上述目的，本技术提供一种宽带宽输入范围高速数字示波器及其处理方法，包括信号调理模块、信号采集模块、数据处理模块及中央处理模块；信号调理模块用于利用预设电路对输入信号进行调理，输出满足第一预设电压范围的调理信号；信号采集模块连接信号调理模块，信号采集模块用于采集调理信号，并将调理信号转换为数字信号数据；数据处理模块连接信号采集模块和信号调理模块，数据处理模块用于对数字信号数据进行处理，并对处理结果进行存储；中央处理模块连接数据处理模块，中央处理模块用于将处理结果转化为图形信息，并进行显示。
3、可选地，信号调理模块包括第一阻抗切换单元、第一调理模块、第二调理模块、第二阻抗切换单元、单端转差分单元、放大器、差分转单端单元及滤波器，第一调理模块和第二调理模块并联后串接于第一阻抗切换单元和第二阻抗切换单元之间，第二阻抗切换单元、单端转差分单元、放大器、差分转单端单元及滤波器依次级联，且第一阻抗切换单元和第二阻抗切换单元还分别连接数据处理模块；数据处理模块还用于将输入信号与预设电压进行对比，根据对比结果控制第一阻抗切换单元与第一调理模块或第二调理模块连接，及控制第一调理模块或第二调理模块与第二阻抗切换单元连接；第一阻抗切换单元用于响应数据处理模块的输出信号，将输入信号传输至第一调理模块或第二调理模块；第一调理模块或第二调理模块用于利用预设电路对输入信号进行电压调节；其中，第一调理模块的阻抗与第二调理模块的阻抗不同；第二阻抗切换单元用于将第一调理模块或第二调理模块输出的电压调节信号传输至单端转差分单元；单端转差分单元用于将电压调节信号转换为差分信号；放大器用于对差分信号进行预设倍数的放大，输出放大信号；差分转单端单元用于将放大信号转换为单端信号；滤波器用于对单端信号进行滤波，输出调理信号。
4、可选地，第一调理模块和第二调理模块均包括第一衰减器和电压调节单元，第一衰减器连接第一阻抗切换单元和数据处理模块，电压调节单元连接第一衰减器；其中，第一衰减器包括预设电路，第一调理模块和第二调理模块对应预设电路的阻抗不同；数据处理模块还用于根据输入信号确定衰减系数，并根据衰减系数输出第一控制信号；第一衰减器用于响应第一控制信号对输入信号进行衰减；电压调节单元用于对第一衰减器输出的衰减信号叠加直流偏置电压，输出电压调节信号。
5、可选地，预设电路包括继电器、第一电源电路、第一控制电路、衰减电路，继电器的输入引脚连接第一阻抗切换单元，输出引脚连接电压调节单元；第一电源电路连接继电器的电源引脚，第一控制电路连接数据处理模块；数据处理模块还用于根据衰减系数输出第二控制信号并对衰减电路进行调整；衰减电路用于对输入信号进行衰减；第一电源电路用于为继电器提供电源；第一控制电路用于响应第二控制信号将输入信号传送至继电器的模拟信号输出引脚或关断输入信号与继电器的模拟信号输出引脚的连接。
6、可选地，衰减电路包括第四电容、第二电阻、第五电容、第三电阻、第四电阻、第六电容、第五电阻、第六电阻、第七电容、第七电阻、第八电容；第六电容的一端连接继电器的第一模拟输入引脚，另一端连接第二节点；第四电容、第二电阻、第五电容依次串联后构成第一支路，第一支路分别连接继电器的第一模拟输入引脚和第二节点；第三电阻、第四电阻串联后构成第二支路，第二支路并联在第一支路的两端；第五电阻的一端连接接地端，另一端连接第二节点，第六电阻并联于第六电容的两端；第七电容与第七电阻串联后与第八电容并联构成第三支路，第三支路的一端连接接地端，另一端连接第二节点。
7、可选地，单端转差分单元包括巴伦芯片、第四电源电路、第五电源电路、第六电源电路、第七电源电路；巴伦芯片的第一电源引脚连接第四电源电路，第二电源引脚连接第五电源电路，第三电源引脚连接第六电源电路，第四电源引脚连接第七电源电路；巴伦芯片的输入引脚连接第二阻抗切换单元，输出引脚连接放大器。
8、可选地，信号调理模块还包括：均衡器，连接放大器和差分转单端单元，均衡器用于对放大信号的幅频和相频进行调整；第一调理模块还包括：限幅单元，连接电压调节单元，限幅单元用于对电压调节信号的电压波幅进行限制，使电压调节信号的电压达到信号调理模块的安全电压范围。
9、可选地，电压调节信号根据衰减信号的电压、参考直流偏置电压、直流偏置电压、放大系数，利用第一参数关系得到；放大器为vga放大器，预设倍数通过差分信号和放大信号，利用第二参数关系得到。
10、可选地，第一参数关系为：
11、
12、第二参数关系为：
13、
14、式中，vin1为衰减信号的电压，vout1为电压调节信号，vin2为差分信号，vout2为放大信号，k为放大系数，vg′为直流偏置电压，vb′为参考直流偏置电压，n为预设倍数。
15、可选地，示波器还包括：功分器，连接信号调理模块，功分器用于将调理信号分成两路输出信号；驱动电路，连接功分器和信号采集模块，驱动电路用于对输出信号进行处理，使其满足第二预设电压范围，第二预设电压范围包含在第一预设电压范围内；比较器，连接功分器和数据处理模块，比较器用于将调理信号的参数与预设参数进行对比，根据对比结果产生触发信号，并发送至数据处理模块。
16、可选地，数据处理模块包括数据接收模块、预处理模块、触发控制模块、存储模块、dma控制器及总线接口；数据接收模块连接信号采集模块，数据接收模块用于接收数字信号数据，并对其进行串并转换和解映射后输出数据流；预处理模块连接数据接收模块，预处理模块用于对数据流进行处理和运算，输出处理数据；触发控制模块连接预处理模块和比较器，触发控制模块用于监测处理数据，并在满足触发条件时产生触发信号，根据触发信号进行触发；存储模块连接触发控制模块和预处理模块，存储模块用于存储触发后的处理数据，产生触发地址并保存；dma控制器连接存储模块，dma控制器用于获取处理数据和触发地址，并发送至总线接口；总线接口连接dma控制器和中央处理模块，总线接口用于将处理数据和触发地址传输至中央处理模块。
17、可选地，示波器还包括：参考时钟模块，参考时钟模块用于提供参考时钟信号；时钟校正模块，连接参考时钟模块、信号采集模块及数据处理模块，时钟校正模块用于对参考时钟模块进行频率调整得到目标信号，并将目标信号发送至信号采集模块和数据处理模块。
18、此外，为实现上述目的，本技术还提供一种宽带宽输入范围高速数字示波器的处理方法，应用于上述宽带宽输入范围高速数字示波器，方法由中央处理模块执行，方法包括：接收触发指令，并将触发指令发送至数据处理模块；根据触发指令采集处理结果；对处理结果进行分析，得到分析结果；对分析结果进行显示和存储。
19、本技术实施例提出的一种宽带宽输入范围高速数字示波器及其处理方法，通过信号调理模块利用预设电路对输入信号进行调节，能够提高输入信号的电压输入范围，进而提高数字示波器系统的应用范围。接着通过信号调理模块对电压调节信号进行转换、放大、滤波等，使输入信号达到信号采集模块的输入范围，之后通过数据处理模块对采集的数字信号数据进行处理和运算，将运算结果输入中央处理模块并进行显示，能够满足多种信号的测量和测试需求。
1.一种宽带宽输入范围高速数字示波器，其特征在于，包括信号调理模块、信号采集模块、数据处理模块及中央处理模块；
2.如权利要求1所述的宽带宽输入范围高速数字示波器，其特征在于，
3.如权利要求2所述的宽带宽输入范围高速数字示波器，其特征在于，所述第一调理模块和所述第二调理模块均包括第一衰减器和电压调节单元，所述第一衰减器连接所述第一阻抗切换单元和所述数据处理模块，所述电压调节单元连接所述第一衰减器；
4.如权利要求3所述的宽带宽输入范围高速数字示波器，其特征在于，所述预设电路包括继电器、第一电源电路、第一控制电路、衰减电路，所述继电器的输入引脚连接第一阻抗切换单元，输出引脚连接所述电压调节单元；所述第一电源电路连接所述继电器的电源引脚，所述第一控制电路连接所述数据处理模块；
5.如权利要求4所述的宽带宽输入范围高速数字示波器，其特征在于，所述衰减电路包括第四电容、第二电阻、第五电容、第三电阻、第四电阻、第六电容、第五电阻、第六电阻、第七电容、第七电阻、第八电容；
6.如权利要求2所述的宽带宽输入范围高速数字示波器，其特征在于，所述单端转差分单元包括巴伦芯片、第四电源电路、第五电源电路、第六电源电路、第七电源电路；
7.如权利要求3所述的宽带宽输入范围高速数字示波器，其特征在于，
8.如权利要求3所述的宽带宽输入范围高速数字示波器，其特征在于，所述电压调节信号根据所述衰减信号的电压、参考直流偏置电压、直流偏置电压、放大系数，利用第一参数关系得到；
9.如权利要求8所述的宽带宽输入范围高速数字示波器，其特征在于，
10.如权利要求1所述的宽带宽输入范围高速数字示波器，其特征在于，所述示波器还包括：
11.如权利要求10所述的宽带宽输入范围高速数字示波器，其特征在于，所述数据处理模块包括数据接收模块、预处理模块、触发控制模块、存储模块、dma控制器及总线接口；
12.如权利要求1所述的宽带宽输入范围高速数字示波器，其特征在于，所述示波器还包括：
13.一种宽带宽输入范围高速数字示波器的处理方法，应用于权利要求1-11任一项所述的宽带宽输入范围高速数字示波器，所述方法由中央处理模块执行，所述方法包括：
