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1、(10)申请公布号 CN 103901274 A (43)申请公布日 2014.07.02 CN 103901274 A (21)申请号 201210589232.6 (22)申请日 2012.12.31 G01R 23/16(2006.01) (71)申请人 特克特朗尼克公司 地址 美国俄勒冈州 (72)发明人 J.D. 伊尔斯 F.M. 博尔登 K.F. 加里森 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 马丽娜 李浩 (54) 发明名称 具有缩放显示的实时谱分析仪 (57) 摘要 本发明涉及具有缩放显示的实时谱分析仪。 所描述的测试和测量仪器包括用于由输入测。
2、试信 号产生位图图像的处理器、 用于识别位图图像的 一部分的用户界面、 和被构造用于由位图图像的 被识别部分产生第二图像的第二图像产生器。第 二图像可以是从初始位图被缩放的图像， 并且所 述图像可以在被显示之前被时间校正。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 9 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图9页 (10)申请公布号 CN 103901274 A CN 103901274 A 1/2 页 2 1. 一种测试和测量仪器， 包括 ： 用于由输入测试信号产生位图图像的处理器 ； 用于识别位图图像的一部分的。
3、用户界面 ； 和 被构造成用于产生包括位图图像的被识别部分的第二图像的第二图像产生器。 2. 根据权利要求 1 的测试和测量仪器， 其中输入测试信号被用于产生位图图像和第 二图像。 3. 根据权利要求 1 的测试和测量仪器， 进一步包括显示器， 并且其中位图图像和第二 图像被同时示出在显示器上。 4. 根据权利要求 1 的测试和测量仪器， 进一步包括下转换器， 并且其中在产生第二图 像之前， 测试信号被下转换。 5. 根据权利要求 4 的测试和测量仪器， 进一步包括窄跨度校正滤波器， 并且其中被下 转换的测试信号在被传送到第二图像产生器之前通过窄跨度校正滤波器被滤波。 6. 根据权利要求 1 。
4、的测试和测量仪器， 其中针对时间校准来校正位图图像和第二图 像。 7. 根据权利要求 1 的测试和测量仪器， 其中用户界面被构造用于允许用户选择用于 产生的位图图像的开始和结束部分作为第二图像。 8. 根据权利要求 1 的测试和测量仪器， 其中用户界面允许用户识别位图图像的第二 部分， 并且进一步包括被构造用于由位图图像的第二部分产生第三图像的第三图像产生 器。 9. 根据权利要求 1 的测试和测量仪器， 其中用户界面允许用户识别第二图像的一部 分， 并且进一步包括被构造用于由第二图像的被识别部分产生第三图像的第三图像产生 器。 10. 一种测试和测量装置中的方法， 包括 ： 接受用于测试的信。
5、号 ； 产生用于测试的信号的第一位图化图像 ； 接受规定第一位图化图像的一部分的用户输入 ； 以及 产生包含第一位图化图像的所述部分的第二位图化图像。 11. 根据权利要求 10 的方法， 其中产生第二位图化图像包括由用于测试的信号产生 第二位图化图像。 12. 根据权利要求 10 的方法， 进一步包括 ： 同时显示第一和第二位图化图像。 13. 根据权利要求 12 的方法， 进一步包括在同时显示第一和第二位图化图像之前时 间校准第一位图化图像和第二位图化图像。 14. 根据权利要求 10 的方法， 进一步包括下转换用于测试的信号。 15. 根据权利要求 10 的方法， 进一步包括对被下转换的。
6、信号进行滤波。 16. 根据权利要求 11 的方法， 其中用户输入规定第一位图化图像的所述部分的开始 和结束。 17. 根据权利要求 11 的方法， 进一步包括 ： 接受识别第一位图化图像的第二部分的用户输入 ； 以及 权 利 要 求 书 CN 103901274 A 2 2/2 页 3 产生包含所述第二部分的第三位图化图像。 18. 根据权利要求 11 的方法， 进一步包括 ： 接受规定第二位图化图像的一部分的用户输入 ； 以及 产生包含第二位图化图像的所述部分的第三位图化图像。 权 利 要 求 书 CN 103901274 A 3 1/4 页 4 具有缩放显示的实时谱分析仪 技术领域 00。
7、01 本公开涉及测试和测量仪器， 更具体地说， 涉及具有缩放显示的频域位图。 背景技术 0002 实时谱分析仪， 例如可从俄勒冈州比弗顿的 Tektronix, Inc. 得到的 RSA6100、 RSA5100 和 RSA3400， 实时触发、 捕获和分析 RF 信号。这些测试和测量仪器无缝地捕获 RF 信号， 因此不同于常规扫描谱分析仪和矢量信号分析仪， 在规定的带宽内没有数据丢失。 0003 现在参考图 1， 实时谱分析仪 100 接收射频 （RF） 输入信号并可选地使用混合器 105、 本机振荡器 （LO） 110 和滤波器 115 下转换它来产生中频 （IF） 信号。模数转换器 （A。
8、DC） 120将IF信号数字化以产生连续的数字采样流。 数字采样被输入到环形缓冲器125并且还 被输入到触发检测器 130， 该触发检测器 130 实时处理数字采样并比较被处理的采样与用 户规定的触发阈值。当被处理的数字采样违反触发阈值时， 触发检测器 130 产生触发信号， 该触发信号使得采集存储器 135 存储被保持在环形缓冲器 125 中的数字采样。 “违反” 根据 用户规定的参数而意指 “超过” 或 “小于” 。然后由后分析处理器 140 分析所存储的数字采 样， 并且结果可以被显示在显示装置 145 上或者被存储在存储装置 （未示出） 中。 0004 Tektronix 实时谱分析仪。
9、使用被称为 “数字荧光”或者可替换地被称为 “DPX. RTM.” 的技术。DPX 使能的实时谱分析仪使用连续时间处理器 150 来实时处理来自 ADC 120 的连续的数字采样流并将结果显示在显示装置 145 上。现在参考图 2， 连续时间处理器 150 使用频率变换 205（例如快速傅里叶变换 （FFT） 、 线性调频 Z 变换等） 来将连续的数字采样 流变换成每秒数千个谱 210。然后， 谱 210 被组合以形成被称为 “位图数据库” 220 的数据 结构。在一个实施例中， 每个谱 210 被光栅化以产生 “光栅化谱” 215。光栅化谱包括被布 置成一系列行和列的单元阵列， 其中每一行代。
10、表特定幅度值且每一列代表特定频率值。每 个单元的值为 “1” （也被称为 “命中” ） ， 其表示在测量周期期间在幅度对比频率间隔中的特 定位置处存在输入信号 ； 或者每个单元的值为 “0” （在图中被描绘为空白单元） ， 其表示其 不是。光栅化谱 215 的对应单元的值被一起求和以形成位图数据库 220， 然后位图数据库 220 的每个单元的值除以光栅化谱 215 的总数， 因此其表示在测量周期期间命中的总数除 以光栅化谱 215 的总数， 或者对等地， 在测量周期期间占据幅度对比频率间隔中的特定位 置的输入信号的时间百分比， 也被称为 “DPX 密度 .RTM.” 。为简单起见， 光栅化谱。
11、 215 和位 图数据库 220 在图中被描绘为具有 10 行和 11 列， 然而， 将认识到， 在实际实施例中， 光栅化 谱 215 和位图数据库 220 可以具有数百个列和行。位图数据库 220 基本上是三维直方图， x 轴是频率， y 轴是幅度， 且 z 轴是密度。位图数据库 220 可以在显示装置 145 上被显示为 称为 “位图” 的图像， 每个单元的密度由色彩分级像素表示。可替换地， 位图数据库 220 可 以被存储在存储装置 （未示出） 中。DPX 采集和显示技术揭示完全被常规谱分析仪和矢量信 号分析仪丢失的信号细节， 例如短持续时间或稀有事件。对于关于 DPX 的更多信息， 参。
12、见在 http:/ 可得到的日期为 2009 年 8 月 20 日的题为 “DPX.RTM. Acquisition Technology for Spectrum Analyzers Fundamentals” 的 Tektronix 文档编号 37W-19638。 说 明 书 CN 103901274 A 4 2/4 页 5 0005 在该背景的情况下， 当结合所附权利要求和附图阅读时本发明的优点和其他新颖 特征由下面的详细描述变得明显。 发明内容 0006 DPX 谱的典型的最终显示的宽度受构成该显示的像素数目限制。例如， 典型的 DPX 谱是768或800像素宽， 并且该宽度可能受硬件。
13、考虑、 显示局限性或两者的限制。 不幸的是， 当使用大约 800 像素的整个显示宽度来观看非常宽的频率跨度时， 每个像素宽度传达大部 分频率， 并且重要的信号可能被丢失。例如， 在 768 像素宽的 DPX 谱上的 2GHz 显示允许仅 显示的 2 个像素宽度的 3.48 MHz 宽的 W-CDMA 信号。有时， 这意味着由于在该显示上示出 大量数据， 相关信号细节在 DPX 谱中被失去。 0007 本发明的实施例通过产生将主 DPX 谱的感兴趣的区域加亮的第二用户控制的 DPX 谱解决了这类局限性。然后， 主 DPX 谱和二级 DPX 谱被同时示出。 0008 因此， 本发明的实施例包括用于。
14、由输入测试信号产生位图图像的处理器、 用于识 别位图图像的一部分的用户界面、 和被构造成由位图图像的被识别部分产生第二图像的第 二图像产生器。 相同的输入测试信号可以用于产生位图图像和第二图像。 进一步地， 位图图 像和第二图像可以同时被示出在显示器上。在一些实施例中， 测试信号在由其产生第二图 像之前被下转换和滤波。在一些实施例中， 位图图像和第二图像针对时间校准被校正。用 户界面允许用户选择用于产生的位图图像的开始和结束部分作为第二图像。 在另外的实施 例中， 第三位图图像可以由初始位图图像或第二位图的用户规定部分被创建。 0009 其他实施例包括用于由用于测试的信号产生位图化图像的方法。。
15、 在产生用于测试 的信号的第一位图化图像之后， 用户规定第一位图化图像的一部分。 然后， 产生第二位图化 图像， 包含第一位图化图像的该部分。 在一些实施例中， 第一位图化图像和第二位图化图像 然后被同时显示。在另外的实施例中， 使得第三位图化图像包含第二位图化图像的一部分 或者包含第一位图化图像的第二部分。 附图说明 0010 图 1 是常规实时谱分析仪的功能框图。 0011 图 2 是示出图 1 中所示的连续时间处理器部件的操作的功能框图。 0012 图 3 是常规 DPX 谱的屏幕截图。 0013 图 4 是包括根据本发明的实施例的主 DPX 谱和二级 DPX 谱的图。 0014 图 5。
16、 是根据本发明的实施例的包括二级 DPX 处理器的谱分析仪的部件的功能框 图。 0015 图 6 是示出根据本发明的实施例的方法的实例流程图。 0016 图 7 是示出包括由主谱产生的两个二级谱的本发明的实施例的框图。 0017 图 8 是示出包括由主谱产生的两个二级谱的本发明的另一实施例的框图。 0018 图 9 是示出包括主谱、 二级谱和三级谱的本发明的实施例的框图。 具体实施方式 0019 图 3 是可以由上述系统产生的常规 DPX 谱 312 的屏幕截图。DPX 谱 312 被示为被 说 明 书 CN 103901274 A 5 3/4 页 6 显示在显示器 310 上， 显示器 31。
17、0 可以是用于测试和测量装置的常规显示器， 例如 LCD（液 晶显示器） 等。显示器 312 可以是测试和测量装置的一部分或者可以是分离的。 0020 如上所述， DPX 谱 312 将来自采样测试信号的数据在显示器 310 上示为不同颜色 的像素， 在图 3 中被示为灰度。有时， 显示器的硬件限制或者更典型地， 产生位图图像 （例如 图 2 的位图数据库 220） 的处理器限制了最终在显示器上示出的 DPX 谱的宽度。例如， 图 3 中的 DPX 谱 312 是大约 800 像素宽。 0021 将有限数目的像素作为 DPX 谱的宽度迫使 DPX 谱的每个像素宽度传达大量信息， 并且该信息可能。
18、被失去或者在显示器 310 上感觉不到。当在测试中的信号是宽带信号时尤 其是这样。例如， 如果用于实时 DPX 谱的测试信号是 2GHz， 并且如果 DPX 谱是 768 像素宽， 则在仅两个像素宽度中显示 2GHz 的 3.48 MHz 宽 CDMA 信号部分。这在 DPX 谱上可能不是 足够的宽度来允许用户充足的屏幕区域， 在该区域上来观看重要数据。 或者， 换句话说， DPX 谱可以被如此压缩以至于重要信号难以从被显示的所有其他数据辨别出。 0022 图 4 是根据本发明的实施例包括主 DPX 谱 412 和二级 DPX 谱 432 的图。在该实例 中， 主 DPX 谱 412 与图 3。
19、 的 DPX 谱 312 相同。DPX 谱 412 的一部分 420 被用户选择作为用 户想要其更多细节的谱的区域。因此， 当缩放模式被激活时， 二级 DPX 谱 432 被产生并被示 出在显示器 430 上， 该显示器 430 示出主 DPX 谱 412 的该部分 420 的附加细节。重要的是， 在一些实施例中， 二级 DPX 谱 432 不仅是主 DPX 谱的该部分 420 的较大型式， 而是二级 DPX 谱 432 由分离的 DPX 处理器从初始测试信号数据产生， 如下面详细描述的。这有效地允许 用户从测试和测量仪器获得更多细节。 0023 在一些实施例中， 主DPX谱的该部分420的宽。
20、度可由用户动作调整， 例如通过扩大 窗口边缘， 或者其他普通显示操纵。在其他实施例中， 用户选择该部分 420 的中点以及窗口 宽度来选择 DPX 谱的该部分以详细地检查。 0024 图 5 是根据本发明的实施例的包括二级 DPX 处理器的谱分析仪的部件的功能框 图。 根据本发明的实施例的测试和测量仪器包括用于由输入测试信号产生位图图像的处理 器， 例如全跨度 DPX 位图处理器 510。从处理器 510 产生的 DPX 位图包括测试信号的全宽。 全跨度 DPX 位图被呈现在显示窗口 520 中， 该显示窗口 520 可以被示出在显示器上， 该显示 器可以是或者可以不是测试和测量仪器的一部分。。
21、 0025 用户界面 502 被用户控制来识别位图图像的一部分， 用于想要关于该部分位图图 像的更多信息。如上所述， 用户界面可以允许选择将被显示在二级窗口中或二级显示器上 的全跨度 DPX 位图的特定部分。 0026 第二图像产生器， 例如二级DPX位图处理器550， 在显示窗口560中产生第二图像， 其包括由全跨度处理器 510 产生的初始位图图像的被识别部分。注意， 这种系统， 例如图 5 所示的系统， 使用相同的基数据来从处理器 510 产生初始位图图像并且从处理器 550 产生 二级位图图像。 可以在将从采集系统采集的初始数据发送到第二图像产生器 （例如二级DPX 位图处理器 550。
22、） 之前对该初始数据执行附加处理， 例如向下处理 （downprocessing） 和滤 波。主滤波和下转换可以发生在下转换器 530 中， 并且可选的窄跨度校正滤波器 540 也可 以存在于该系统中。 0027 在被显示在主窗口 520 和二级或缩放窗口 560 上之前， 针对时间校准校正主 DPX 位图和二级 DPX 位图。 说 明 书 CN 103901274 A 6 4/4 页 7 0028 图 6 是示出根据本发明的实施例的方法的实例流程图。接受用于测试的信号并且 产生信号的第一位图化图像。在过程 610 中， 流程 600 接收用户期望更详细的视图的输入。 这可以通过例如用户在测试。
23、和测量仪器上选择缩放过程或打开缩放窗口来产生。 在处理器 620 中， 从用户输入接受输入， 其可以包括例如规定第一位图化图像的一部分的宽度和位 置， 将对于该部分位图图像产生缩放窗口。然后在过程 640 中由产生初始位图化图像的相 同数据产生缩放窗口， 并且在过程 650 中该缩放窗口被显示给用户。产生的第二位图化图 像包含在过程 620 中用户规定的第一位图化图像的那部分。 0029 在一些实施例中， 如图 4 所示， 第一和第二位图化图像被时间校准并且被同时显 示。如上所述， 第二位图化图像可以在其被产生之前被下转换和滤波。 0030 图 7 是示出包括由这里示出的主谱产生的两个二级谱或。
24、缩放窗口的本发明的实 施例的框图。 图7类似于图4的视图， 除了分别由主窗口712上的显示712的两个部分720、 730 产生两个缩放窗口 722、 732 之外。可以如上面参考单个缩放窗口所描述的那样来产生 两个缩放窗口 722、 732， 然而， 可以与图 5 的主处理器 510 和二级处理器 550 并行地使用第 三位图处理器。 0031 图 8 是示出包括由主谱产生的两个二级谱的本发明的另一实施例的框图。该实施 例类似于图 7 中所示的实施例， 然而， 两个缩放窗口 822、 832 被示出在单个显示 814 上。最 后， 如图 9 中所示， 系统可以包括缩放窗口 922， 其是初始。
25、主窗口的部分 920 的更详细的视 图， 还包括第二缩放窗口 942， 其是第一缩放窗口 922 的部分 940 的更详细的视图。这些窗 口也可以被称为主窗口、 二级窗口和三级窗口。 0032 尽管上面描述的实施例中的许多实施例包括用户界面， 但是将认识到在其他实施 例中， 那些参数可以替换地由测试和测量仪器自动确定。 0033 尽管上面所示和所描述的实施例表明本发明用在实时谱分析仪中， 但是将认识 到， 本发明的实施例也可以有利地用在任何种类的显示频域信号的测试和测量仪器中， 例 如扫描谱分析仪、 信号分析仪、 矢量信号分析仪、 示波器等等。 0034 在各种实施例中， 本发明的部件可以以硬。
26、件、 软件、 或两者的结合来实施， 并且可 以包括通用微处理器、 数字信号处理器 （DSP） 、 专用集成电路 （ASIC） 、 现场可编程门阵列 （FPGA） 等等。 0035 将从前述讨论认识到本发明代表了用于频域位图显示领域中的重大进步。 尽管为 了说明的目的已经示出和描述了本发明的特定实施例， 但是应当理解在不脱离本发明的精 神和范围的情况下可以进行各种修改。因此， 本发明除了受所附权利要求限制以外不应被 限制。 说 明 书 CN 103901274 A 7 1/9 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 103901274 A 8 2/9 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 。
27、103901274 A 9 3/9 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 103901274 A 10 4/9 页 11 图 4 说 明 书 附 图 CN 103901274 A 11 5/9 页 12 图 5 说 明 书 附 图 CN 103901274 A 12 6/9 页 13 图 6 说 明 书 附 图 CN 103901274 A 13 7/9 页 14 图 7 说 明 书 附 图 CN 103901274 A 14 8/9 页 15 图 8 说 明 书 附 图 CN 103901274 A 15 9/9 页 16 图 9 说 明 书 附 图 CN 103901274 A 16 。