專利名稱：用于提供帶fft窗口形狀的視覺指示的頻域顯示的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)試與測(cè)量?jī)x器的領(lǐng)域，并且尤其涉及構(gòu)造成用于觀察頻域中的數(shù)字化波形的測(cè)試與測(cè)量?jī)x器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代數(shù)字示波器通常提供產(chǎn)生給定輸入信號(hào)的時(shí)域波形的能力。有些儀器可包括產(chǎn)生輸入信號(hào)的頻譜或頻域顯示的能力。示波器內(nèi)的數(shù)字處理器通常對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行頻域變換以產(chǎn)生頻域波形。各種變換參數(shù)可用于產(chǎn)生頻域波形。當(dāng)調(diào)整這些變換參數(shù)時(shí)，對(duì)應(yīng)的頻域波形可能也被改變。現(xiàn)有裝置缺乏有效的辦法來反映用于產(chǎn)生頻域波形的變換參數(shù)。因此，存在對(duì)包括這樣的能力的測(cè)試與測(cè)量?jī)x器的需求。

發(fā)明內(nèi)容
公開了ー種測(cè)試與測(cè)量?jī)x器及方法。測(cè)試與測(cè)量?jī)x器包括具有時(shí)域網(wǎng)格和頻域網(wǎng)格的顯示器。處理器構(gòu)造成處理輸入信號(hào)以產(chǎn)生用于在時(shí)域網(wǎng)格中的顯示的時(shí)域波形，該輸入信號(hào)與時(shí)基關(guān)聯(lián)。處理器還構(gòu)造成處理第二輸入信號(hào)并產(chǎn)生用于在頻域網(wǎng)格中的顯示的頻域波形，該第二輸入信號(hào)與相同的時(shí)基關(guān)聯(lián)。頻域波形與時(shí)基的選定時(shí)段關(guān)聯(lián)。處理器還構(gòu)造成產(chǎn)生頻譜時(shí)間指示器，頻譜時(shí)間指示器構(gòu)造成相對(duì)于頻域波形，在時(shí)域網(wǎng)格中以圖形方式圖示變換參數(shù)、位置和選定時(shí)段。第一輸入信號(hào)與第二輸入信號(hào)可以是相同的信號(hào)。變換參數(shù)可以是具有相關(guān)形狀的變換窗ロ類型。測(cè)試與測(cè)量?jī)x器還可包括構(gòu)造成從多個(gè)窗ロ類型選擇窗ロ類型的輸入控制。頻譜時(shí)間指示器可具有相對(duì)于頻域波形指示時(shí)域網(wǎng)格的選定時(shí)段的寬度。測(cè)試與測(cè)量?jī)x器可包括構(gòu)造成接收輸入信號(hào)和多個(gè)用戶控制的輸入。


圖I是具有分成多個(gè)網(wǎng)格的顯示器的示波器的示意 圖2是構(gòu)造成顯示時(shí)域與頻域波形和頻譜時(shí)間指示器的顯示器的方框 圖3是構(gòu)造成顯示時(shí)域與頻域波形和頻譜時(shí)間指示器的顯示器的方框 圖4是構(gòu)造成顯示時(shí)域與頻域波形以及示出FFT窗ロ形狀的頻譜時(shí)間指示器的顯示器的方框圖；以及圖5是示出產(chǎn)生頻域波形和頻譜時(shí)間指示器的一般處理步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式本公開涉及構(gòu)造成用于在頻域中觀察數(shù)字化波形的測(cè)試與測(cè)量?jī)x器?？稍趩蝹€(gè)儀器中完成模擬、數(shù)字和RF信號(hào)的時(shí)間相關(guān)采集與觀察。這通過將顯示器分成兩個(gè)網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)，一個(gè)用于時(shí)域波形，并且一個(gè)用于頻域波形。向用戶提供指示時(shí)域中的時(shí)段的標(biāo)記，頻譜(頻域)波形由該時(shí)域計(jì)算得到。還向用戶提供以圖形方式圖示如何產(chǎn)生頻域波形的標(biāo)記。圖I是具有分成多個(gè)網(wǎng)格14、16的顯示器12的示波器10的示意圖。網(wǎng)格14、16構(gòu)造成以圖形方式顯示至少一個(gè)波形24、26及其他圖形標(biāo)記34、36，例如軸、圖形信息和文本。示波器10還具有構(gòu)造成用于用戶輸入的多個(gè)用戶控制18和構(gòu)造成接收測(cè)試信號(hào)等的多個(gè)電氣輸入20。用戶控制18可包括一個(gè)或多個(gè)用戶輸入，其如以下詳細(xì)公開地被構(gòu)造成 選擇頻譜位置、頻譜時(shí)間和/或FFT窗口形狀。在本示例中，示波器10實(shí)現(xiàn)為獨(dú)立的單元，其所帶的采集系統(tǒng)21包括處理器22，該處理器22具有構(gòu)造成用于程序信息與數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)的相關(guān)存儲(chǔ)器23。應(yīng)理解的是，處理器22可耦合至附加的電路系統(tǒng)，例如I/O、A/D、圖形生成硬件等。處理器22構(gòu)造成經(jīng)由用戶控制18接收至少一部分輸入。處理器還構(gòu)造成產(chǎn)生在網(wǎng)格14、16中顯示的至少一部分信息。應(yīng)理解的是，示波器可利用各種硬件和軟件實(shí)現(xiàn)，包括利用例如桌上型電腦、膝上型電腦、輸入板、智能手機(jī)或其他計(jì)算裝置的計(jì)算裝置實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例。以下的定義可幫助理解本公開
頻譜時(shí)間計(jì)算在頻域網(wǎng)格中顯示的頻域波形所需的時(shí)間量。頻譜位置相對(duì)于時(shí)域網(wǎng)格中的時(shí)域波形的頻譜時(shí)間的起始位置。FFT窗口 應(yīng)用于時(shí)域數(shù)據(jù)以考慮在時(shí)域采集的任一端部處的不連續(xù)性的數(shù)學(xué)函數(shù)。存在許多類型的FFT窗口，其中有些FFT窗口對(duì)于有些類型的RF測(cè)量較好，并且其他FFT窗口對(duì)于其他類型的RF測(cè)量較好，但每種FFT窗口對(duì)得到的頻域波形看起來象什么具有不同的影響。圖2-4是示出構(gòu)造成顯示時(shí)域與頻域波形的顯示器的示例。為了簡(jiǎn)化起見，輸入信號(hào)是連續(xù)地躍過三個(gè)獨(dú)有頻率的恒功率跳頻信號(hào)。該信號(hào)由例如如圖I所示的混合域示波器獲取，所述混合域示波器具有相同信號(hào)的時(shí)域和頻域的同時(shí)顯示。應(yīng)理解的是，不同的輸入信號(hào)可用于產(chǎn)生時(shí)域波形與頻域波形。圖2是分成多個(gè)網(wǎng)格的顯示器12的示意圖。在該示例中，上部的網(wǎng)格是時(shí)域網(wǎng)格40，所述時(shí)域網(wǎng)格40構(gòu)造成顯示代表提供至電氣輸入20中的其中一個(gè)的時(shí)域信號(hào)的時(shí)域波形42 (頻率對(duì)時(shí)間)。應(yīng)理解的是，在不偏離本公開的范圍的情況下可產(chǎn)生各種其他的時(shí)域波形，例如幅度對(duì)時(shí)間。顯示器12還可包括中心頻率指示器48，所述中心頻率指示器48構(gòu)造成在時(shí)域網(wǎng)格40中呈現(xiàn)的頻率對(duì)時(shí)間波形42內(nèi)，指示頻域網(wǎng)格44中的中心頻率的位置。在本示例中，在中心頻率指示器48上方的點(diǎn)為較高頻率；在中心頻率指示器48下方的點(diǎn)為較低頻率。從左至右移動(dòng)，時(shí)域波形在中間頻率處開始，移向較高頻率，移向較低頻率，移回到中間頻率，然后是較高頻率并最終回到較低頻率。應(yīng)理解的是，顯示器12可構(gòu)造成同時(shí)顯不來自施加于電氣輸入20的分立信號(hào)的多個(gè)單獨(dú)的時(shí)域波形。
下部的網(wǎng)格是頻域網(wǎng)格44，所述頻域網(wǎng)格44構(gòu)造成顯示來自施加于其中ー個(gè)電氣輸入20上的信號(hào)在時(shí)域網(wǎng)格40中代表的時(shí)間的至少一部分內(nèi)的頻域波形46。顯示器12還包括簡(jiǎn)單頻譜時(shí)間指示器50，所述簡(jiǎn)單頻譜時(shí)間指示器50構(gòu)造成以圖形方式指示用于產(chǎn)生頻域波形46的時(shí)段。在頻譜時(shí)間指示器50如所示的那樣定位在時(shí)域網(wǎng)格40內(nèi)的情況下，用戶假定頻域波形46就如所示的那樣。在頻譜時(shí)間期間，躍過三個(gè)不同頻率的信號(hào)毎次花費(fèi)相同的時(shí)間量。然而，用戶實(shí)際看到的是如圖3所示的情形。圖3示出了具有時(shí)域網(wǎng)格60的顯示器12，所述時(shí)域網(wǎng)格60構(gòu)造成顯示代表提供至電氣輸入20中的其中一個(gè)的時(shí)域信號(hào)的時(shí)域波形62 (頻率對(duì)時(shí)間)。顯示器12還具有頻域網(wǎng)格64，所述頻域網(wǎng)格64構(gòu)造成顯示來自施加于其中ー個(gè)電氣輸入20上的信號(hào)在時(shí)域網(wǎng)格60中代表的時(shí)間的至少一部分內(nèi)的頻域波形66。顯示器12還可包括中心頻率指示器68，所述中心頻率指示器68構(gòu)造成在時(shí)域網(wǎng)格60中呈現(xiàn)的頻率對(duì)時(shí)間波形62內(nèi)，指示頻域網(wǎng)格64中的中心頻率的位置。顯示器12包括簡(jiǎn)單頻譜時(shí)間指示器70，所述簡(jiǎn)單頻譜時(shí)間指示器70構(gòu)造成以圖形方式指示用于產(chǎn)生頻域波形66的時(shí)段。查看時(shí)域波形62，頻域波形66為什么顯示為如所示的那樣并不是顯而易見的。只有聞?lì)l率峰67具有聞的幅度。盡管"[目號(hào)如在時(shí)域網(wǎng)格60中所指不的那樣在所有ニ個(gè)頻率處花費(fèi)相同的時(shí)間量，但較低的頻率峰63、65仍具有較低的幅度。這是由于用于產(chǎn)生頻域波形66的特定的變換參數(shù)，例如FFT窗ロ形狀。圖4示出了具有時(shí)域網(wǎng)格80的增強(qiáng)的顯示器12，所述時(shí)域網(wǎng)格80構(gòu)造成顯示代表提供至電氣輸入20中的其中一個(gè)的時(shí)域信號(hào)的時(shí)域波形82(頻率對(duì)時(shí)間)。顯示器12還具有頻域網(wǎng)格84，所述頻域網(wǎng)格84構(gòu)造成顯示來自施加于其中ー個(gè)電氣輸入20上的信號(hào)在時(shí)域網(wǎng)格80中代表的時(shí)間的至少一部分內(nèi)的頻域波形86。顯示器12還可包括中心頻率指示器88，所述中心頻率指示器88構(gòu)造成在時(shí)域網(wǎng)格80中呈現(xiàn)的頻率對(duì)時(shí)間波形82內(nèi)，指示頻域網(wǎng)格84中的中心頻率的位置。顯示器12包括頻譜時(shí)間指示器90，所述頻譜時(shí)間指示器90構(gòu)造成以圖形方式指示用于產(chǎn)生頻域波形86的時(shí)段和FFT窗ロ形狀。查看時(shí)域波形82，頻域波形86為什么顯示成如所示那樣現(xiàn)在是顯而易見的。由于在高頻處花費(fèi)的時(shí)間在FFT窗ロ的中間并且沒有衰減得如在邊沿處那樣多，所以高頻率峰87具有高的幅度。在中間和低的頻率83、85處花費(fèi)的時(shí)間因?yàn)橛糜诋a(chǎn)生頻譜的FFT窗ロ函數(shù)的形狀而減少。除FFT窗ロ的時(shí)間位置之外，頻譜時(shí)間指示器90還以圖形方式圖示了 FFT窗ロ形狀，以幫助用戶理解對(duì)應(yīng)的頻譜顯示。應(yīng)理解的是，在不偏離本公開的范圍的情況下可使用各種FFT窗ロ形狀。例如，F(xiàn)FT窗ロ形狀如圖4所示可大體上為高斯形(Gaussian)，或者可以是矩形、三角形、漢寧形(Hanning)、漢明形(Hamming)、泊松形(Poisson)、柯西形(Cauchy)、卡希爾-貝塞爾形(Kaiser-Bessel)以及其他形狀。圖5是示出實(shí)現(xiàn)以上公開的功能的一般處理步驟的流程圖。應(yīng)理解的是，在此包含的任何流程圖僅是說明性的，并且在典型的系統(tǒng)軟件中可正常地實(shí)現(xiàn)其他程序入口和出ロ點(diǎn)、超時(shí)功能、誤差校驗(yàn)例程等(未示出)。還應(yīng)理解的是，系統(tǒng)軟件可在啟動(dòng)之后連續(xù)地運(yùn)行。因此，任何開始和結(jié)束點(diǎn)是用來指示可集成到主程序中并按照需要執(zhí)行的一部分代碼的邏輯開始和結(jié)束點(diǎn)。還可在不偏離本公開的范圍的情況下改變?nèi)魏螇K的執(zhí)行順序?；谶@里公開的內(nèi)容，這些方面的實(shí)現(xiàn)是顯而易見的并且完全在本領(lǐng)域的技術(shù)人員所掌握的技能范圍之內(nèi)。如由塊102所示，獲取一個(gè)或多個(gè)例如被數(shù)字化并且存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)的輸入信號(hào)。數(shù)字化輸入信號(hào)通常包括具有已知時(shí)基的一系列樣本。頻譜時(shí)間與頻譜位置如由塊104所示地確定。FFT窗口形狀如由塊106所示地確定?？山?jīng)由在圖I中示出的前面板控制38接收頻譜時(shí)間、位置和FFT窗口形狀。應(yīng)理解的是，如果沒有接收到用戶輸入，則頻譜時(shí)間、頻譜位置和FFT窗口形狀可設(shè)定成初始的缺省值。處理器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行諸如快速傅里葉變換(FFT)的頻域變換。如由塊108所示， ·頻譜時(shí)間與頻譜位置輸入被用來識(shí)別該時(shí)段的對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)樣本。如由塊110所示地產(chǎn)生頻域波形。然后產(chǎn)生頻譜時(shí)間指示器，其帶有與選定的FFT窗口類型對(duì)應(yīng)的形狀。如由塊112所示，頻譜時(shí)間指示器隨后覆蓋在顯示器上，從而以圖形方式表示頻譜時(shí)間、頻譜位置和FFT窗口類型。應(yīng)理解的是，基于在此公開的內(nèi)容可能有許多變化。盡管特征與單元在上面以特定的組合方式作了描述，但每種特征或單元可單獨(dú)使用而不與其他特征與單元組合，或者可在有或者沒有其他特征與單元的情況下以各種組合的方式使用。在此提供的方法或流程圖可在結(jié)合于計(jì)算機(jī)可讀(非暫時(shí)的)存儲(chǔ)介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)程序、軟件或固件內(nèi)實(shí)現(xiàn)以由通用計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的示例包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、寄存器、高速緩沖存儲(chǔ)器、半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置、諸如內(nèi)置硬盤和移動(dòng)盤的磁性介質(zhì)、磁光介質(zhì)和諸如⑶-ROM盤和數(shù)字化視頻光盤(DVD)的光學(xué)介質(zhì)。舉例來說，合適的處理器包括通用處理器、專用處理器、傳統(tǒng)處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、多個(gè)微處理器、與DSP內(nèi)核相聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)微處理器、控制器、微控制器、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)電路、任何其他類型的集成電路(IC)和/或狀態(tài)機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)試與測(cè)量?jī)x器，包括 顯示器，其具有時(shí)域網(wǎng)格和頻域網(wǎng)格； 處理器，其構(gòu)造成處理輸入信號(hào)，以產(chǎn)生用于在所述時(shí)域網(wǎng)格中的顯示的時(shí)域波形，所述輸入信號(hào)與時(shí)基關(guān)聯(lián)，所述處理器構(gòu)造成處理第二輸入信號(hào)并產(chǎn)生用于所述頻域網(wǎng)格中的顯示的頻域波形，所述第二輸入信號(hào)與所述時(shí)基關(guān)聯(lián)，所述頻域波形與所述時(shí)基的選定時(shí)段關(guān)聯(lián)； 所述處理器構(gòu)造成產(chǎn)生頻譜時(shí)間指示器，所述頻譜時(shí)間指示器構(gòu)造成相對(duì)于所述頻域波形，在所述時(shí)域網(wǎng)格中以圖形方式圖示變換參數(shù)、位置和所述選定時(shí)段。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測(cè)試與測(cè)量?jī)x器，其中所述第一輸入信號(hào)與所述第二輸入信號(hào)為相同的信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測(cè)試與測(cè)量?jī)x器，其中所述變換參數(shù)是具有相關(guān)的形狀的變換窗口類型。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測(cè)試與測(cè)量?jī)x器，還包括構(gòu)造成從多個(gè)窗口類型選擇窗口類型的輸入控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測(cè)試與測(cè)量?jī)x器，其中所述頻譜時(shí)間指示器具有相對(duì)于所述頻域波形指示所述時(shí)域網(wǎng)格的所述選定時(shí)段的寬度。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測(cè)試與測(cè)量?jī)x器，還包括構(gòu)造成接收所述輸入信號(hào)的輸入。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測(cè)試與測(cè)量?jī)x器，還包括多個(gè)用戶控制。
8.一種提供測(cè)試與測(cè)量?jī)x器的方法，所述方法包括 提供具有時(shí)域網(wǎng)格和頻域網(wǎng)格的顯示器； 提供處理器，所述處理器構(gòu)造成處理輸入信號(hào)，以產(chǎn)生用于在所述時(shí)域網(wǎng)格中的顯示的時(shí)域波形，所述輸入信號(hào)與時(shí)基關(guān)聯(lián)，所述處理器構(gòu)造成處理第二輸入信號(hào)并產(chǎn)生用于所述頻域網(wǎng)格中的顯示的頻域波形，所述第二輸入信號(hào)與所述時(shí)基關(guān)聯(lián)，所述頻域波形與所述時(shí)基的選定時(shí)段關(guān)聯(lián)； 所述處理器構(gòu)造成產(chǎn)生頻譜時(shí)間指示器，所述頻譜時(shí)間指示器構(gòu)造成相對(duì)于所述頻域波形，在所述時(shí)域網(wǎng)格中以圖形方式圖示變換參數(shù)、位置和所述選定時(shí)段。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述第一輸入信號(hào)與所述第二輸入信號(hào)為相同的信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述變換參數(shù)是具有相關(guān)的形狀的變換窗口類型。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括接收輸入控制，以從多個(gè)窗口類型選擇窗口類型。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述頻譜時(shí)間指示器具有相對(duì)于所述頻域波形指示所述時(shí)域波形的所述選定時(shí)段的寬度。
13.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)具有存儲(chǔ)在其上的、用于由處理器執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器被構(gòu)造為進(jìn)行測(cè)試與測(cè)量，所述方法包括 處理輸入信號(hào)，以產(chǎn)生用于在時(shí)域網(wǎng)格中的顯示的時(shí)域波形，所述輸入信號(hào)與時(shí)基關(guān)聯(lián)，所述處理器構(gòu)造成處理第二輸入信號(hào)并產(chǎn)生用于在頻域網(wǎng)格中的顯示的頻域波形，所述第二輸入信號(hào)與所述時(shí)基關(guān)聯(lián)，所述頻域波形與所述時(shí)基的選定時(shí)段關(guān)聯(lián)；產(chǎn)生頻譜時(shí)間指示器，所述頻譜時(shí)間指示器構(gòu)造成相對(duì)于所述頻域波形，在所述時(shí)域網(wǎng)格中以圖形方式圖示變換參數(shù)、位置和所述選定時(shí)段。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中所述第一輸入信號(hào)與所述第二輸入信號(hào)為相同的信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中所述變換參數(shù)是具有相關(guān)的形狀的變換窗口類型。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，還包括接收輸入控制，以從多個(gè)窗口類型選擇窗口類型。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中所述頻譜時(shí)間指示器具有相對(duì)于所述頻域波形指示所述時(shí)域波形的所述選定時(shí)段的寬度。
全文摘要
一種測(cè)試與測(cè)量?jī)x器包括具有時(shí)域網(wǎng)格和頻域網(wǎng)格的顯示器。處理器構(gòu)造成處理輸入信號(hào)，以產(chǎn)生用于在時(shí)域網(wǎng)格中的顯示的時(shí)域波形，輸入信號(hào)與時(shí)基關(guān)聯(lián)。處理器還構(gòu)造成處理第二輸入信號(hào)并產(chǎn)生用于在頻域網(wǎng)格中的顯示的頻域波形，第二輸入信號(hào)與相同的時(shí)基關(guān)聯(lián)。頻域波形與時(shí)基的選定時(shí)段關(guān)聯(lián)。處理器還構(gòu)造成產(chǎn)生頻譜時(shí)間指示器，頻譜時(shí)間指示器構(gòu)造成相對(duì)于頻域波形，在時(shí)域網(wǎng)格中以圖形方式圖示變換參數(shù)、位置和選定時(shí)段。
文檔編號(hào)G01R23/16GK102955054SQ20121029615
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者G.J.沃爾多, K.P.多賓斯 申請(qǐng)人:特克特朗尼克公司