專利名稱：重新采樣采集的數(shù)據(jù)以防止相干采樣偽影的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測試和測量儀器并且更具體地涉及顯示采集的數(shù)據(jù)的方法。
背景技術(shù)：
實時頻譜分析儀(比如可從Beaverton, Oregon的Tektronix公司獲得的RSA6100和RSA3400系列)實時由RF信號觸發(fā)、捕獲和分析RF信號。這些測試和測量儀器無縫地捕獲RF信號，使得不同于常規(guī)掃描頻譜分析儀和矢量信號分析儀，在指定的帶寬內(nèi)未遺漏數(shù)據(jù)。在一些情況下，實時頻譜分析儀用來測量基于如下時鐘信號生成的受測試信號，該時鐘信號與實時頻譜分析儀本身的采樣時鐘(或者它的諧波)很接近或者甚至同步。在這 樣的情況下出現(xiàn)“相干采樣”，因而顯示的波形可以包含各種令人討厭的偽影。例如，圖I示出了脈沖式RF信號的時域顯示，其中由于這一影響，樣本僅出現(xiàn)在波形的上升和下降沿上的少數(shù)位置110。所期望的是一種在受測試信號與實時頻譜分析儀的采樣時鐘很接近或者甚至同步時提供平滑、無偽影的顯示的方式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供一種在顯示采集的數(shù)據(jù)之前通過用偽隨機采樣相位重新采樣它來處理它的測試和測量儀器。這一數(shù)據(jù)處理步驟在受測試信號與測試和測量儀器的采樣時鐘之間引入隨機變化的相位，由此消除在二者之間的任何同步的影響。以這一方式，測試和測量儀器可以基于與測試和測量儀器的自有采樣時鐘(或者它的諧波)很接近或者甚至同步的時鐘信號來采集數(shù)據(jù)而又仍然提供平滑、無偽影的顯示。根據(jù)在與所附權(quán)利要求和附圖結(jié)合閱讀時的以下具體描述，顯而易見本發(fā)明的目的、優(yōu)點和其它新穎特征。


圖I描繪了脈沖式RF信號的常規(guī)時域顯示。圖2描繪了實時頻譜分析儀的高級框圖。圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明的實施例如何處理數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。圖4描繪了在根據(jù)本發(fā)明處理之后的圖I的波形。圖5描繪了根據(jù)本發(fā)明的實施例的重新采樣器的高級框圖。
具體實施例方式現(xiàn)在參照圖2，常規(guī)實時頻譜分析儀器200接收射頻(RF)輸入信號并且可選地使用混頻器205、本地振蕩器(LO) 210和濾波器215來降頻轉(zhuǎn)換它以產(chǎn)生中頻(IF)信號。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 220響應(yīng)于采樣時鐘(未示出)來數(shù)字化IF信號以產(chǎn)生代表IF信號的連續(xù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。然后在兩個路徑中處理數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。在第一路徑中，向?qū)崟r分析數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的處理器225輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。在第二路徑中，向存儲器235 (其在一些實施例中包括環(huán)形緩沖器)中并且還向觸發(fā)檢測器240輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，該觸發(fā)檢測器240實時處理數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并且比較處理的數(shù)據(jù)與用戶指定的觸發(fā)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)處理的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)滿足觸發(fā)標(biāo)準(zhǔn)時，觸發(fā)檢測器240生成如下觸發(fā)信號，該觸發(fā)信號使存儲器235存儲數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)塊。處理器225然后分析存儲的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。處理的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以顯示于顯示設(shè)備230上或者存儲于存儲設(shè)備(未示出)中。
現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明的實施例，處理器225在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被顯示之前通過用偽隨機采樣相位重新采樣它來處理它。這一數(shù)據(jù)處理步驟在受測試信號與采樣時鐘之間引入隨機變化的相位，由此消除在二者之間的任何同步的影響。以這一方式，實時頻譜分析儀200可以基于與采樣時鐘(或者它的諧波)很接近或者甚至同步的時鐘信號來采集數(shù)據(jù)而又仍然提供平滑、無偽影的顯示。在圖3中圖形地圖示了這一數(shù)據(jù)處理步驟，其中重新采樣器305在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被顯示之前重新采樣它?？梢杂酶鞣N不同方式實現(xiàn)重新采樣。例如在一個實施例中，將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分割成稱為“記錄”的樣本組，并且基于不同的偽隨機相位值來重新采樣每個記錄中的所有樣本。也就是說，基于第一偽隨機相位值來重新采樣第一記錄中的所有樣本，基于第二偽隨機相位值Φ2來重新采樣第二記錄中的所有樣本，以此類推。在另一實施例中，在逐個樣本的基礎(chǔ)上重新采樣數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。也就是說，基于第一偽隨機相位值來重新采樣第一樣本，基于第二偽隨機相位值Φ2來重新采樣第二樣本，以此類推。在任一情況下，當(dāng)積累和顯示重新采樣的樣本時，效果是平滑、無偽影的顯示而未表明輸入信號在頻率上與采樣時鐘有關(guān)。圖4示出了在如上面所描述的那樣處理之后的圖I的波形。注意，不同于在圖I(其中樣本僅出現(xiàn)在波形的上升和下降沿上的少數(shù)位置110)中，圖4的波形是平滑并且無偽影的?？梢允褂帽绢I(lǐng)域中公知的各種技術(shù)中的任何一種技術(shù)來執(zhí)行重新采樣。然而將理解，為了提供實時處理(如上述“第一路徑”所需要的)，必須實時執(zhí)行重新采樣。圖5描繪了能夠?qū)崟r操作的一個特定重新采樣器305的高級框圖。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)首先穿過2χ插值器505、然后穿過兩個多相重新采樣濾波器510和515、然后穿過2χ抽取器530。偽隨機值生成器540向多相重新米樣濾波器510和515提供與偽隨機米樣相位對應(yīng)的偽隨機值。2χ插值器505的目的在于提供空頻譜，由此放寬多相重新采樣濾波器510和515的濾波器滾降要求，由此簡化它們的設(shè)計。由于插值，每個多相重新采樣濾波器僅提供半個相移時鐘周期，因此需要兩個多相重新采樣濾波器以獲得全相移時鐘周期。2χ抽取器530的目的在于將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)成它的原樣本率。多相重新采樣濾波器510和515中的每個針對采樣時鐘的O至I個周期的總延遲引入2χ插值采樣時鐘的O至I個周期或者采樣時鐘的O至O. 5個周期的延遲。在其它實施例中也可以使用不同插值比(即除了 2χ之外)和不同數(shù)目的多相重新采樣濾波器(即除了兩個之外)。雖然在實時頻譜分析儀方面描述了本發(fā)明，但是將理解也可以在數(shù)字化受測試信號的諸如示波器等的任何其它測試和測量儀器中使用本發(fā)明。本發(fā)明的對數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進行操作的任何元件可以用硬件、軟件或者二者的組合來實施并且可以包括通用微處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)等和/或在它們上執(zhí)行。
根據(jù)前文討論將理解，本發(fā)明代表測試和測量裝置領(lǐng)域中的顯著進步。雖然已經(jīng)出于示例的目的而圖示和描述了本發(fā)明的具體實施例，但是將理解可以進行各種修改而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。因而，本發(fā)明除了如受所附權(quán)利要求之外不應(yīng)受到限制。
權(quán)利要求
1.一種測試和測量儀器，包括 處理器，用于用偽隨機采樣相位重新采樣數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以產(chǎn)生處理的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；以及 顯示設(shè)備，用于顯示所述處理的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測試和測量儀器，其中所述處理器在它重新采樣所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)之前處理所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測試和測量儀器，其中所述處理器通過將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分割成記錄并且基于不同的偽隨機相位值來重新采樣每個記錄中的所有樣本而重新采樣所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測試和測量儀器，其中所述處理器在逐個樣本的基礎(chǔ)上重新采樣所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測試和測量儀器，其中所述處理器包括多相重新采樣濾波器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測試和測量儀器，還包括用于在所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被施加到所述多相重新采樣濾波器之前對所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進行插值。
全文摘要
本發(fā)明涉及重新采樣采集的數(shù)據(jù)以防止相干采樣偽影。本發(fā)明的實施例提供一種在顯示采集的數(shù)據(jù)之前通過用偽隨機采樣相位重新采樣它來處理它的測試和測量儀器。這一數(shù)據(jù)處理步驟在受測試信號與測試和測量儀器的采樣時鐘之間引入隨機變化的相位，由此消除在二者之間的任何同步的影響。以這一方式，測試和測量儀器可以基于與測試和測量儀器的自有采樣時鐘(或者它的諧波)很接近或者甚至同步的時鐘信號來采集數(shù)據(jù)而又仍然提供平滑、無偽影的顯示。
文檔編號G01R23/165GK102721869SQ20111024813
公開日2012年10月10日 申請日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者D.H.埃比 申請人:特克特朗尼克公司