專利名稱：頻域位圖中的密度跡線測量和觸發(fā)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測試測量儀器，且更具體地涉及針對頻域位圖的密度測量。
背景技術(shù)：
諸如可從俄勒岡州的比弗頓(Beaverton, Oregon)的iTektronix公司獲得的 RSA6100和RSA3400系列之類的實(shí)時頻譜分析儀實(shí)時地關(guān)于RF信號觸發(fā)、捕獲RF信號和分析RF信號。這些儀器無縫地捕獲RF信號，使得不像常規(guī)掃描頻譜分析儀和矢量信號分析儀，在指定的帶寬內(nèi)沒有遺漏數(shù)據(jù)。現(xiàn)在參考圖1，實(shí)時頻譜分析儀100接收射頻(RF)輸入信號且可選地使用混頻器 105、本地振蕩器(LO) 110和濾波器115對射頻輸入信號進(jìn)行下轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生中頻(IF)信號。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)120數(shù)字化IF信號以產(chǎn)生連續(xù)數(shù)字樣本流。數(shù)字樣本被輸入到環(huán)形緩沖器125且還被輸入到觸發(fā)檢測器130，該觸發(fā)檢測器130實(shí)時地處理數(shù)字樣本且將處理的樣本與用戶指定的觸發(fā)閾值進(jìn)行比較。當(dāng)處理的數(shù)字樣本違反了觸發(fā)閾值時，觸發(fā)檢測器130 產(chǎn)生導(dǎo)致采集存儲器135存儲保留在環(huán)形緩沖器125中的數(shù)字樣本的觸發(fā)信號?！斑`反”意味著根據(jù)用戶指定的參數(shù)的“超過”或“小于”。存儲的數(shù)字樣本然后被后分析處理器140 分析，且結(jié)果可以顯示在顯示設(shè)備145上或存儲在存儲設(shè)備(未示出)中。Tektronix實(shí)時頻譜分析儀使用稱為“數(shù)字熒光(Digital Wiosphor)”或備選地稱為“DPX ”的技術(shù)。DPX使能的實(shí)時頻譜分析儀使用連續(xù)時間處理器150實(shí)時地處理來自 ADC 120的連續(xù)數(shù)字樣本流且在顯示設(shè)備145上顯示結(jié)果?，F(xiàn)在參考圖2，連續(xù)時間處理器 150使用諸如快速傅立葉變換(FFT)、線性調(diào)頻Z (chirp-Z)變換等之類的頻率變換205來每秒將連續(xù)數(shù)字樣本流變換為成千上萬頻譜210。然后組合頻譜210以形成被稱為“位圖數(shù)據(jù)庫”220的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在一個實(shí)施例中，每個頻譜210被光柵化以產(chǎn)生“光柵化頻譜”215。 光柵化頻譜包含以一系列行和列布置的單元陣列，其中每一行幅度比對頻率空間特定幅度值而每一列幅度比對頻率空間特定頻率值。每個單元的值是“1”，也稱為“命中(hit)”，其指示在測量周期期間輸入信號存在于幅度比對頻率空間中的那個特定位置；或者“0”(在圖中描繪為空白單元)，其指示輸入信號不存在。光柵化頻譜215的對應(yīng)單元的值被一起求和以形成位圖數(shù)據(jù)庫220，且然后位圖數(shù)據(jù)庫220的每個單元的值除以光柵化頻譜215的總數(shù)，使得它指示在測量周期期間的命中總數(shù)除以光柵化頻譜215的總數(shù)或者等價地指示在測量周期期間該輸入信號占用幅度比對頻率空間中的那個特定位置的時間百分比(也稱為 "DPX密度 ”)。為簡單起見，光柵化頻譜215和位圖數(shù)據(jù)庫220在圖中描繪為具有10行和 11列，然而將意識到，在實(shí)際的實(shí)施例中光柵化頻譜215和位圖數(shù)據(jù)庫220可以具有成百上千列和行。位圖數(shù)據(jù)庫220基本上是三維柱狀圖，其中χ軸是頻率，y軸是幅度，且ζ軸是密度。位圖數(shù)據(jù)庫220可以在顯示設(shè)備145上顯示為被稱為“位圖”的圖像，其中每個單元的密度由顏色分級(color-graded)像素幅度比對頻率空間。備選地，位圖數(shù)據(jù)庫220可以存儲在存儲設(shè)備(未示出)中。DPX采集和顯示技術(shù)揭示了完全被常規(guī)頻譜分析儀和矢量信號分析儀遺漏的諸如短持續(xù)時間或不頻繁事件之類的信號細(xì)節(jié)。關(guān)于DPX的更多信息，參見可在http://www. tek. com/獲得的日期為2009年8月20日的題目為“DPX Acquisition Technology for Spectrum Analyzers Fundamentals，，的 Tektronix 文檔號 37W-19638。DPX使能的實(shí)時頻譜分析儀具有稱為“密度測量”或備選地稱為“占用率 (occupancy)測量”的測量。占用率測量指示在測量周期期間輸入信號占用幅度比對頻率空間中的特定位置的時間百分比。用戶可以測量位圖的單個像素的占用率，或者備選地，用戶可以測量位圖中的包含多個像素的指定矩形區(qū)域內(nèi)的占用率。像素的密度等于該像素內(nèi)的命中數(shù)目除以用于產(chǎn)生它的頻譜數(shù)目
換輋* F^ =命中數(shù)目
Ι ΙΕΙ °例如，如果在處理100個頻譜之后特定像素包含1個命中，則該像素的密度等于 1/100 = 1%。矩形區(qū)域內(nèi)的密度等于該區(qū)域內(nèi)的所有像素的密度總和除以由該區(qū)域約束的列的數(shù)目
ρ悻逾蘆=區(qū)域內(nèi)的所有像素的密度總和權(quán)-^由區(qū)域約束的列的數(shù)目^°例如，如果區(qū)域包含3行和3列總共9個像素，且每個像素的密度是1%，則區(qū)域的密度等于(9X1%)/3=3%。圖3描繪了具有這種占用率測量的位圖300。為了提供實(shí)際位圖的更真實(shí)描繪，位圖300在圖中被描繪為具有成百上千行和列(其柵格線沒有示出)，且位圖 300的顏色分級被描繪為灰度級，其中較暗的灰度陰影指示該信號更經(jīng)常存在。占用率測量指示在矩形305 (收集數(shù)據(jù)的時間的62. 614%)內(nèi)檢測到信號能量。關(guān)于占用率測量的更多信息，參見 2009 年 3 月 13 日提交的題目為 “Occupancy Measurement and Triggering in Frequency Domain Bitmaps”的共同未決的美國專利申請?zhí)?1/160,216。

發(fā)明內(nèi)容
上面描述的常規(guī)密度測量對于在幅度比對頻率空間的有限數(shù)目的區(qū)域中量化信號占用率而言是有用的，然而如果用戶期望針對位圖的每一列做出占用率測量則是不方便的。常規(guī)密度測量的另一缺點(diǎn)在于難以快速地將密度數(shù)據(jù)從一個儀器或計(jì)算機(jī)傳送到另一儀器或計(jì)算機(jī)。常規(guī)方法是將位圖數(shù)據(jù)庫保存成文件且然后傳送整個文件。盡管該方法是直截了當(dāng)?shù)?，但是文件不能使用常用傳送方法進(jìn)行實(shí)時傳送，因?yàn)槲募笮『艽?。需要的是一種方便地定義和代表許多列的占用率的方式。還需要的是一種使用常用傳送方法快速地將密度數(shù)據(jù)從一個儀器或計(jì)算機(jī)傳送到另一儀器或計(jì)算機(jī)的方式。因此，通過測量在用戶指定的“幅度閾值”之上的頻域位圖的每一列的密度來形成根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的“密度跡線(trace)”。每一列的密度等于幅度閾值之上的該列中的所有像素的密度總和除以該列中的所有像素的密度總和。密度跡線提供了一種定義和代表許多列的占用率的方便方式，且還允許把密度數(shù)據(jù)快速地從一個儀器或計(jì)算機(jī)傳送到另一儀器或計(jì)算機(jī)。在一些實(shí)施例中，密度跡線結(jié)合到測試測量儀器的觸發(fā)檢測器中且用于產(chǎn)生觸發(fā)信號。觸發(fā)檢測器將密度跡線與用戶指定的“密度閾值”進(jìn)行比較且在密度跡線的任何點(diǎn)的值違反密度閾值時產(chǎn)生觸發(fā)信號。
當(dāng)結(jié)合所附權(quán)利要求和附圖閱讀時，從以下詳細(xì)描述中顯而易見本發(fā)明的目的、 優(yōu)點(diǎn)和其他新穎特征。


圖1描繪常規(guī)實(shí)時頻譜分析儀的高級框圖。圖2描繪圖1中示出的連續(xù)時間處理器的高級功能框圖。圖3描繪具有常規(guī)占用率測量的位圖。圖4描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有幅度閾值的位圖。圖5描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的密度跡線。圖6描繪根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的密度跡線。圖7描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的觸發(fā)檢測器的高級功能框圖。圖8描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有幅度掩模(mask)的位圖。圖9描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有密度掩模的密度跡線。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考圖4，通過測量在用戶指定的“幅度閾值”420之上的位圖400的每一列的密度來形成根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的“密度跡線”。每一列的密度等于幅度閾值之上的該列中的所有像素的密度總和除以該列中的所有像素的密度總和 ^ —幅度閾值之上的列中的所有像素的密度總和
權(quán)利要求
1.一種產(chǎn)生密度跡線的方法，包含以下步驟 數(shù)字化模擬信號以產(chǎn)生多個數(shù)字樣本； 將該多個數(shù)字樣本變換成多個頻譜；組合該多個頻譜以產(chǎn)生位圖數(shù)據(jù)庫，其中該位圖數(shù)據(jù)庫包含以行和列的陣列布置的多個單元，且每個單元的值指示密度；以及計(jì)算具有多個點(diǎn)的密度跡線，其中每個點(diǎn)的值指示相關(guān)幅度閾值之上的位圖數(shù)據(jù)庫的一列或多列的密度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的產(chǎn)生密度跡線的方法，其中相關(guān)幅度閾值之上的位圖數(shù)據(jù)庫的一列或多列的密度等于相關(guān)幅度閾值之上的位圖數(shù)據(jù)庫的一列或多列中的每個單元的密度總和除以該一列或多列中的所有單元的密度總和。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的產(chǎn)生密度跡線的方法，其中該組合步驟包含以下步驟光柵化該多個頻譜以產(chǎn)生多個光柵化頻譜，其中每個光柵化頻譜包含以行和列的陣列布置的多個單元；對每個所述光柵化頻譜的對應(yīng)單元的值進(jìn)行求和以形成位圖數(shù)據(jù)庫；以及將位圖數(shù)據(jù)庫的每個單元的值除以頻譜總數(shù)，使得它指示密度。
4.一種采集數(shù)字樣本的方法，包含以下步驟 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法產(chǎn)生密度跡線；當(dāng)該密度跡線的任何點(diǎn)違反相關(guān)密度閾值時產(chǎn)生觸發(fā)信號；以及響應(yīng)于該觸發(fā)信號，在存儲器中存儲多個數(shù)字樣本。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采集數(shù)字樣本的方法，其中該相關(guān)密度閾值包含密度值范圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的采集數(shù)字樣本的方法，其中該產(chǎn)生步驟包含當(dāng)該密度跡線的點(diǎn)的值在密度值范圍內(nèi)時產(chǎn)生觸發(fā)信號的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的采集數(shù)字樣本的方法，其中該產(chǎn)生步驟包含當(dāng)該密度跡線的點(diǎn)的值在密度值范圍之外時產(chǎn)生觸發(fā)信號的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采集數(shù)字樣本的方法，其中產(chǎn)生觸發(fā)信號的步驟包含以下步驟測量密度跡線違反相關(guān)密度閾值的時間長度；以及當(dāng)該時間長度小于、大于或等于指定的時間值——這取決于指定的參數(shù)時，產(chǎn)生觸發(fā)信號。
9.一種測試測量儀器，包含模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于數(shù)字化模擬信號以產(chǎn)生連續(xù)數(shù)字樣本流；以及連續(xù)時間處理器，用于處理該連續(xù)數(shù)字樣本流以產(chǎn)生密度跡線； 其中該連續(xù)時間處理器包含用于以下操作的裝置 將多個數(shù)字樣本變換成多個頻譜；組合該多個頻譜以產(chǎn)生位圖數(shù)據(jù)庫，其中該位圖數(shù)據(jù)庫包含以行和列的陣列布置的多個單元，且每個單元的值指示密度；以及計(jì)算具有多個點(diǎn)的密度跡線，其中每個點(diǎn)的值指示相關(guān)幅度閾值之上的位圖數(shù)據(jù)庫的一列或多列的密度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的測試測量儀器，還包含用于顯示密度跡線的顯示設(shè)備。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的測試測量儀器，還包含用于存儲密度跡線的存儲設(shè)備。
12.一種測試測量儀器，包含模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于數(shù)字化模擬信號以產(chǎn)生連續(xù)數(shù)字樣本流； 觸發(fā)檢測器，用于接收該連續(xù)數(shù)字樣本流且產(chǎn)生觸發(fā)信號；以及存儲器，用于響應(yīng)于該觸發(fā)信號而存儲多個數(shù)字樣本； 其中該觸發(fā)檢測器包含用于以下操作的裝置 將多個數(shù)字樣本變換成多個頻譜；組合該多個頻譜以產(chǎn)生位圖數(shù)據(jù)庫，其中該位圖數(shù)據(jù)庫包含以行和列的陣列布置的多個單元，且每個單元的值指示密度；計(jì)算具有多個點(diǎn)的密度跡線，其中每個點(diǎn)的值指示相關(guān)幅度閾值之上的位圖數(shù)據(jù)庫的一列或多列的密度；以及當(dāng)該密度跡線的任何點(diǎn)違反相關(guān)密度閾值時，產(chǎn)生觸發(fā)信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的測試測量儀器，其中該觸發(fā)檢測器還包含用于以下操作的裝置測量密度跡線違反相關(guān)密度閾值的時間長度；以及當(dāng)該時間長度小于、大于或等于指定的時間值——這取決于指定的參數(shù)時，產(chǎn)生觸發(fā)信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及頻域位圖中的密度跡線測量和觸發(fā)。通過測量在用戶指定的“幅度閾值”之上的頻域位圖的每一列的密度，形成根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的“密度跡線”。每一列的密度等于幅度閾值之上的列中的所有像素的密度總和除以列中的所有像素的密度總和。密度跡線提供了一種定義和代表許多列的占用率的方便方式，且還允許把密度數(shù)據(jù)快速地從一個儀器或計(jì)算機(jī)傳送到另一儀器或計(jì)算機(jī)。在一些實(shí)施例中，密度跡線被結(jié)合到測試測量儀器的觸發(fā)檢測器中且用于產(chǎn)生觸發(fā)信號。觸發(fā)檢測器將密度跡線與用戶指定的“密度閾值”進(jìn)行比較且在密度跡線的任何點(diǎn)的值違反密度閾值時產(chǎn)生觸發(fā)信號。
文檔編號G01R23/16GK102331524SQ201110122310
公開日2012年1月25日 申請日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月12日
發(fā)明者K. 小希爾曼 A., H. 埃比 D., F. 特平 J., A. 恩格霍爾姆 K. 申請人:特克特朗尼克公司