专利名称：一种测量数据压缩显示装置及其控制方法
技术领域：
本发明的一种测量数据压缩显示装置及其控制方法涉及到用波形显示被测电信号的测量装置领域。
背景技术：
现有技术中，用波形方式显示被测电信号的装置有多种，其中，最常见的是数字示波器，当然，还有一些数字万用表和数据采集系统也具有可以用波形方式显示被测信号的功能。这些可以用波形方式显示被测电信号的装置往往需要解决如何将大量的测量信号压缩成有限的显示信号的问题，以便于在像素有限的显示屏幕上，用波形方式显示被测信号。比如，数字示波器进行数据采集时，每次采集到的测量数据的数据量很大，在将其保存在数字示波器的循环存储器之前，就需要对这些采集到的测量数据进行数据的压缩， 又比如，当可以用波形显示方式显示测量数据的数字万用表进行数据采集时，如果采集到的测量数据的数据量大于其显示屏的横轴方向的像素数目时，也要对这些测量数据进行数据压缩。目前采用的数据压缩方法是有限的，比如最大值抽取法、最小值抽取法、随机抽取法、平均值抽取法等，但这些方案都各自存在一些问题，比如最大值抽取法是通过将测量数据分成多个分组数据，再从中抽选出最大值的方法实现数据压缩，利用这种压缩方法形成的波形，无法真实的再现分组数据的最小值信息， 使波形失真。最小值抽取法是通过将测量数据分成多个分组数据，再从中抽选出最小值的方法实现数据压缩，利用这种压缩方法形成的波形，无法真实的再现分组数据的最大值信息， 使波形失真。平均值抽取法是通过将测量数据分成多个分组数据，计算每个分组数据的平均值，再利用该平均值构成压缩数据，利用这种压缩方法形成的波形，也同样无法真实的再现分组数据的最大值和最小值信息，同样也会使波形失真。为了解决上述的问题，申请号200710089620，名称为“波形压缩和显示”的中国发明专利，揭示了一种同时使用多种测量数据压缩模式的方法，比如，同时使用最大值和最小值抽选方法对测量数据进行压缩，然后通过交替显示方式显示由最大值和最小值抽选方法获得的波形。使用户看到的波形是由上述的两个波形的叠加而成。申请号200710089620所揭示的压缩方法虽然解决了单一压缩方法存在的信息缺失问题，但同时引入了新的问题，即多次显示同一段测量数据所对应的不同的压缩数据，会使波形捕获率大大降低，且，当交替显示最大值数据所对应的波形和最小值数据所对应的波形时，无法正确的反映出每个分组数据中的最大值和最小值之间的前后次序关系，容易出现错误解读测量数据的情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以正确的表现出每个分组数据中的最大值和最小值之间的前后次序关系的测量数据压缩显示装置。所述的一种测量数据压缩显示装置包括一个数据采集模块，用于采集测量数据； 一个数据压缩�？椋糜诮龅牟饬渴莘肿椋肿槭荩⒋铀龅姆肿椴饬渴葜谐檠〕鱿允臼荩灰桓鍪菹允灸？椋糜谝谰菟龅南允臼荩允静ㄐ危黄渲校� 所述的数据压缩�？椋糜诖铀龅姆肿槭葜校檠〕龇肿槭莸淖畲笾岛妥钚≈�、并依据所述的最大值和最小值，及所述的最大值和最小值在分组数据中的排列顺序，形成所述的显示数据。根据本发明的一个实施例，本发明所述的压缩显示装置中的所述的数据压缩�？榭梢杂糜诖铀龅姆肿槭葜校谐檠〕龇肿槭莸淖畲笾岛妥钚≈怠⒉⒎直鸺锹妓龅淖畲笾岛妥钚≈翟诜肿槭葜械呐帕兴承颍桓荼痉⒚鞯囊桓鍪凳├痉⒚魉龅难顾跸允咀爸弥械乃龅氖菅顾跄？榛箍梢杂糜诖铀龅姆肿槭葜校⑿谐檠〕龇肿槭莸淖畲笾岛妥钚≈�、并分别记录所述的最大值和最小值在分组数据中的排列顺序；根据本发明的一个实施例，本发明所述的压缩显示装置中的所述的数据压缩�？榛箍梢杂糜诒冉纤龅淖畲笾岛妥钚≈翟诜肿槭葜械呐帕兴承颍⒏荼冉系慕峁哦ㄋ鲎畲笾岛妥钚≈翟谒龅南允臼葜械南群笏承�。本发明所述的测量数据压缩显示装置所显示的波形可以准确的反映出每个分组数据中的最大值和最小值之间的前后次序关系，从而准确保持每个分组数据的特征，特别适用于波形放大分析或其他可以清楚地看到每个分组数据中的最大值和最小值之间的前后次序关系的情况，且，具有容易实现的特点。本发明的目的还在于提供一种可以正确的表现出每个分组数据中的最大值和最小值之间的前后次序关系的测量数据压缩显示装置的控制方法。所述的一种测量数据压缩显示装置的控制方法，包括步骤，从所述的分组数据中，抽选出分组数据的最大值和最小值、并依据所述的最大值和最小值，及所述的最大值和最小值在分组数据中的排列顺序，形成所述的显示数据。根据本发明的一个实施例，本发明所述的方法可以包括步骤，从所述的分组数据中，串行抽选出分组数据的最大值和最小值、并分别记录所述的最大值和最小值在分组数据中的排列顺序；根据本发明的又一个实施例，本发明所述的方法还可以包括步骤，从所述的分组数据中，并行抽选出分组数据的最大值和最小值、并分别记录所述的最大值和最小值在分组数据中的排列顺序；根据本发明的又一个实施例，本发明所述的方法还可以包括步骤，比较所述的最大值和最小值在分组数据中的排列顺序，并根据比较的结果排定所述最大值和最小值在所述的显示数据中的先后顺序。本发明所述的测量数据压缩显示装置的控制方法可以使显示波形准确的反映出每个分组数据中的最大值和最小值之间的前后次序关系，从而准确保持每个分组数据的特
4征，特别适用于波形放大分析或其他可以清楚地看到每个分组数据中的最大值和最小值之间的前后次序关系的情况，且，具有容易实现的特点。
图1所示为本发明的实施例所选用的测量装置100的结构说明图。图2所示为测量装置100中的数据压缩部件102的进一步结构说明图。图3所示为分组数据204中的测量数据301、302、303、304的举例说明图。图4所示为对分组数据204中的测量数据301、302、303、304进行最大值和最小值抽选和排序后，形成的显示数据105的举例说明图。 图5为抽选�？�202的说明图。图6为抽选�？�202的一个结构举例说明图。图7为抽选模块202的又一个结构举例说明图。图8为数据压缩部件102执行的数据处理步骤800的步骤说明图。图9为一种应用了数据处理步骤800的数字万用表的结构说明图。
具体实施例方式在本发明所选用的第一实施例中，选用了测量装置100，参见图1。测量装置100包括数据采集部件101、数据压缩部件102和波形显示部件103，其中，数据采集部件101用于测量和产生测量数据104，数据压缩部件102用于对测量数据 104进行压缩、产生显示数据105，波形显示部件103包括显示屏106，用于将显示数据105 映射到显示屏106上，在显示屏106上形成与显示数据105相对应的波形。在本实施例中，数据压缩部件102包括有一个分组�？�201、一个抽选�？�202和一个排序�？�203，参见图2。分组�？�201用于根据数据压缩比，将所述的测量数据104分组，产生分组数据 204，抽选�？�202用于从所述的分组数据204，抽选出分组数据的最大值和最小值、并记录所述的最大值和最小值在分组数据中的排列顺序信息。排序�？�203用于依据所述的最大值和最小值在分组数据204中的排列顺序信息，为所述的最大值和最小值排序，从而形成显示数据105。具体举例来讲，结合参考图2和图3，比如，数据压缩比是2 1的时候，分组模块 201就依序将测量数据104分组为多个分组数据204。分组时，使每4个测量数据分为一个分组数据204，然后由抽选�？�202针对每个分组数据204进行最大值和最小值的计算，比如分组数据204是由4个测量数据301、302、303、304组成时，抽选�？�202就计算出其中的最大值是测量数据302，最小值是测量数据304，同时还记录下测量数据302和测量数据 304的排序信息，并据此，在显示数据105中排定测量数据302的位置在前面、测量数据304 的位置在后面，参见图4。作为举例说明，结合参考图2和图3，在本实施例中，当数据压缩比是4 1的时候，分组�？�201可以使每8个测量数据分为一个分组数据204，当数据压缩比是8 1的时候，分组模块201可以使每16个测量数据分为一个分组数据204，依此类推，当压缩比为 L 1时，分组�？�201可以使每2L个测量数据分为一个分组数据204，然后由抽选�？�202针对每个分组数据204进行最大值和最小值的计算。作为举例说明，记录最大值和最小值的排序信息的方法有多种，比如，在本举例说明中，可以通过记录最大值在本分组数据204中的排序位置为2、最小值的排序位置为4。从而计算出最大值的排序位置在前，最小值的排序位置在后。又比如，仅依据产生最小值和最大值的先后顺序，而不具体计算最大值和最小值在分组数据中的具体位置，也可以给出最大值和最小值的排序信息。在本实施例中，数据压缩部件102是由硬件电路搭建实现的，该硬件也可以是由可编程器件实现，如FPGA、CPLD器件，也可以是由定制器件ASIC电路实现。在本实施例中，分组�？�201可以利用计数器实现，通过计数器计数可以将指定数量的数据分为一组。抽选�？�202可以由并行设置的一个最大值抽选器501和一个最小值抽选器502 来构成，参考图5。其中最大值抽选器501和最小值抽选器502用于并行接收分组数据204， 分别计算每个分组数据204中的最大值和最小值，及所述最大值最小值在分组数据204中的位置，最后分别将计算结果输出至排序�？�203，排序模块203用于根据最大值抽选器 501和最小值抽选器502的输出，排定所述的最大值和最小值的先后顺序，形成显示数据 105。作为举例说明，抽选模块202也可以由串行设置的一个最大值抽选器601和一个最小值抽选器602及一个计数器603串联连接构成，参考图6。分组测量数据204中的每个测量数据依次经过所述的最大值抽选器601和最小值抽选器602，最大值抽选器601和最小值抽选器602用以计算接收到的测量数据是否为每个分组数据204中的最大值和最小值，及所述最大值最小值在分组数据204中的位置。其中的计数器603用于通过统计循环次数，判断是否完成分组数据204中的全部数据的最大值和最小值的计算，当未完成时，继续对分组数据204中的下一个测量数据进行计算，当完成分组数据204中的全部数据的计算后，将计算结果，即计算出的所述的最大值和最小值，及所述最大值最小值在分组数据204 中的位置信息输出至排序�？�203。排序模块203用于根据最大值抽选器601和最小值抽选器602的输出，形成显示数据105。作为又一举例说明，抽选模块202也可以是由一个最大值抽选器701和一个最小值抽选器702串联连接组成，参见图7，分组测量数据204首先进入最大值抽选器701，首先计算出每个分组数据204中的最大值，及所述最大值在分组数据204中的位置。然后分组数据204再进入最小值抽选器702，计算出每个分组数据204中的最小值，及所述最小值在分组数据204中的位置。最后，抽选模块202再将计算结果，即计算出的所述的最大值和最小值，及所述最大值最小值在分组数据204中的位置信息输出至排序模块203。排序�？� 203用于根据最大值抽选器701和最小值抽选器702的输出，形成显示数据105。在本实施例中，排序�？�203可以包括一个比较器，用于通过比较抽选�？�202输出的所述的最大值和最小值在分组数据204中的排列顺序数据的大小关系，计算出所述的最大值和最小值在分组数据204中的排列顺序，并据此，为所述的最大值和最小值排序，形成显示数据105。作为举例说明，本实施例所述的数据压缩部件102也可以是由DSP或其他类型的控制器件组成。数据压缩部件102用于执行的数据处理步骤800，结合参考图2和图8。数据处理步骤800包括按照压缩比读入N个点步骤801 用于根据预定的数据压缩比，读入数据，使每D个数据形成一个分组数据。如果当前的压缩比为2 1，则0 = 4;如果压缩比为4 1，则D = 8，依此类对，当压缩比为L 1时，N = 2L。将第一个点的值赋值给MAX和MIN步骤802 用于将所述的分组数据204中的第一个测量数据值赋值给最大值变量MAX和最小值变量MIN。设置计数器T为0，排序标志bSort为0步骤803 用于初始化，使计数器变量T = 0和排序标志变量bSort = 0。将数据中的第η个点赋值给TEMP步骤804 用于将分组数据204中的第η个测量数据取出，并赋值给临时变量ΤΕΜΡ，用于和最大值变量MAX和最小值变量MIN比较。TEMP > MAX ？步骤 805 用于将临时变量TEMP和最大值变量MAX比较，判断其是否大于最大值变量MAX。如果临时变量TEMP大于最大值变量MAX，执行MAX = TEMP, bSort = 1步骤806， 否则，执行TEMP < MIN ？步骤807。MAX = TEMP, bSort = 1 步骤 806 如果临时变量TEMP大于最大值变量MAX，则使最大值变量MAX的值等于临时变量 TEMP的值，同时将排序标志bSort设置为1。然后，执行TEMP < MIN ？步骤807。TEMP < MIN ？步骤 807 将临时变量TEMP和最小值变量MIN比较，判断其是否小于最小值变量MIN。如果临时变量TEMP小于最小值变量MIN，则执行MIN = TEMP，bSort = 0步骤808， 否则执行η = η+1步骤809。MIN = TEMP, bSort = 0 步骤 808 如果临时变量TEMP小于最小值变量MIN，则将最小值变量MIN的值更新等于临时变量TEMP的值，同时将排序标志设置为0。然后执行η = η+1步骤809。η = η+1 步骤 809 将计数器变量T加1。η < N 步骤 810:将T和N比较，看是否已经计算到分组数据204中的最后一个测量数据。当T < N时，即没有计算到分组数据204中的最后一个测量数据时，再次执行将数据中的第η个点赋值给TEMP步骤804，否则执行bSort = = 0 ？步骤811。bSort == 0 ？步骤 811 判断排序标志bSort是否为0。当bSort为0，执行MAX在前，MIN在后步骤812，否则执行MIN在前，MAX在后步骤 813。MAX在前，MIN在后步骤812
如果排序标志bSort为0，将最大值变量MAX排序在最小值变量的MIN的前面，形成所述的显示信号105。MIN在前，MAX在后步骤813 如果排序标志bSort为1，将最小值变量MIN排序在最大值变量MAX的前面，形成所述的显示信号105。N个点的抽取完成步骤814用于输出所述的显示信号105作为举例说明，在本实施例中，所述的测量装置100可以是数字示波器，参考图1， 数据采集部件101包括了示波器的测量部件、触发部件和AD转换部件，波形显示部件103 还包括数据采集存储器，这里所述的数据采集存储器又称为循环存储器，用于高速保存数据采集部件101采集到的测量数据，并依据触发部件产生的触发信号，为波形显示提供显示数据。数据压缩部件102设置在所述的AD转换部件和所述的数据采集存储器之间，用于压缩AD转换部件输出的测量数据，并将压缩后的数据输出至所述的数据采集存储器，用于后续的数据处理和显示处理。作为举例说明，在本实施例中，所述的测量装置100还可以是又一种数字示波器， 不同于上述的数字示波器，其数据采集部件101包括了示波器的测量部件和AD转换部件和一个用于保存测量数据的测量数据存储部件，波形显示部件103包括一个用于为波形显示保存显示数据的显示数据存储部件，数据压缩部件102设置在所述的测量数据存储部件和所述的显示数据存储部件之间，用于将所述的测量数据存储部件中的测量数据压缩为显示数据。作为又一举例说明，在本实施例中，所述的测量装置100还可以是数字万用表，在所述的数字万用表中，数据采集部件101包括了万用表的测量部件、AD转换部件和一个用于保存测量数据的测量数据存储部件，波形显示部件103包括一个显示数据存储部件，波形显示部件103用于提供与所述的显示数据存储部件中保存的显示数据相对应的波形显示。在本举例说明中，数据压缩部件102设置在所述的测量数据存储部件和所述的显示数据存储部件之间，用于将测量数据存储部件中的测量数据压缩并保存在所述的显示数据存储部件中。作为又一举例说明，所述的测量装置100是又一种数字万用表，区别于上述的实施例，在所述的数字万用表中，结合参考图9，波形显示部件103包括有一个实时测量数据显示单元901和一个压缩数据显示单元902的显示屏。实时测量数据显示单元901对应有一个实时测量数据存储器903，压缩数据显示单元902对应有一个压缩数据存储器905，在实时测量数据存储器903和压缩数据显示单元 902之间连接有数据压缩部件906。在本举例说明中，实时测量数据存储器903用于根据数据采集部件101输出的测量数据104，为实时测量数据显示单元901提供实时显示数据，实时测量数据显示单元901 用于根据实时测量数据存储器903提供的实时显示数据，实时呈现与测量数据104相对应的显示波形904。在本举例说明中，数据压缩部件906用于压缩实时测量数据存储器903中存储的实时显示数据，并将压缩后的数据传送给压缩数据存储器905。
在本举例说明中，压缩数据存储器905用于累计数据压缩部件906输出的压缩数据，压缩数据显示单元902用于根据压缩数据存储器905保存的压缩数据，提供与之对应的波形906。在本举例说明中，数据压缩部件906是由DSP器件构成，通过执行数据处理步骤 800实现数据压缩。在本举例说明中，数据压缩部件906，也可以是由FPGA等可编程器件构成。
权利要求
1.一种测量数据压缩显示装置，包括一个数据采集�？椋糜诓杉饬渴荩灰桓鍪菅顾跄？椋糜诮龅牟饬渴莘肿椋肿槭荩⒋铀龅姆肿椴饬渴葜谐檠〕鱿允臼荩灰桓鍪菹允灸？椋糜谝谰菟龅南允臼荩允静ㄐ危黄涮卣髟谟谒龅氖菅顾跄？椋糜诖铀龅姆肿槭葜校檠〕龇肿槭莸淖畲笾岛妥钚≈怠� 并依据所述的最大值和最小值，及所述的最大值和最小值在分组数据中的排列顺序，形成所述的显示数据。
2.根据权利要求1所述的压缩显示装置，其特征在于所述的数据压缩�？椋糜诖铀龅姆肿槭葜校谐檠〕龇肿槭莸淖畲笾岛妥钚≈�、并分别记录所述的最大值和最小值在分组数据中的排列顺序。
3.根据权利要求1所述的压缩显示装置，其特征在于所述的数据压缩�？椋糜诖铀龅姆肿槭葜校⑿谐檠〕龇肿槭莸淖畲笾岛妥钚≈�、并分别记录所述的最大值和最小值在分组数据中的排列顺序。
4.根据权利要求1、2或3所述的压缩显示装置，其特征在于所述的数据压缩�？椋糜诒冉纤龅淖畲笾岛妥钚≈翟诜肿槭葜械呐帕兴承颍⒏荼冉系慕峁哦ㄋ鲎畲笾岛妥钚≈翟谒龅南允臼葜械南群笏承�。
5.一种测量数据压缩显示装置的控制方法，其特征在于包括步骤，从所述的分组数据中，抽选出分组数据的最大值和最小值、并依据所述的最大值和最小值，及所述的最大值和最小值在分组数据中的排列顺序，形成所述的显示数据。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于包括步骤，从所述的分组数据中，串行抽选出分组数据的最大值和最小值、并分别记录所述的最大值和最小值在分组数据中的排列顺序。
7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于包括步骤，从所述的分组数据中，并行抽选出分组数据的最大值和最小值、并分别记录所述的最大值和最小值在分组数据中的排列顺序。
8.根据权利要求5、6或7所述的控制方法，其特征在于包括步骤，比较所述的最大值和最小值在分组数据中的排列顺序，并根据比较的结果排定所述最大值和最小值在所述的显示数据中的先后顺序。
全文摘要
一种测量数据压缩显示装置及其控制方法，该装置包括用于采集测量数据(104)的数据采集�？�(101)，用于将所述的测量数据(104)分组、并从所述的分组测量数据中抽选出显示数据(105)的数据压缩�？�(102)，用于依据所述的显示数据(105)，产生显示波形(106)的数据显示�？�(103)，其中，所述的数据压缩�？�(102)，可以从所述的分组数据中抽选出分组数据的最大值和最小值、并依据所述的最大值和最小值，及所述的最大值和最小值在分组数据中的排列顺序，形成所述的显示数据(105)。本发明的测量数据压缩显示装置所显示的波形(106)，可以准确的反映出每个分组数据中的最大值和最小值之间的前后次序关系，从而准确保持每个分组数据的特征。
文档编号G01R13/02GK102466747SQ20101053489
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月3日 优先权日2010年11月3日
发明者李维森, 王悦, 王铁军 申请人:北京普源精电科技有限公司
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