專利名稱：頻域中的邏輯觸發(fā)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測試測量儀器，且更具體而言涉及頻域觸發(fā)器。
背景技術(shù)：
諸如可從俄勒岡州的比弗頓(Beaverton, Oregon)的iTektronix公司購得的 RSA6100和RSA3400族的實時頻譜分析儀實時地觸發(fā)、捕獲和分析RF信號。這些儀器無縫地捕獲RF信號，使得不像常規(guī)掃掠式頻譜分析儀和矢量信號分析儀，在指定帶寬內(nèi)不丟失數(shù)據(jù)。這些儀器具有觸發(fā)在頻域中發(fā)生的事件的能力。稱為“頻率掩模觸發(fā)器 (frequency mask trigger)”的這種能力在美國專利號5，103，402中描述。頻率掩模觸發(fā)器計算由儀器的接收器系統(tǒng)提供的實時數(shù)據(jù)的頻譜并且然后將該頻譜與用戶定義的頻率掩模進(jìn)行比較。當(dāng)頻譜違反了頻率掩模時，產(chǎn)生觸發(fā)信號，該觸發(fā)信號導(dǎo)致代表所接收的RF 信號的無縫數(shù)據(jù)塊被存儲，其包含觸發(fā)事件以及在觸發(fā)事件之前立即和之后立即發(fā)生的事件。以這種方式，頻率掩模觸發(fā)器等待單個特定頻譜事件發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
在一些實例中，用戶可能希望基于頻譜掩模的兩個或更多區(qū)域的邏輯組合進(jìn)行觸發(fā)。例如，考慮其中使用兩個信號的系統(tǒng)，其中每個信號處于不同的頻率。任一信號可以在任何給定時間存在，但是如果同時存在兩個信號，則其僅是錯誤條件。常規(guī)頻率掩模觸發(fā)器不能檢測該錯誤條件，即其僅在同時存在兩個信號時不能產(chǎn)生觸發(fā)信號，因為一違反了頻率掩模的任何點，常規(guī)頻率掩模觸發(fā)器就產(chǎn)生觸發(fā)信號。常規(guī)頻率掩模觸發(fā)器沒有僅當(dāng)在兩個不同位置處違反頻率掩模時觸發(fā)的能力。所期望的是一種能夠基于頻率掩模的兩個或更多區(qū)域的邏輯組合進(jìn)行觸發(fā)的頻率掩模觸發(fā)器。因此，本發(fā)明的實施例提供一種能夠基于頻率掩模的兩個或更多區(qū)域的邏輯組合進(jìn)行觸發(fā)的頻率掩模觸發(fā)器。代表輸入信號的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的幀被變換成具有多個頻率倉 (bin)的頻譜，其中每個頻率倉具有功率幅度值。頻率掩模定義成具有多個參考功率水平， 一個參考功率水平與每個頻率倉關(guān)聯(lián)。定義頻率掩模的兩個或更多區(qū)域，其中每個掩模區(qū)域?qū)?yīng)于一個或更多頻率倉。通過將每個掩模區(qū)域內(nèi)的所有功率幅度值與關(guān)聯(lián)的參考功率水平進(jìn)行比較，確定每個掩模區(qū)域的違反狀態(tài)。如果掩模區(qū)域內(nèi)的任何功率幅度值違反了關(guān)聯(lián)的參考功率水平，則認(rèn)為整體掩模區(qū)域被違反。當(dāng)滿足掩模區(qū)域的違反狀態(tài)的邏輯組合時，產(chǎn)生觸發(fā)信號。當(dāng)結(jié)合所附權(quán)利要求和附圖進(jìn)行閱讀時，本發(fā)明的目的、優(yōu)點和其他新穎特征從以下的詳細(xì)描述中顯現(xiàn)。


圖1描繪了實時頻譜分析儀的簡化高級框圖。圖2描繪了根據(jù)本發(fā)明的實施例的觸發(fā)產(chǎn)生器的簡化高級框圖。圖3描繪了具有2個掩模區(qū)域的頻率掩模。圖4描繪了具有4個掩模區(qū)域的頻率掩模。
具體實施例方式現(xiàn)在參考圖1，實時頻譜分析儀10示為具有用于接收射頻(RF)輸入信號的輸入處理器20。輸入處理器20包括可選的鏡像抑制濾波器22，接著是使用本地振蕩器(LO)^將經(jīng)濾波的輸入信號轉(zhuǎn)換成中間頻率(IF)信號的混頻器(mixer) Μ。鏡像抑制濾波器22可以使用低通濾波器、帶通濾波器或高通濾波器來實現(xiàn)。IF信號通過帶通濾波器觀且然后輸入到模擬-數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器30以提供用于進(jìn)一步處理的數(shù)字信號。該數(shù)字信號被輸入到用于實時處理的數(shù)字信號處理器(DSP) 32，從而諸如以如美國專利號4，870，348中描述的光譜圖的形式顯示在顯示裝置34上。該數(shù)字信號還被輸入到采集存儲器36和到觸發(fā)產(chǎn)生器40。在一些實施例中，采集存儲器36可以使用循環(huán)存儲器來實現(xiàn)。當(dāng)觸發(fā)產(chǎn)生器40 檢測到觸發(fā)事件時，產(chǎn)生觸發(fā)信號，該觸發(fā)信號導(dǎo)致采集存儲器36存儲來自數(shù)字信號的無縫數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)塊以供DSP 32進(jìn)行后續(xù)處理或者以卸載到另一處理器(未示出)進(jìn)行非實時后處理?，F(xiàn)在參考圖2，根據(jù)本發(fā)明的實施例的觸發(fā)產(chǎn)生器40示為具有用于存儲代表數(shù)字信號的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的循環(huán)緩沖器42。在一個實施例中，循環(huán)緩沖器42可以實現(xiàn)為采集存儲器 36的一部分。在另一實施例中，循環(huán)緩沖器42可以實現(xiàn)為單獨的存儲器。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的幀從循環(huán)緩沖器42讀取且被諸如布萊克曼-哈里斯(Blackman-Harris)窗口的窗口化函數(shù)(W) 44窗口化(window)。窗口化的幀使用離散傅立葉變換(DFT) 46而轉(zhuǎn)換到頻域以產(chǎn)生具有多個頻率倉的頻譜，其中每個頻率倉具有功率幅度值。頻率掩模由用戶定義成具有多個參考功率水平，一個參考功率水平與每個頻率倉關(guān)聯(lián)。頻率掩模的兩個或更多區(qū)域也可以由用戶定義，其中每個掩模區(qū)域?qū)?yīng)于一個或更多頻率倉。比較器50將每個頻譜內(nèi)的功率幅度值中的每一個與關(guān)聯(lián)的參考功率水平進(jìn)行比較且產(chǎn)生多個輸出信號，其中每個輸出信號指示特定功率幅度值是否違反關(guān)聯(lián)的參考功率水平?！斑`反”意味著取決于用戶將觸發(fā)器斜率定義為“正”還是“負(fù)”，功率幅度值大于或小于關(guān)聯(lián)的參考功率水平。來自比較器50的多個輸出信號被輸入到邏輯限定器(qualifier) 52。邏輯限定器52通過檢查對應(yīng)于每個掩模區(qū)域的比較器50的輸出信號來確定每個掩模區(qū)域的違反狀態(tài)。如果對應(yīng)于特定掩模區(qū)域的任何輸出信號指示特定頻率倉被違反，則認(rèn)為整體掩模區(qū)域被違反。當(dāng)滿足掩模區(qū)域的違反狀態(tài)的用戶指定邏輯組合時，邏輯限定器 52產(chǎn)生觸發(fā)信號。邏輯組合可以包含諸如AND (與)、0R (或)、M)R (異或)、Ν0Τ (非)、NAND (與非)、N0R (或非)、XNOR (同或)等的邏輯函數(shù)的任何組合。要意識到，可以在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對觸發(fā)產(chǎn)生器40做出各種修改。例如，在備選實施例中，比較器50不是比較每個頻譜內(nèi)的所有功率幅度值，而是改為僅比較對應(yīng)于掩模區(qū)域的那些功率幅度值。在該情況下，比較器50產(chǎn)生指示掩模區(qū)域的違反狀態(tài)的多個輸出信號，且邏輯限定器52基于那些輸出信號的邏輯組合來產(chǎn)生觸發(fā)信號。
在操作中，用戶可以指定為了產(chǎn)生觸發(fā)信號而必須滿足的掩模區(qū)域的違反狀態(tài)的邏輯組合。例如，給定圖3所示的具有兩個用戶定義的掩模區(qū)域A和B的頻率掩模，用戶可以指定在輸入信號違反掩模區(qū)域A AND B、A OR B、A XOR B、A NOT B等時要產(chǎn)生觸發(fā)信號。如果添加更多的掩模區(qū)域，可以使用更復(fù)雜的邏輯組合。例如，給定圖4中所示的具有4個用戶定義的掩模區(qū)域A、B、C和D的頻率掩模，用戶可以指定在輸入信號違反掩模區(qū)域(A AND B) OR (C AND D)時要產(chǎn)生觸發(fā)信號。要意識到，眾多其他邏輯組合也是可能的。例如，用戶可以指定在輸入信號違反掩模區(qū)域(A OR (B AND C AND D))、((A AND B AND NOT C) OR D)，(A XOR (B XOR (C XOR D)))等時要產(chǎn)生觸發(fā)信號。上述實施例使用離散傅立葉變換將時域信號轉(zhuǎn)換成頻譜。備選地，可以使用其他變換，諸如Hartley (哈特萊)變換或chirp-Z變換。另外，可以使用基于非變換的技術(shù)，諸如包括有限脈沖響應(yīng)濾波器和連續(xù)時間模擬濾波器的并聯(lián)濾波器組。在各個實施例中，觸發(fā)產(chǎn)生器40可以以硬件、軟件或二者的組合來實現(xiàn)，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。盡管上述很多參數(shù)描述為“用戶指定”或“用戶定義”，但是要意識到，在其他實施例中那些參數(shù)備選地可以由標(biāo)準(zhǔn)確定或者由測試測量儀器自動確定。盡管本發(fā)明的實施例尤其具有針對實時頻譜分析儀的應(yīng)用，但是要意識到，響應(yīng)于觸發(fā)信號而采集數(shù)據(jù)的任何測試測量儀器可以有利地使用能夠基于頻率掩模的兩個或更多區(qū)域的邏輯組合進(jìn)行觸發(fā)的頻率掩模觸發(fā)器。從上面的描述要意識到，本發(fā)明代表頻域觸發(fā)領(lǐng)域的顯著進(jìn)步。盡管出于說明目的而說明和描述了本發(fā)明的特定實施例，但是要理解，可以在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出各種修改。因此，本發(fā)明除了受所附權(quán)利要求限制之外不應(yīng)當(dāng)受到限制。
權(quán)利要求
1.一種測試測量儀器，包含輸入處理器，用于接收輸入信號并產(chǎn)生數(shù)字信號；觸發(fā)信號產(chǎn)生器，用于基于頻率掩模的兩個或更多區(qū)域的違反狀態(tài)的邏輯組合來產(chǎn)生觸發(fā)信號；以及采集存儲器，用于響應(yīng)于該觸發(fā)信號而存儲來自該數(shù)字信號的無縫數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試測量儀器，其中該觸發(fā)信號產(chǎn)生器包含時間-頻率轉(zhuǎn)換器，用于將來自數(shù)字信號的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的幀轉(zhuǎn)換成具有多個頻率倉的頻譜，其中每個頻率倉具有功率幅度值；比較器，用于將該多個功率幅度值與定義頻率掩模的關(guān)聯(lián)的多個參考功率水平進(jìn)行比較，且用于產(chǎn)生多個輸出信號，其中每個輸出信號指示特定功率幅度值是否違反所述關(guān)聯(lián)的參考功率水平；以及邏輯限定器，用于通過檢查對應(yīng)于每個掩模區(qū)域的比較器的輸出信號來確定該頻率掩模的兩個或更多掩模區(qū)域的違反狀態(tài)，且用于基于該兩個或更多掩模區(qū)域的違反狀態(tài)的邏輯組合來產(chǎn)生觸發(fā)信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試測量儀器，其中該觸發(fā)信號產(chǎn)生器包含時間-頻率轉(zhuǎn)換器，用于將來自數(shù)字信號的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的幀轉(zhuǎn)換成具有多個頻率倉的頻譜，其中每個頻率倉具有功率幅度值；比較器，用于通過將對應(yīng)于該頻率掩模的兩個或更多區(qū)域的那些功率幅度值與關(guān)聯(lián)的參考功率水平進(jìn)行比較來確定該兩個或更多掩模區(qū)域的違反狀態(tài)，且用于產(chǎn)生多個輸出信號，其中每個輸出信號指示該兩個或更多掩模區(qū)域之一的違反狀態(tài)；以及邏輯限定器，用于基于該比較器的輸出信號的邏輯組合來產(chǎn)生觸發(fā)信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測試測量儀器，其中該觸發(fā)信號產(chǎn)生器還包含用于對數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的幀窗口化的窗口化函數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測試測量儀器，其中該觸發(fā)信號產(chǎn)生器還包含用于對數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的幀窗口化的窗口化函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試測量儀器，其中該輸入處理器包含混頻器，用于將輸入信號與本地振蕩器信號進(jìn)行混頻以產(chǎn)生中間頻率信號；帶通濾波器，用于對該中間頻率信號進(jìn)行濾波以產(chǎn)生經(jīng)濾波的中間頻率信號；以及模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用于數(shù)字化經(jīng)濾波的中間頻率信號以產(chǎn)生數(shù)字信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測試測量儀器，其中該輸入處理器還包含用于對輸入信號進(jìn)行濾波的鏡像抑制濾波器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試測量儀器，其中該時間-頻率轉(zhuǎn)換器包含選自由離散傅立葉變換、離散Hartley變換和chirp-Z變換組成的組的時間-頻率變換。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試測量儀器，其中該時間-頻率轉(zhuǎn)換器包含選自由有限脈沖響應(yīng)濾波器和連續(xù)時間模擬濾波器組成的組的并聯(lián)濾波器組。
全文摘要
本發(fā)明涉及頻域中的邏輯觸發(fā)。一種能夠基于頻率掩模的兩個或更多區(qū)域的邏輯組合進(jìn)行觸發(fā)的頻率掩模觸發(fā)器將代表輸入信號的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的幀變換成具有多個頻率倉的頻譜，其中每個頻率倉具有功率幅度值。頻率掩模定義成具有多個參考功率水平，一個參考功率水平與每個頻率倉關(guān)聯(lián)。定義頻率掩模的兩個或更多區(qū)域，其中每個掩模區(qū)域?qū)?yīng)于一個或更多頻率倉。通過將每個掩模區(qū)域內(nèi)的所有功率幅度值與關(guān)聯(lián)的參考功率水平進(jìn)行比較，確定每個掩模區(qū)域的違反狀態(tài)。如果掩模區(qū)域內(nèi)的任何功率幅度值違反關(guān)聯(lián)的參考功率水平，則認(rèn)為整體掩模區(qū)域被違反。當(dāng)滿足掩模區(qū)域的違反狀態(tài)的邏輯組合時，產(chǎn)生觸發(fā)信號。
文檔編號G01R23/16GK102313840SQ201110113860
公開日2012年1月11日 申請日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月5日
發(fā)明者A. 德蒙特 J. 申請人:特克特朗尼克公司