專利名稱：附加偽隨機(jī)子lsb值以防止強(qiáng)度條帶化的制作方法
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(shí)時(shí)頻譜分析儀(比如可從Beaverton, Oregon的Tektronix公司獲得的RSA6100和RSA3400系列)實(shí)時(shí)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)。 實(shí)時(shí)頻譜分析儀普遍按照分貝(dB)刻度顯示采集的數(shù)據(jù)。將dB刻度計(jì)算為10Xlogltl(P2/Pl)，其中P2為受測試信號的功率而Pl為參考功率。然而按照dB刻度，低功率信號可能由于采集的數(shù)據(jù)的有限分辨率和對數(shù)轉(zhuǎn)換而出現(xiàn)于由間隙隔開的離散電平。稱為“強(qiáng)度條帶化(banding)”的這ー顯示偽影(artifact)可能非常令人討厭。作為例子，圖I示出了按照dB刻度的脈沖式RF信號105。脈沖式RF信號105由18位數(shù)據(jù)代表，因而在-75dB以下的功率電平出現(xiàn)于離散電平110?？梢酝ㄟ^使用更多位來代表受測試信號(例如通過使用更高分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器)而減少強(qiáng)度條帶化，然而在許多情況下，更高分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器不可用或者其它系統(tǒng)考慮限制了可用位數(shù)。期望的是ー種按對數(shù)刻度顯示采集的數(shù)據(jù)而無強(qiáng)度條帶化的方式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供一種按對數(shù)刻度顯示采集的數(shù)據(jù)而無強(qiáng)度條帶化的測試和測量儀器。測試和測量儀器在采集的數(shù)據(jù)被顯示之前通過向它附加偽隨機(jī)子LSB (最低有效位)值來處理它。當(dāng)按對數(shù)刻度顯示處理的采集數(shù)據(jù)時(shí)，偽隨機(jī)子LSB值填充離散功率電平之間的間隙，由此消除強(qiáng)度條帶化并且提供平滑的在視覺上怡人的顯示。根據(jù)在與所附權(quán)利要求和附圖結(jié)合閱讀時(shí)的以下具體描述，顯而易見本發(fā)明的目的、優(yōu)點(diǎn)和其它新穎特征。


圖I描繪了脈沖式RF信號的常規(guī)時(shí)域顯示。圖2描繪了常規(guī)實(shí)時(shí)頻譜分析儀的高級框圖。圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)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的脈沖式RF信號。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參照圖2，常規(guī)實(shí)時(shí)頻譜分析儀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(gè)路徑中處理數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。在第一路徑中，向?qū)崟r(shí)分析數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的處理器225輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。在第ニ路徑中，向存儲器235 (其在一些實(shí)施例中包括環(huán)形緩沖器)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(shí)時(shí)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(shí)，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(shí)施例，為了消除強(qiáng)度條帶化，處理器225在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被顯示之前通過向它附加偽隨機(jī)值來處理它。偽隨機(jī)值是子LSB (最低有效位)，也就是說，偽隨機(jī)值的分辨率小于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的LSB。這ー數(shù)據(jù)處理步驟填充離散電平之間的間隙并且提供平滑的在視覺上吸引人的顯示。在圖3中圖形地圖示了這ー數(shù)據(jù)處理步驟，其中在顯示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)之前向它添加偽隨機(jī)子LSB值。舉例而言，考慮18位數(shù)據(jù)的ー個(gè)字，比如圖I中所示的波形的一個(gè)樣本
其中d00代表第一位(或者LSB)，d01代表第二位，以此類推。向上述18位數(shù)據(jù)附加8位偽隨機(jī)子LSB數(shù)據(jù)，導(dǎo)致下面示出的26位字
fillTdl6 cll 5 . dC)2 dtlI dCK) n07 n(>6 nOS n04 n()3 n02 nOI nCm]
其中“.”代表ニ進(jìn)制點(diǎn)，而n07-n00代表8位偽隨機(jī)子LSB值。圖4示出了向圖I中所示的波形的每個(gè)樣本附加8位偽隨機(jī)子LSB數(shù)據(jù)的結(jié)果。注意，圖I的強(qiáng)度條帶化110不再在視覺上顯而易見。要明確的是，強(qiáng)度條帶仍然存在于圖4中；偽隨機(jī)子LSB值僅已填充間隙，由此提供更平滑、在視覺上更怡人的顯示。優(yōu)選地，偽隨機(jī)子LSB值具有矩形分布(也就是說，它們均勻分布于零與ー個(gè)LSB之間)以便提供在按照對數(shù)刻度的離散功率電平之間的平滑過渡。在其它實(shí)施例中，偽隨機(jī)子LSB值具有比如高斯分布、瑞利分布等的其它分布。將理解，上述特定位數(shù)(S卩18位采集的數(shù)據(jù)、8位偽隨機(jī)子LSB數(shù)據(jù))僅用來舉例并且本發(fā)明無論所用特定位數(shù)如何都適用。雖然將偽隨機(jī)值描述為“子LSB”，但是在一些實(shí)施例中，偽隨機(jī)值跨越不止ー個(gè)LSB。雖然按照dB刻度描述本發(fā)明，但是將理解本發(fā)明可以用來借助任ー類對數(shù)顯示來消除強(qiáng)度條帶化。雖然將本發(fā)明描述為用在實(shí)施頻譜分析儀中，但是將理解本發(fā)明也可以用在按照對數(shù)刻度顯示數(shù)字化數(shù)據(jù)的比如掃描頻譜分析儀、示波器等的任何其它測試和測量儀器中。本發(fā)明的對數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行操作的任何元件可以用硬件、軟件或者二者的組合來實(shí)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)域的顯著進(jìn)歩。雖然已出于示例的目的而圖示和描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但是將理解可以進(jìn)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，向數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)附加偽隨機(jī)值以產(chǎn)生處理的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，所述偽隨機(jī)值具有分布并且具有比所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的最低有效位更小的分辨率；以及顯示設(shè)備，按照對數(shù)刻度顯示所述處理的數(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向所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)附加所述偽隨機(jī)值之前處理所述數(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，其中所述偽隨機(jī)值的所述分布跨越所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的ー個(gè)最低有效位。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測試和測量儀器，其中所述偽隨機(jī)值的所述分布跨越所述數(shù) 字?jǐn)?shù)據(jù)的不止ー個(gè)最低有效位。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測試和測量儀器，其中所述偽隨機(jī)值的所述分布為矩形分布。
6.一種顯示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的方法，包括以下步驟 向數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)附加偽隨機(jī)值以產(chǎn)生處理的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，所述偽隨機(jī)值具有分布并且具有比所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的最低有效位更小的分辨率；并且 在顯示設(shè)備上按照對數(shù)刻度顯示所述處理的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中在向所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)附加所述偽隨機(jī)值之前處理所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述偽隨機(jī)值的所述分布跨越所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的ー個(gè)最低有效位。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述偽隨機(jī)值的所述分布跨越所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的不止ー個(gè)最低有效位。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述偽隨機(jī)值的所述分布為矩形分布。
全文摘要
本發(fā)明涉及附加偽隨機(jī)子LSB值以防止強(qiáng)度條帶化。本發(fā)明的實(shí)施例提供一種按照對數(shù)刻度顯示采集的數(shù)據(jù)而無強(qiáng)度條帶化的測試和測量儀器。測試和測量儀器在采集的數(shù)據(jù)被顯示之前通過向它附加偽隨機(jī)子LSB(最低有效位)值來處理它。當(dāng)按照對數(shù)刻度顯示處理的采集數(shù)據(jù)時(shí)，偽隨機(jī)子LSB值填充離散功率電平之間的間隙，由此消除強(qiáng)度條帶化并且提供平滑的在視覺上怡人的顯示。
文檔編號G01R13/02GK102645584SQ20111024813
公開日2012年8月22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