运用示波器和用户可定义的 FPGA 提高测量质量与速度

的讯号，以此把数据量降到最低。 通常唯一的重点参数就是时戳和能量脉冲的计算结果，所以就储存观点而言，从仪器回传这些参数会更有效率，而且因为采集到的结果可轻松卸除至主机 PC，所以还可以延长测量时间。

举例来说，飞行时间 (ToF) 应用会持续绘制粒子和能量。 如图 5 所示，较快的粒子位于左边 (飞行时间较短)，较慢的粒子则位于右边。

图 5： 标准的 ToF 图和侦测到的脉冲，这些脉冲会传输至主机 PC。

测量系统的功用在于采集、时戳、测量能量脉冲，并且排除时间 (采集到的数据)，中间完全没有脉冲，通常称为零点抑制。 透过 FPGA 即可轻松实作，因为可以实时计算每个样本。 如图 5 所示，侦测事件的一般架构可能会是脉冲 (例如某个临界值) 侦测器，接着是符合已侦测脉冲上参考脉冲 (例如高斯形状) 的算法，以便估计最大值。 侦测峰值和对应时戳并加以储存之后，即可舍弃所采集到的脉冲，也可传送至另一个缓冲区，以便进一步分析或于 PC 显示。

LabVIEW FPGA 提供一些工具给用户，能够把必要的讯号处理阶段实作于示波器上，藉此执行脉冲过滤和整形、计算出现次数并加上时戳、测量高度和上升时间、直接在仪器内重新建构基线，并且把压缩过的结果回传至 PC，以便提高研究人员的工作效率。

5. 结论

传统示波器的原理是基于对信号进行快照的模式，然后在采样的后端将采到的信号对齐现实给客户波形测量。这样的方式会丢掉两次快照之间的数据，如果我们需要寻找一个信号中很小概率的细节，那传统仪器无疑会增加很多的测试时间。并且，基于FPGA将所有信号无缝采集，可以进行实时的信号处理，比如找出特定的信号波形，将其触发。与传统的示波器只能基于电平的触发方式不同，全新的可重配置示波器可帮助用户透过定制化触发，更快侦测事件，并且实时处理数据，直接透过仪器把数据转换成结果，进一步提高测量质量与速度。