CN104020330A - 一种提高信号分析仪频谱测量准确度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高信号分析仪频谱测量准确度的方法，通过双层显示窗口显示频谱，双层显示窗口分为下层显示窗口和上层透明显示窗口，下层显示窗口为扫描粗频谱显示窗口，显示抽取过的频谱或信号；上层透明显示窗口为扫描频谱细节显示窗口，显示下层每个频率点对应的抽取范围内的频谱细节，并以半透明背景的方式显示刷新频谱细节。上层透明窗口与下层窗口同步刷新，且两层窗口的显示互不影响，这样就把所有的频谱测量点数无丢失的显示在仪器屏幕上，并且用户可以通过移动频标准确的读取到每个测量频点的频率和功率信息。在有限像素的显示屏上提高显示和读数分辨率，把频谱仪的频谱测量细节表现出来，给用户提供更加精确的频谱测量结果。
Description
技术领域
本发明涉及信号分析领域，尤其是一种提高信号分析仪频谱测量准确度的方法。
背景技术
随着计算机技术在信号分析仪中的应用，仪器的数字信号处理能力越来越强，信号分析仪中的频谱测量功能每完成一个预定频段的扫描，就会在仪器屏幕上显示一系列的谱线，用户通过频标读取谱线对应的数值，从而实现频谱测量功能。频谱分析的原则是精细不能丢谱，因此频谱仪的扫描输出数据点数比较多，但受限于屏幕的尺寸和分辨率，很多的扫描点数无法在有限的屏幕上显示，显示分辨率限制了频谱测量精度的提高。在使用频谱测量功能对信号的频率测量时，频谱测量的频率读出准确度为带宽/(扫描点数-1)*0.5，其中扫描点数就是屏幕的有效显示点数，频宽就是频谱仪扫描的频率范围。在扫描频率范围一定的情况下，要想提高频率读出准确度，就需要增加显示点数，而屏幕大小尺寸和显示分辨率一定的情况下，显然无法提高。
信号分析仪中传统的频谱测量的处理方法都是当进行频谱扫描测量时，先获取大量的频谱测量点数，然后再通过数字抽取，把很多的频谱测量点数合并为一个显示点数，再在频谱屏幕上显示出来，当用户直接观察或用频标读取时，很多频谱和信号细节丢失了。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明在不升级更换任何硬件的情况下，设计新的软件算法和显示方法，在有限像素的显示屏上提高显示和读数分辨率，把频谱仪的频谱测量细节表现出来，给用户提供更加精确的频谱测量结果。
本发明采用如下技术方案：
一种提高信号分析仪频谱测量准确度的方法，通过双层显示窗口显示频谱，双层显示窗口分为下层显示窗口和上层透明显示窗口，下层显示窗口为扫描粗频谱显示窗口，粗频谱显示窗口显示抽取过的频谱或信号；上层透明显示窗口为扫描频谱细节显示窗口，扫描频谱细节显示窗口显示下层每个频率点对应的抽取范围内的频谱细节，并以半透明背景的方式显示刷新频谱细节；其操作步骤如下：
(1)首先将频谱测量的频点按序全部存储在测量数据缓冲区中，不进行任何的抽取操作；
(2)根据测量频点总数及屏幕分辨率确定上层透明窗口的横向大小和数据抽取比；
(3)根据数据抽取比进行数据抽取；
(4)在上层透明窗口显示频谱细节；
(5)读取屏幕上某点的频谱和功率信息。
所述步骤(2)中，测量数据缓冲区中测量的频点总数为n，根据屏幕分辨率确定下层频谱显示频点数为m，上层透明窗口的横向大小为X，横向大小X为上层透明显示窗口显示频点数，X的值根据数据频点总数n、下层频谱显示频点数m确定；频点总数n能被下层频谱显示点数m整除，X＝n/m+1；数据总点数n不能被下层频谱显示点数m整除，X＝n/m。
n、m、X为整数，m为屏幕横向分辨率，频点总数n由频谱扫描带宽、分辨率带宽决定，即频点总数n＝频谱扫描带宽/分辨率带宽*2。
所述步骤(3)中，抽取比即为上层透明窗口的横向大小X，从测量频点总数n中每间隔X抽取1个频点放到下层频谱显示窗口对应的显示缓存中，一共抽取m个频点，把m个下层频谱显示频点按频谱显示要求在下层窗口中描点连线，显示整个频率范围的频谱扫描曲线。
所述步骤(4)中，在下层频谱显示窗口之上，以用户选择的横向坐标点为中心，创建上层透明窗口，在其中显示X个频点的频谱信息，幅度或功率等显示转换比例与下层窗口完全一致。
所述上层透明窗口与下层窗口的轨迹以不同的颜色显示。
所述上层透明窗口与下层窗口同步刷新。
本发明的有益技术效果：
通过双层显示窗口显示频谱，双层显示窗口分为下层显示窗口和上层透明显示窗口，下层显示窗口为扫描粗频谱显示窗口，粗频谱显示窗口显示抽取过的频谱或信号；上层透明显示窗口为扫描频谱细节显示窗口，扫描频谱细节显示窗口显示下层每个频率点对应的抽取范围内的频谱细节，并以半透明背景的方式显示刷新频谱细节。上层透明窗口与下层窗口同步刷新，且两层窗口的显示互不影响，这样就把所有的频谱测量点数无丢失的显示在仪器屏幕上，并且用户可以通过移动频标准确的读取到每个测量频点的频率和功率信息。在有限像素的显示屏上提高显示和读数分辨率，把频谱仪的频谱测量细节表现出来，给用户提供更加精确的频谱测量结果。
附图说明
图1为本发明的频谱显示示意图。
图2为数据抽取示意图。
图3为读取屏幕上某点的频谱和功率信息示意图。
具体实施方式
结合附图1至3，对本发明的具体实施方式做进一步说明：
在某型号信号分析仪中，仪器屏幕横向分辨率为800像素点，当用户设置频谱扫描频宽为1GHz-11GHz时候，选择分辨率带宽为1MHz，谱线间隔为0.5MHz(即频谱测量的频率读出准确度)，则总的扫描点数为(11G-1G)/1M*2＝20000点，这么多的点显然无法同时显示在屏幕上。
采用本发明提供的一种提高信号分析仪频谱测量准确度的方法，通过双层显示窗口显示频谱，双层显示窗口分为下层显示窗口和上层透明显示窗口，下层显示窗口为扫描粗频谱显示窗口，粗频谱显示窗口显示抽取过的频谱或信号；上层透明显示窗口为扫描频谱细节显示窗口，扫描频谱细节显示窗口显示下层每个频率点对应的抽取范围内的频谱细节，并以半透明背景的方式显示刷新频谱细节。如图1所示，整个显示区域为下层显示窗口，虚线框内所示区域为上层透明显示窗口。
提高信号分析仪频谱测量准确度的方法，其操作步骤如下：
(1)首先将频谱测量的频点按序全部存储在测量数据缓冲区中，不进行任何的抽取操作；
(2)根据测量频点总数及屏幕分辨率确定上层透明窗口的横向大小和数据抽取比；
测量数据缓冲区中测量的频点总数为n＝20000，根据屏幕分辨率确定下层频谱显示频点数为m＝800，上层透明窗口的横向大小为X，X的值根据数据频点总数n、下层频谱显示频点数m确定，X＝n/m＝20000/800＝25。把20000个扫描点数，每25个分为一组。
(3)根据数据抽取比进行数据抽取；
抽取比即为上层透明窗口的横向大小X＝25，从测量频点总数20000中每间隔25抽取1个频点放到下层显示窗口对应的显示缓存中，一共抽取800个频点，把800个下层频谱显示频点按频谱显示要求在下层显示窗口中描点连线，显示整个频率范围的频谱扫描曲线。该层窗口的频谱测量的频率读出准确度为带宽/(扫描点数-1)*0.5，即谱线间隔为12.5MHz，显然无法达到谱线间隔为0.5MHz的测量准确度。
(4)在上层透明窗口显示频谱细节；
在下层频谱显示窗口之上，以用户选择的横向坐标点为中心，创建上层透明窗口，在其中显示25个频点的频谱信息，幅度或功率等显示转换比例与下层窗口完全一致。窗口的中心点对应下层窗口的某点如对应第400点，则上层窗口25像素显示对应全部20000个测量点数中的第400*25＝10000到第400*25+24＝10024点，相当于显示对应频谱范围为400*25*0.5MHz＝5000MHz到(400*25+24)*0.5MHz＝5012MHz，在上层透明窗口中谱线显示的频率范围为12MHz,频谱测量的频率读出准确度为带宽/(扫描点数-1)*0.5，即谱线间隔为0.5MHz。
(5)读取屏幕上某点的频谱和功率信息。
如图3所示，整个显示区域为下层显示窗口，虚线框内所示区域为上层透明显示窗口。用户点击鼠标右键打开底层窗口频标1读数，点击鼠标左键打开上层透明显示窗口频标2读数。频标信息同时显示在窗口的右上角，频标1对应下层显示窗口，读数为X1＝6GHz,Y1＝-10dBm,频标2对应上层透明显示窗口X2＝6.0025GHz,Y2＝-15dBm。
通过该发明把所有的频谱测量点数都显示在了屏幕上，保证了频率的读出准确度为0.5MHz。当测量点数不断输出时，可以不断同步实时刷新两个窗口。并且用户可以通过移动频标准确的读取到每个测量频点的频率和功率信息。在有限像素的显示屏上提高显示和读数分辨率，把频谱仪的频谱测量细节表现出来，给用户提供更加精确的频谱测量结果。
当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的指导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。
Claims (6)
1.一种提高信号分析仪频谱测量准确度的方法，其特征在于，通过双层显示窗口显示频谱信息，双层显示窗口分为下层显示窗口和上层透明显示窗口，下层显示窗口为扫描粗频谱显示窗口，粗频谱显示窗口显示抽取过的频谱或信号；上层透明显示窗口为扫描频谱细节显示窗口，扫描频谱细节显示窗口显示下层每个频率点对应的抽取范围内的频谱细节，并以半透明背景的方式显示刷新频谱细节；
其操作步骤如下：
(1)首先将频谱测量的频点按序全部存储在测量数据缓冲区中，不进行任何的抽取操作；
(2)根据测量频点总数及屏幕分辨率确定上层透明窗口的横向大小和数据抽取比；
(3)根据数据抽取比进行数据抽取；
(4)在上层透明窗口显示频谱细节；
(5)读取屏幕上某点的频谱和功率信息。
2.根据权利要求1所述的一种提高信号分析仪频谱测量准确度的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，测量数据缓冲区中测量的频点总数为n，根据屏幕分辨率确定下层显示频点数为m，上层透明窗口的横向大小为X，X的值根据频点总数n、下层显示频点数m确定；频点总数n能被下层频谱显示点数m整除，X＝n/m+1；数据总点数n不能被下层显示频点数m整除，X＝n/m。
3.根据权利要求2所述的一种提高信号分析仪频谱测量准确度的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，抽取比即为上层透明窗口的横向大小X，横向大小X为上层透明显示窗口显示频点数，从测量频点总数n中每间隔X抽取1个频点放到下层显示窗口对应的显示缓存中，一共抽取m个频点，把m个下层频谱显示频点按频谱显示要求在下层显示窗口中描点连线，显示整个频率范围的频谱扫描曲线。
4.根据权利要求3所述的一种提高信号分析仪频谱测量准确度的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，在下层频谱显示窗口之上，以用户选择的横向坐标点为中心，创建上层透明窗口，在其中显示X个频点的频谱信息，幅度或功率等显示转换比例与下层窗口完全一致。
5.根据权利要求4所述的一种提高信号分析仪频谱测量准确度的方法，其特征在于，所述上层透明窗口与下层窗口的轨迹以不同的颜色显示。
6.根据权利要求1所述的一种提高信号分析仪频谱测量准确度的方法，其特征在于，所述上层透明窗口与下层窗口同步刷新。
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