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随机等效采样是以触发点为时间参考基准对周期快变信号进行采样、存储和重构的技术。随机等效采样的关键在于精确测量触发点与下一个采样脉冲间的时间间隔,以及通过等效采样算法确定各次采样数据在信号重建时的位置,而传统的测算时间间隔的方法有双斜率电容充放电法、基于延迟单元的方法、基于游标卡尺原理的方法。由于在高频条件下触发点到第一个数据采集点之间的时间间隔很短,难以直接测量,而且这些方法不是电路实现困难,就是精确度不高或者稳定性不好。
本文提出了一种新的等效采样实现方法,只要测量出被测信号周期和采样信号的周期,再将采样信号的周期整数倍(从一倍起)开始不停的减去被测量信号的周期,直到得到的数值少于被采样信号的周期为止,这样就会得到一组数据,然后再对所得到的数据大小进行排序,以此来确定相应的被采集到的点在被采样信号周期内的位置,再依据此来重构波形。和以前的等效采样实现方法相比省略了测量触发点到第一个采集点之间的时间间隔测量电路,实现更为简单。该方法可运用于高速数字存储示波器的设计中,采用FPGA在其中实现数据采集控制和缓冲存储、触发控制等逻辑控制电路,从而可有效减小仪器体积、降低整机功耗。本文介绍了新的等效采样方法的原理,并配合测试电路图给了具体的实现方案,最后对其进行了误差分析和可能遇到的问题进行了仔细研究,使其更加稳定,可靠。