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专利名称：时间限定的频率掩模触发的制作方法
技术领域：
本发明涉及测试和测量仪器，且更特别地涉及在频域中使用的触发器。
背景技术：
例如可从 Beaverton, Oregon 的 Tektronix 公司获得的 RSA6100 系列和 RSA3400 系列的实时频谱分析仪对RF信号进行实时触发、捕捉和分析。与传统的扫频频谱分析仪不 同，这些仪器对数据的无缝块(seamless blocks of data)进行捕捉，以便于不遗漏或丢失 数据。这些仪器具有对发生在频域中的事件进行触发的能力。这种被称为“频率掩模触 发(frequency mask trigger) ”的能力被描述于第5，103，402号美国专利中。该频率掩模 触发对由仪器的接收机系统提供的实时数据的频谱进行计算，并随后将频谱与由用户定义 的频率掩模做比较。当频谱违反(violate)频率掩模时，生成导致表示接收到的RF信号的 数据的无缝块被存储的触发信号，其包括触发事件和紧接在触发事件之前和紧接在触发事 件之后发生的事。频率掩模触发用这种方式来等待单个特定频谱事件的发生。

发明内容
在某些情况下，用户可能想要在其他的、经常是大得多的瞬间(transitory)信号 存在的情况下触发脉冲的(pulsed)或突发的(burstecORF信号。例如，用户可能想要在存 在干扰的情况下触发数字RF信号。传统的频率掩模触发不能可靠地触发数字RF信号，反 而，因为二个信号都违反频率掩模的原因而它不能区分数字RF信号和干扰，可能错误地触 发干扰。所希望的是在其他瞬间信号存在的情况下频率掩模触发能够触发脉冲的或突发 的RF信号。因此，本发明的实施例提供了时间限定(time qualified)的频率掩模触发，其对 违反频率掩模达至少指定的持续时间的信号进行触发。表示输入信号的数字数据的帧被变 换成具有至少一个频率窗口(frequency bin)的频谱，其中每个频率窗口都具有功率幅度 值。当任何功率幅度值违反相关联的参考功率电平(reference power level)达至少指定 的持续时间时，就生成了触发信号。当与所附权利要求和附图一起阅读下面的详细描述时，本发明的目的、优点和其 他新颖特征是显而易见的。


图1阐述了实时频谱分析仪的简化的、高等级(high-level)的框图。图2阐述了根据本发明实施例的触发生成器的简化的、高等级的框图。
具体实施例方式现在参考图1，示出了具有用于接收射频(RF)输入信号的输入处理器20的实时频 谱分析仪10。输入处理器20包括可选的镜像抑制滤波器(image re jectf ilter) 22，其后跟 随使用本地振荡器(LO) 26将滤波后的输入信号转换成中频(IF)信号的混频器(mixer) 24。 镜像抑制滤波器22可以使用低通滤波器、带通滤波器或者高通滤波器来实现。IF信号通 过带通滤波器28并随后被输入到模数(A/D)转换器30以为进一步处理提供数字信号。为 了实时处理，为了显示在监视器34上，诸如以第4，870，348号美国专利中所描述的谱图 (spectrogram)的形式，数字信号被输入到数字信号处理器(DSP) 32。数字信号也输入到采 集(acquisition)存储器36和触发生成器40。在一些实施例中，采集存储器36可以使用 环形存储器(circular memory)来实现。当触发生成器40检测到时间限定的触发事件时， 生成导致采集存储器36对来自数字信号的数字数据的无缝块进行存储的触发信号，以用 于DSP32的后续处理或者用于为了非实时的后处理而卸载至另一个处理器(未示出)。现在参考图2，示出了具有用于存储表示数字信号的数字数据的循环缓冲器 (circulating buffer) 42的根据本发明实施例的触发生成器40。在一个实施例中，循环缓 冲器42可以被实现为采集存储器36的一部分。在另一个实施例中，循环缓冲器42可以被 实现为单独的存储器。数字数据的帧被从循环缓冲器42中读出并被诸如Blackman-Harris 窗那样的加窗函数(windowing function)44加窗(window)。使用离散傅里叶变换(dFT)46 将被加窗的帧转换成频域，以产生具有至少一个频率窗口的频谱，其中每个频率窗口都具 有功率幅度值。每个功率幅度值被输入到比较器50以与和每个频率窗口相关联的参考功 率电平做比较。当任何功率幅度值违反相关联的参考功率电平时，比较器50就生成指示 “触发事件”的发生的输出信号。根据用户定义触发斜率为“正”还是为“负”，“违反”意味 着功率信号或者大于或者小于触发电平。在信号频谱中为每个频率窗口指定的参考功率电 平定义频率掩模触发。根据指定的定时器模式，当比较器50的输出信号存在(present)达 至少指定的持续时间或者存在达小于指定的持续时间时，时间限定器(qualifier)52就生 成表示“时间限定的触发事件”的发生的触发信号。因为频率掩模触发对数据的帧进行操 作，所以指定的持续时间的最小时间分辨率等于一个帧的持续时间。在本发明的一个实施例中，时间限定器52就根据下面的逻辑进行操作如果用户指定，当触发事件存在达至少指定的持续时间时生成触发信号，那么对 于数字数据的每个帧a)如果比较器的输出是真(TRUE)，那么计数器增量(increment)。b)如果比较器的输出是假(FALSE)，那么重置计数器为零。c)如果计数器值超过帧的指定的数目，那么生成触发信号。如果用户指定，当触发事件存在达小于指定的持续时间时而生成触发信号，那么 对于数字数据的每个帧a)如果比较器的输出是真(TRUE)，那么计数器增量。b)如果比较器的输出是假(FALSE)并且计数器值大于零但小于帧的指定的数目， 那么生成触发信号并且重置计数器为零。本发明的上述实施例不要求，为了生成触发信号而相同的频率窗口被数字数据的 每个帧所违反，它们仅仅要求一些频率窗口被违反。例如，频率窗口 1可以在第一帧中被违反，频率窗口 2可以在第二帧中被违反，等等。但是，在本发明的替代实施例中，仅当指定的 频率窗口或者窗口集被每个帧所违反时才生成触发信号。在本发明的另一替换实施例中，时间限定器52在一系列的时间限定的触发事件 发生时生成触发信号，其中每个时间限定的触发事件都具有相关联的持续时间。例如，触发 信号可以在第一触发事件(其存在达至少指定的持续时间)发生时生成，紧接着的是第二 触发事件(其存在达少于第二指定的持续时间)。持续时间的该序列和定时器模式可以被 存储在时间限定器52或者存储器(未示出)中。在本发明的另一替换实施例中，在时间限定的触发事件或者一系列的时间限定的 触发事件已经发生了指定的次数之后，时间限定器52生成触发信号。在各种实施例中，触发斜率、参考功率电平、持续时间和定时器模式可以由用户或 者标准来指定。为了提供实时触发，触发生成处理必须足够快以便跟上数字信号流。上述实施例使用离散傅里叶变换将时域信号转换成频谱。可替换地，可以使用诸 如Hartley变换或者chirp-Z变换那样的其他变换。此外，可以使用诸如包括有限脉冲响 应滤波器和连续时间模拟滤波器的并行滤波器集合(bank)那样的非基于变换的技术。虽然本发明的实施例尤其具有频谱分析仪的应用，但是响应于触发信号对数据进 行采集的任何测试和测量仪器都可以使用时间限定的频率掩模触发。从前述将意识到的是，本发明代表了频域触发领域中的显著进步。时间限定的频 率掩模触发可以检测许多有用的触发条件。虽然为了阐述的目的已经对本发明的特定实施 例进行了阐述和描述，但是应当理解的是在不背离本发明精神和范围的前提下，可以做出 各种修改。因此，本发明不应当受到所附权利要求以外的其他局限。
权利要求
一种仪器，包括用于接收输入信号和产生数字信号的输入处理器；用于生成触发信号的触发信号生成器；以及用于响应于触发信号对来自数字信号的数字数据的无缝块进行存储的采集存储器；触发信号生成器包括用于将来自数字信号的数字数据的帧转换成具有至少一个频率窗口的频谱的时间至频率转换器，其中每个频率窗口都具有功率幅度值；用于检测触发事件的比较器，触发事件处于至少一个功率幅度值违反相关联的参考功率电平的条件下；以及用于在时间限定的触发事件发生时生成触发信号的时间限定器。
2.如权利要求1所述的仪器，其中，时间限定的触发事件包括存在达至少指定的持续 时间的触发事件。
3.如权利要求1所述的仪器，其中，时间限定的触发事件包括存在达少于指定的持续 时间的触发事件。
4.如权利要求2或3所述的仪器，其中，时间限定器在一系列的时间限定的触发事件发 生时生成触发信号，其中每个触发事件具有相关联的指定的持续时间。
5.如权利要求4所述的仪器，其中，在时间限定的触发事件或者一系列的时间限定的 触发事件已经发生了指定的次数之后，时间限定器生成触发信号。
6.如权利要求1所述的仪器，其中，输入处理器包括用于将输入信号与本地振荡器信号进行混频以产生中频信号的混频器； 用于对中频信号进行滤波以产生经过滤波的中频信号的带通滤波器；以及 用于将经过滤波的中频信号进行数字化以产生数字信号的模数转换器。
7.如权利要求6所述的仪器，其中，输入处理器进一步包括用于对输入信号进行滤波 的镜像抑制滤波器。
8.如权利要求1所述的仪器，其中，触发信号生成器进一步包括用于对数字数据的帧 进行加窗的加窗函数。
9.如权利要求1所述的仪器，其中，时间至频率转换器包括选自由离散傅里叶变换、离 散Hartley变换和chirp-Z变换组成的组的时间至频率变换。
10.如权利要求1所述的仪器，其中，时间至频率转换器包括选自由有限脉冲响应滤波 器和连续时间模拟滤波器组成的组的并行滤波器集合。
11.一种在测试和测量仪器中采集数据的方法，包括以下步骤 接收输入信号和产生数字信号；生成触发信号；以及响应于触发信号对来自数字信号的数字数据的无缝块进行存储； 生成步骤包括以下步骤将来自数字信号的数字数据的帧转换成具有至少一个频率窗口的频谱，其中每个频率 窗口都具有功率幅度值；检测触发事件，触发事件处于至少一个功率幅度值违反相关联的参考功率电平的条件 下；以及在时间限定的触发事件发生时产生触发信号。
12.如权利要求11所述的方法，其中，时间限定的触发事件包括存在达至少指定的持 续时间的触发事件。
13.如权利要求11所述的方法，其中，时间限定的触发事件包括存在达少于指定的持 续时间的触发事件。
14.如权利要求12或13所述的方法，其中，产生步骤在一系列的时间限定的触发事件 发生时生成触发信号，其中每个触发信号具有相关联的指定的持续时间。
15.如权利要求14所述的方法，其中，在时间限定的触发事件或者一系列的时间限定 的触发事件已经发生了指定的次数之后，产生步骤生成触发信号。
16.如权利要求11所述的方法，其中，接收步骤包括将输入信号与本地振荡器信号进行混频以产生中频信号；对中频信号进行带通滤波以产生经过滤波的中频信号；以及将经过滤波的中频信号进行数字化以产生数字信号。
17.如权利要求16所述的方法，其中，接收步骤进一步包括用镜像抑制滤波器对输入 信号进行滤波的步骤。
18.如权利要求11所述的方法，其中，生成步骤进一步包括用加窗函数对数字数据的 帧进行加窗的步骤。
19.如权利要求11所述的方法，其中，转换步骤使用选自由离散傅里叶变换、离散 Hartley变换和chirp-Z变换组成的组的时间至频率变换。
20.如权利要求11所述的方法，其中，转换步骤使用选自由有限脉冲响应滤波器和连 续时间模拟滤波器组成的组的并行滤波器集合。
全文摘要
本发明涉及时间限定的频率掩模触发。时间限定的频率掩模触发对违反频率掩模达至少指定的持续时间的信号进行触发。表示输入信号的数字数据的帧被转换成具有至少一个频率窗口的频谱，其中每个频率窗口都具有功率幅度值。当任何功率幅度值违反相关联的参考功率电平达至少指定的持续时间时，就生成触发信号。
文档编号G01R23/16GK101923113SQ20101013824
公开日2010年12月22日 申请日期2010年2月11日 优先权日2009年2月11日
发明者A·K·小希尔曼, S·L·哈伍德 申请人:特克特朗尼克公司