CN104699435B - 一种数字频谱分析仪数据处理方法及装置 - Google Patents

一种数字频谱分析仪数据处理方法及装置 Download PDF

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本申请提供的数字频谱分析仪数据处理方法及装置，计算扫描时间与响应时间的比值，比较所述比值与频谱显示区域的总扫描显示点数的值，根据比较结果对应的预设处理策略，将采样得到的扫描显示点进行刷新显示。由于每次刷新显示都是根据比较结果，按照预设的策略进行的，因此本发明对不确定的显示时间与数据处理时间的数字频谱分析仪的依赖性更少，相对于现有技术中采用定时器的方法，能动态调整显示与采集同步，提高了处理器处的利用率，使用户在观察频谱刷新时有更好体验。

Description

一种数字频谱分析仪数据处理方法及装置
技术领域
本申请涉及一种数字频谱分析仪数据处理方法及装置。
背景技术
目前，频谱分析仪按其结构原理可分为两大类：模拟式频谱分析仪和数字式频谱分析仪。由于数字式频谱仪受到数字系统的工作速度的限制，因此数字式频谱分析仪大多使用于低频段信号的测试。但是，与模拟式频谱仪相比，数字式频谱分析仪可以获得相对更窄的带宽，更好的温度稳定性。
数字式频谱分析仪的一次刷新时间主要包括：扫描时间、数据处理时间和显示时间。现有的数字频谱分析仪一般是由数字信号处理器(DSP)或现场可编程门阵列(FPGA)来执行扫描，然后由中央处理器CPU完成数据处理和显示。由于扫描时间长短不一，在扫描时间较短时，软件可以一次把所有扫描显示点显示出来，而当扫描时间较长时，就需要按照预先设定的策略，定时刷新一部分信号显示在界面供用户使用。
为了定时刷新信号并进行显示，现有的频谱分析仪通常会设置有一个定时器，定时查询寄存器中是否还有扫描到的未显示的扫描显示点，如果有，则将这些扫描显示点进行显示。由于数据处理和显示的时间不是固定的，现有技术依靠定时器的时间设定可能会出现以下问题：如果设定的时间比数据处理和显示的总时短，就会出现前一帧的数据还没有处理完，下一帧的数据就来了的现象。如果设定的时候比总时间长，那么主程序等待的时候就会比较长，中央处理器(CPU，Central Processing Unit)的利用率就不高，并且导致频谱显示的效果给人迟缓的感觉。
发明内容
本申请提供一种数字频谱分析仪数据处理方法及装置，可以能动态调整显示与采集同步，提高了处理器处的利用率，使用户在观察频谱刷新时有更好体验。
根据本申请的第一方面，本申请提供一种数字频谱分析仪数据处理方法，包括：计算扫描时间与响应时间的比值，所述响应时间为数据处理时间与显示时间的相加值；比较所述比值与频谱显示区域的总扫描显示点数的大小；根据比较结果对应的预设处理策略，将采样得到的扫描显示点进行刷新显示。
根据本申请的第二方面，本申请提供一种数字频谱分析仪数据处理装置，包括：计算单元，用于计算扫描时间与响应时间的比值，所述响应时间为数据处理时间与显示时间的相加值；比较单元，用于比较所述比值与频谱显示区域的总扫描显示点数的大小；执行单元，用于根据比较结果对应的预设处理策略，将采样得到的扫描显示点进行刷新显示。
本申请提供的数字频谱分析仪数据处理方法及装置，计算扫描时间与响应时间的比值，比较所述比值与频谱显示区域的总扫描显示点数的值，根据比较结果对应的预设处理策略，将采样得到的扫描显示点进行刷新显示。由于每次刷新显示都是根据比较结果，按照不同的预设策略进行的，因此本发明对不确定的显示时间与数据处理时间的数字频谱分析仪的依赖性更少，相对于现有技术中采用定时器的方法，能动态调整显示与采集同步，提高了处理器处的利用率，使用户在观察频谱刷新时有更好体验。
附图说明
图1为本发明实施例的方法流程图；
图2为本发明实施例的另一种方法流程图；
图3为发明实施例的装置结构示意图；
图4为发明实施例的另一种装置结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
在本申请实施例中，提供一种数字频谱分析仪数据处理方法及装置，可以能动态调整显示与采集同步，提高了处理器处的利用率，使用户在观察频谱刷新时有更好体验。
本领域技术人员可以理解的是，扫描时间是指扫频本振调谐经过选择的扫频宽度所需要的时间，从视觉上呈现的就是显示屏水平轴最左端到最右端扫描一次所需要的时间。扫描时间决定频谱分析仪完成一次测量所需要的时间。
扫描显示点数是指绘制频谱的横轴显示像素点数。每一个显示点代表一段频谱，每得到一个显示点需要经过一个采样时间。用公式来表达就是：Ts＝Tswp/N，(这里Ts表示每个显示点的采样时间，Tswp表示扫描时间，N表示显示点数)。
采样回来的数据是需要进行处理和显示的，我们把数据处理和显示总共花费的时间叫做Td。
实施例一：
请参考图1，图1为本发明实施例一的方法流程图。如图1所示，一种数字频谱分析仪数据处理方法，可以包括以下步骤：
101、计算扫描时间与响应时间的比值。
响应时间为数据处理时间与显示时间的相加值。
本实施例中，以Tswp表示扫描时间，Td代表响应时间，响应时间Td＝数据处理时间+显示时间，扫描时间与响应时间的比值即为Tswp/Td。
102、比较比值与频谱显示区域的总扫描显示点数的大小。
本实施例中以N代表频谱显示区域的总扫描显示点数，比较Tswp/Td与N的大小，根据比较结果，以对应的预设处理策略对扫描显示点进行刷新。由于频谱分析仪的数据处理和显示的时间不是固定的，现有技术中采用定时器定时对数据进行处理和显示，就容易出现设定的时间比数据处理和显示的总时短，前一帧的数据还没有处理完，下一帧的数据就来了的现象。若设定的时候比总时间长，则等待的时候就会比较长，CPU的利用率就不高，导致频谱显示的效果给人迟缓的感觉。而利用本实施例方法，根据比较结果确定延时时间，可以精确设置间隔的延时时间，在处理并显示完当前的数据后，再进行下一轮的处理及扫描，克服现有技术中的缺陷。
103、根据比较结果对应的预设处理策略，将采样得到的扫描显示点进行刷新显示。
具体地，可以按照公式一中的判断方式进行判断：
公式一
判断比值Tswp/Td小于或等于频谱显示区域的总扫描显示点数的值，则如公式一中的式子(1)所示，在数字频谱分析仪启动扫描后，延时第一预设时间，读取当前采样得到的扫描显示点并进行刷新显示，第一预设时间等于扫描时间Tswp除以比值Tswp/Td所得的数值。否则，当比值大于频谱显示区域的总扫描显示点数，如公式一中的式子(2)所示，以第二预设时间为间隔，定时将采样得到的扫描到显示点进行刷新显示，第二预设时间等于扫描时间Tswp与频谱显示区域的总扫描显示点数N的比值。
本申请提供的数字频谱分析仪数据处理方法，计算扫描时间与响应时间的比值，比较所述比值与频谱显示区域的总扫描显示点数的值，根据比较结果对应的预设处理策略，将采样得到的扫描显示点进行刷新显示。由于每次刷新显示都是根据比较结果进行，因此本发明对不确定的显示时间与数据处理时间的数字频谱分析仪的依赖性更少，相对于现有技术中采用定时器的方法，能动态调整显示与采集同步，提高了处理器处的利用率，使用户在观察频谱刷新时有更好体验。
实施例二：
请参考图2，图2为本发明实施例二的方法流程图。如图2所示，一种数字频谱分析仪数据处理方法，可以包括以下步骤：
201、计算扫描时间与响应时间的比值。
202、比较比值是否小于等于频谱显示区域的总扫描显示点数的大小，若是，则执行步骤203a-203d，若否，则执行步骤203d。
本实施例中以N代表频谱显示区域的总扫描显示点数。
203a、延时第一预设时间。
本实施例步骤以Tsal表示第一预设时间，第一预设时间Tsal等于扫描时间Tswp除以比值Tswp/Td所得的数值。
203b、判断是否存储有采样到的扫描显示点。
即图2中的判断FIFO(First In First Out，先进先出存储器)是否为空，若否，则执行步骤203c，若当前FIFO为空，则重新进行读取FIFO是否存储有扫描显示点。
203c、将当前采样得到的扫描显示点进行刷新显示。
本实施例步骤中，当判断出扫描时间Tswp与响应时间Td的比值小于或等于频谱显示区域的总扫描显示点数N时，将当前扫描到的扫描显示点进行数据处理并显示完之后，就可以再次进行扫描并重复数据处理和显示的步骤。
值得指出的是，本实施例步骤中，每次刷新显示都是将已有的数据显示出来，刷新显示后无需再次等待，直接返回读取采集到的扫描显示点，然后重复上述的刷新显示步骤，从而可以做到将采集数据与显示同步的目的。
203d、以第二预设时间为间隔，定时将扫描显示点刷新显示。
本实施例步骤以Tsa2表示第二预设时间，第二预设时间Tsa2等于扫描时间Tswp与频谱显示区域的总扫描显示点数N的比值。
第二预设时间Tsa2等于扫描时间与频谱显示区域的总扫描显示点数的比值Tswp/N。
本实施例步骤中，由于判断出扫描时间与响应时间的比值Tswp/Td大于频谱显示区域的总扫描显示点数N，因此，延时Tswp/N后显示即可对扫描显示点进行显示，精确控制对信号的处理和显示的时机。
值得指出的是，本实施例步骤的扫描过程中是以单个数据为单位来处理的，也就是等待每一次Tsa2后，必然有一个数据可以采集，处理和显示。用户在界面上看到的就是一个点的扫描过程。
本申请提供的数字频谱分析仪数据处理方法，计算扫描时间与响应时间的比值，判断该比值是否小于或等于频谱显示区域的总扫描显示点数，若是，则延时第一预设时间后将当前采样得到的扫描显示点刷新显示，刷新显示后无需再次等待，直接返回读取采集到的扫描显示点，然后重复上述的刷新显示步骤，从而可以做到将采集数据与显示同步的目的。若比值大于频谱显示区域的总扫描显示点数，间隔第二预设时间后将当前扫描到的扫描显示点刷新显示，第二预设时间等于扫描时间与频谱显示区域的总扫描显示点数的比值，因此，可以精确设置对扫描显示点进行处理的间隔时间。同时，由于每次刷新显示都是根据比较结果进行，本发明方法在对不确定的显示时间与数据处理时间的数字频谱分析仪的依赖性更少，相对于现有技术中采用定时器的方法，能动态调整显示与采集同步，提高了处理器处的利用率，使用户在观察频谱刷新时有更好体验。
实施例三：
相应的，本申请还提供一种数字频谱分析仪数据处理装置，请参考图3，图3为本发明实施的装置结构示意图。如图3所示，数字频谱分析仪数据处理装置可以包括：
计算单元30，用于计算扫描时间与响应时间的比值，所述响应时间为数据处理时间与显示时间的相加值；
比较单元31，用于比较所述比值与频谱显示区域的总扫描显示点数的大小；
执行单元32，用于根据比较结果对应的预设处理策略，将采样得到的扫描显示点进行刷新显示。
请一并参考图4，一个实施例中，当比较单元31得到的比较结果为：所述比值小于或等于频谱显示区域的总扫描显示点数，执行单元32包括：第一延时模块320，用于在所述数字频谱分析仪启动扫描后，延时第一预设时间，读取当前采样得到的扫描显示点进行刷新显示，所述第一预设时间等于所述扫描时间除以所述比值所得的数值。
一个实施例中，当比较单元31得到的比较结果为：所述比值大于频谱显示区域的总扫描显示点数，执行单元32包括：第二延时模块321，用于：以第二预设时间为间隔，定时将采样得到的扫描到显示点进行刷新显示，所述第二预设时间等于所述扫描时间与所述频谱显示区域的总扫描显示点数的比值。
一个实施例中，当比较单元31得到的比较结果为：所述比值小于或等于频谱显示区域的总扫描显示点数，本申请的数字频谱分析仪数据处理装置还包括：判断单元33，用于在触发执行单元32前判断当前是否存储有采样得到的扫描到显示点。
一个实施例中，本申请的数字频谱分析仪数据处理装置的执行单元32具体用于：将当前采样到的扫描显示点进行数据处理，将处理后的信号显示在界面上。
本申请提供的数字频谱分析仪数据处理装置，用于计算扫描时间与响应时间的比值，判断该比值是否小于或等于频谱显示区域的总扫描显示点数，若是，则延时第一预设时间后将当前采样得到的扫描显示点刷新显示，刷新显示后无需再次等待，直接返回读取采集到的扫描显示点，然后重复上述的刷新显示步骤，从而可以做到将采集数据与显示同步的目的，否则，间隔第二预设时间后将当前扫描到的扫描显示点刷新显示，第二预设时间等于扫描时间与频谱显示区域的总扫描显示点数的比值。本发明方法在对不确定的显示时间与数据处理时间的数字频谱分析仪的依赖性更少，相对于现有技术中采用定时器的方法，能动态调整显示与采集同步，提高了处理器处的利用率，使用户在观察频谱刷新时有更好体验。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (6)

1.一种数字频谱分析仪数据处理方法，其特征在于，包括：
计算扫描时间与响应时间的比值，所述响应时间为数据处理时间与显示时间的相加值；
比较所述比值与频谱显示区域的总扫描显示点数的大小；
根据比较结果对应的预设处理策略，将采样得到的扫描显示点进行刷新显示；当所述比较结果为：所述比值小于或等于频谱显示区域的总扫描显示点数，则在所述数字频谱分析仪启动扫描后，延时第一预设时间，读取当前采样得到的扫描显示点进行刷新显示；当所述比较结果为：所述比值大于频谱显示区域的总扫描显示点数，则以第二预设时间为间隔，定时将采样得到的扫描到显示点进行刷新显示；
所述第一预设时间等于所述扫描时间除以所述比值所得的数值，所述第二预设时间等于所述扫描时间与所述频谱显示区域的总扫描显示点数的比值。
2.如权利要求1所述的数字频谱分析仪数据处理方法，其特征在于，若当所述比较结果为：所述比值小于或等于频谱显示区域的总扫描显示点数，所述将采样得到的扫描显示点进行刷新显示之前还包括步骤：
判断当前是否存储有采样得到的扫描到显示点。
3.如权利要求1-2中任意一项所述的数字频谱分析仪数据处理方法，其特征在于，
所述刷新显示包括：将当前采样到的扫描显示点进行数据处理，将处理后的信号显示在界面上。
4.一种数字频谱分析仪数据处理装置，其特征在于，包括：
计算单元，用于计算扫描时间与响应时间的比值，所述响应时间为数据处理时间与显示时间的相加值；
比较单元，用于比较所述比值与频谱显示区域的总扫描显示点数的大小；
执行单元，用于根据比较结果对应的预设处理策略，将采样得到的扫描显示点进行刷新显示；其中，所述执行单元包括第一延时模块和第二延时模块，
所述第一延时模块用于当所述比较单元得到的所述比较结果为所述比值小于或等于频谱显示区域的总扫描显示点数时，在所述数字频谱分析仪启动扫描后，延时第一预设时间，读取当前采样得到的扫描显示点进行刷新显示，所述第一预设时间等于所述扫描时间除以所述比值所得的数值；
所述第二延时模块用于当所述比较单元得到的所述比较结果为所述比值大于频谱显示区域的总扫描显示点数时，以第二预设时间为间隔，定时将采样得到的扫描到显示点进行刷新显示；
所述第一预设时间等于所述扫描时间除以所述比值所得的数值，所述第二预设时间等于所述扫描时间与所述频谱显示区域的总扫描显示点数的比值。
5.如权利要求4所述的数字频谱分析仪数据处理装置，其特征在于，当所述比较单元得到的所述比较结果为：所述比值小于或等于频谱显示区域的总扫描显示点数，还包括：判断单元，用于在触发所述执行单元前判断当前是否存储有采样得到的扫描到显示点。
6.如权利要求4-5中任意一项所述的数字频谱分析仪数据处理装置，其特征在于，所述执行单元具体用于：将当前采样到的扫描显示点进行数据处理，将处理后的信号显示在界面上。
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