CN117424790A - 检测器模块、信号处理模块和测量仪器 - Google Patents

检测器模块、信号处理模块和测量仪器 Download PDF

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Abstract

描述了一种用于测量仪器(12)的检测器模块(24)。检测器模块(24)包括第一信号输入(54)、第二信号输入(58)和求平均值子模块(64)。第一信号输入(54)被配置为接收与从被测设备(14)接收的输入信号相关联的第一复值测量信号。第二信号输入(58)被配置为接收与从被测设备(14)接收的输入信号相关联的第二复值测量信号。求平均值子模块(64)被配置为确定第一复值测量信号和第二复值测量信号的复共轭在预定数量的样本上的平均值，从而获得复值平均信号。求平均值子模块(64)被配置为基于复值平均信号生成输出信号。此外，描述了信号处理模块(18)和测量仪器(12)。

Description

检测器模块、信号处理模块和测量仪器
技术领域
本发明通常涉及用于测量仪器的检测器模块。本发明进一步涉及一种用于测量仪器的信号处理模块，并且涉及一种测量仪器。
背景技术
使用测量检测器以便将较高数量的测量点映射到较低数量的输出结果。例如，使用均方根(root-mean-square，RMS)检测器以便确定信号的平均功率，例如用于噪声分析。
然而，诸如RMS检测器的检测器无法区分源自被测设备(device under test，DUT)的噪声和由测量仪器本身添加的噪声。
因此，如果测量仪器具有与被测设备的噪声水平相同量值甚至更高的固有噪声水平，则不能可靠地测量由被测设备引起的噪声。此外，无法检测到低于测量仪器固有噪声水平的被测设备的小信号。
该问题的一种已知解决方案是在信号链中没有被测设备的情况下进行参考测量。由测量仪器生成的附加噪声可以基于参考测量来确定，并且可以在被测设备的相应测量中减去。然而，这只能在一定程度上可靠地工作，最高可达10dB左右。
然而，执行附加参考测量需要额外的时间。此外，在被测设备被连接到测量仪器时和被测设备未被连接到测量仪器时，测量仪器可能表现不同。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于测量仪器的检测器模块、用于测量仪器的信号处理模块，以及允许对被测设备的噪声水平进行更快分析的测量仪器。
根据本发明，通过一种用于测量仪器的检测器模块来解决该问题。该检测器模块包括第一信号输入、第二信号输入和求平均值子模块。第一信号输入被配置为接收与从被测设备接收的输入信号相关联的第一复值测量信号。第二信号输入被配置为接收与从被测设备接收的输入信号相关联的第二复值测量信号。求平均子模块被配置为确定第一复值测量信号和第二复值测量信号的复共轭在预定数量的样本上的组合平均值，从而获得复值平均信号。求平均值子模块被配置为基于该复值平均信号生成输出信号。
根据本发明的检测器模块基于这样的思想，即通过在预定数量的样本上对第一复值测量信号和第二复值测量信号之间的互相关求平均值，从输入信号中选择性地去除源自被测设备以外的源的噪声。
其中，复值测量信号的振幅和相位两者都被考虑用于确定组合平均值。换句话说，复值测量信号各自包括被考虑用于确定组合平均值的振幅信息和相位信息。因此，组合平均值也可被称为“矢量平均值”。
第一复值测量信号和第二复值测量信号两者都与从被测设备接收的相同输入信号相关联。
因此，通过执行如上所述的组合求平均值，所得到的复值平均信号包括来自除了被测设备以外的源的显著降低的噪声。
这是由于第一复值测量信号和第二复值测量信号两者都包含源自被测设备的噪声，使得复值测量信号的这些部分彼此相关，并且在执行组合平均时不会抵消。
另一方面，来自其它源的噪声(例如来自并行的处理输入信号的测量通道的噪声)彼此不相关，并且在执行组合平均时至少部分地抵消。
因此，根据本发明的检测器模块有效地降低了噪声水平，但不损害分析被测设备的噪声贡献的能力。
实际上，根据本发明的检测器模块允许快速抑制测量仪器的固有噪声，使得例如被测设备的噪声水平和/或被测设备的小振幅信号能够可靠地被测量。
另外，根据本发明的检测器模块允许增加用于被测设备的信号的测量(特别是用于被测设备的小振幅信号的测量)的信噪比。
此外，用于确定信号链中除被测设备之外的部件的噪声贡献的附加参考测量不是必需的。因此，可以基于单个测量可靠地分析被测设备的噪声贡献。
求平均值子模块可以包括乘法单元，其中，该乘法单元被配置为将第一复值测量信号与第二复值测量信号的复共轭相乘，从而获得复值乘法信号。
求平均值子模块可以进一步被配置为在预定数量的样本上对复值乘法信号求平均值，从而获得复值平均信号。
如果第一复值测量信号和第二复值测量信号在频域中，则复值平均信号对应于在预定样本数上被平均的第一复值测量信号和第二复值测量信号之间的互相关。这是由于频域中复值测量信号的乘法对应于时域中复值测量信号的卷积。
换句话说，复值平均信号可以对应于第一复值测量信号和第二复值测量信号的互相关矩阵的迹除以样本的预定数量。
因此，根据本发明的检测器模块可以通俗地被称为“互相关检测器”或“x-corr检测器”。
样本的预定数量可以被耦合到频谱分析仪的扫描时间参数。因此较大的扫描时间参数可以与较大的样本的预定数量相关联。
根据本发明的方面，求平均值子模块被配置为确定复值平均信号的绝对值，以便生成输出信号。可替选地或附加地，求平均值子模块被配置为确定复值平均信号的实部，以便生成所述输出信号。复值平均信号的绝对值是被测设备的期望信号(也被称为“有用信号”)的功率(包括被测设备的噪声贡献)的度量，因为其它噪声贡献部分或完全地由于所执行的组合平均而被部分地或完全抵消。事实证明，复值平均信号的实部对于被测设备的期望信号的功率(包括被测设备的噪声贡献)也是适当的度量，特别是如果样本的预定数量很大的话。然而，在某些情况下使用实部可能不合适，例如，如果实部为负数。
事实证明，不期望的噪声贡献分别大约减少5·log10(N)dB或减少其中N是预定的样本数。
求平均值子模块可以在绝对值模式和实部模式之间切换，在绝对值模式中求平均值子模块被配置为确定复值平均信号的绝对值，并且在实部模式中求平均值子模块被配置为确定复值平均信号的实部。换句话说，用户可以选择求平均值子模块使用哪种模式。
根据本公开的另一方面，第一复值测量信号和第二复值测量信号分别被建立为IQ信号。可替选地或附加地，第一复值测量信号和第二复值测量信号分别被建立为傅立叶变换信号。
如果复值测量信号分别被建立为IQ信号，则求平均值子模块被配置为如上所述对IQ信号执行组合平均。因此，求平均值子模块对IQ信号的几个连续样本求平均，如上所述。
如果复值测量信号分别被建立为傅里叶变换信号，则求平均值子模块在时域和/或频域中对傅立叶变换信号的几个连续样本求平均值。换句话说，求平均值子模块可以在傅立叶变换的信号的后续样本上和/或在傅立叶变换的信号的相邻仓上执行组合平均。
在本发明的实施例中，预定样本数是可调整的。通常，增加预定样本数导致增强的噪声抑制，因为预定样本数越大，噪声的非相关部分(即不需要的噪声部分)被抑制得越多。由于预定样本数是可调整的，检测器模块可以适应不同的要求，范围从高分辨率到高噪声抑制。
在本发明的进一步实施例中，检测器模块在不同检测器模式之间是可切换的，其中检测器模式包括互相关检测器模式和以下检测器模式中的一个或几个：样本检测器模式、最小值检测器模式、最大值检测器模式、自动峰值检测器模式、平均值检测器模式和均方根检测器模式。换句话说，检测器模块被配置为提供一个或几个输出信号(也被称为“迹(trace)”)，其中不同的数学运算被应用于不同检测器模式中的测量信号。
实际上，对于样本检测器模式、最小值检测器模式、最大值检测器模式、自动峰值检测器模式、平均值检测器模式和均方根检测器模式，复值测量信号中的至少一个可以在由检测器模块处理之前被转换为实值测量信号。
例如，至少一个转换器单元可以被布置在第一信号输入上游和/或第二信号输入上游，其中至少一个转换器单元被配置为将第一复值测量信号和/或第二复值测量信号转换为实值测量信号。
可替选地，检测器模块可以包括转换器单元。
实际上，在样本检测器模式、最小值检测器模式、最大值检测器模式、自动峰值检测器模式、平均值检测器模式和均方根检测器模式中，只有一个复值测量信号可以被转换成实值测量信号并由检测器模块处理。
一次可激活多于一个检测器模式，使得检测器模块提供对应于至少两个不同检测器模式的至少两个输出信号。
由检测器模块生成的输出信号可以被显示在显示器上。特别地，至少两个输出信号可以被同时显示在显示器上。
用户可以选择要被应用于复值测量信号的一个或几个检测器模式，例如借助包括检测器模块的测量仪器的合适用户接口。
检测器模块的不同模式可以对应于可以由用户选择的不同检测器。
根据本发明，进一步通过一种用于测量仪器的信号处理模块来解决该问题。信号处理模块包括如上所述的检测器模块和测量输入。信号处理模块包括两个并行测量通道，其中两个并行测量通道各自连接到测量输入，使得经由测量输入所接收的输入信号被转发到两个并行测量通道。两个并行测量通道中的第一个与第一信号输入连接，两个并行测量通道中的第二个与第二信号输入连接。两个并行测量通道中的第一个被配置为处理输入信号，从而生成第一复值测量信号。两个并行测量通道中的第二个被配置为处理输入信号，从而生成所述第二复值测量信号。
其中，检测器模块的第一信号输入被布置在两个并行测量通道中的第一个的下游，并且检测器模块的第二信号输入被布置在两个并行测量通道中的第二个的下游。
特别地，信号处理模块恰好包括连接到测量输入的两个并行测量通道。
关于信号处理模块的进一步的优点和性质，参考上面给出的关于检测器模块的解释，其对于信号处理模块也适用，反之亦然。
根据本发明的一个方面，两个并行测量通道在功能上是相同的。换句话说，两个并行的测量通道是相同构造的，即它们包括相同构造的电子部件。因此，两个并行测量通道以相同的方式处理从被测设备所接收的输入信号。然而，源自两个并行测量信道中的第一个的噪声与源自两个并行测量信道中的第二个的噪声不相关，并且因此在执行复值测量信号的组合平均时抵消。
根据本发明的另一方面，两个并行测量通道各自包括模数转换器。模数转换器可以是功能相同的，即构造相同。因此，由模数转换器生成的附加噪声彼此不相关，并且因此在执行复值测量信号的组合平均时抵消。
在本发明的实施例中，两个并行测量信道是同步的。换句话说，输入信号的相同部分由两个并行测量通道同时处理，使得对应于输入信号的相同部分的样本同时被转发到第一输入和第二输入。这确保了包括被测设备生成的噪声的期望信号(也被称为“有用信号”)在执行组合平均时不会抵消。
在本发明的进一步实施例中，两个并行测量通道各自包括混频器子模块，其中混频器子模块被配置为分别将输入信号转换成IQ信号。因此，被转发到检测器模块的复值测量信号可分别被建立为IQ信号。因此，求平均值子模块对IQ信号的几个连续样本进行平均，如上所述。
特别地，两个并行测量通道各自包括分辨率带宽(resolution bandwidth，RBW)滤波器。特别地，RBW滤波器在功能上是相同的，即构造相同。RBW滤波器确定信号处理模块的分辨率带宽，并且因此确定包括信号处理模块的测量仪器的分辨率带宽。
分辨率带宽可以是固定的或者可以是可调整的，特别是由用户经由合适的用户接口可调整。
根据本发明的另一方面，两个并行测量通道各自包括傅立叶变换单元，其中傅立叶变换单元各自被配置为确定在相应测量通道中被处理的相应信号在预定时间间隔内的傅立叶变换，特别是其中预定时间间隔是可调整的。换句话说，傅立叶变换单元确定在预定时间间隔上被处理的相应信号的一系列傅立叶变换。其中，与连续傅立叶变换相关联的时间间隔可以重叠。因此，傅立叶变换的信号包括时间和频率信息。
因此，检测器模块的求平均值子模块可以在时域和/或频域中对傅立叶变换的信号的几个连续样本进行平均。换句话说，求平均值子模块可以在傅立叶变换的信号的后续样本上和/或在傅立叶变换的信号的相邻仓上执行组合平均。
特别地，傅立叶变换单元各自被配置为确定对被处理的相应信号的快速傅立叶变换(fast Fourier transform，FFT)。
相应信号的傅立叶变换可以被在线确定，即实时或现场确定。特别地，傅立叶变换可以被确定并且随后由检测器模块实时地处理，使得提供对从被测设备接收的输入信号的实时分析。
可替选地或附加地，相应信号的傅立叶变换可以被离线确定，即基于被存储在测量存储器中的被测设备的输入信号的样本。特别地，傅立叶变换可以被确定并且随后由检测器模块离线处理。
第一信号输入和第二信号输入可以选择性地可连接到测量存储器和/或并行测量通道。换句话说，信号处理模块和检测器模块可以实时处理从被测设备接收的输入信号。然而，检测器模块还可以处理输入信号，该输入信号与先前已经由并行测量通道处理并被记录在测量存储器中的被测设备相关联。
根据本发明，进一步通过测量仪器来解决该问题。该测量仪器包括如上所述的检测器模块和/或如上所述的信号处理模块。
关于测量仪器的进一步优点和性质，参考上面给出的关于检测器模块和信号处理模块的解释，它们对于测量仪器也适用，反之亦然。
测量仪器可以被建立作为信号分析仪、作为频谱分析仪、作为电磁干扰(electromagnetic interference，EMI)测试接收机、作为EMI测量接收机、作为示波器、作为数字示波器、或作为功率传感器。
然而，应当理解，测量仪器可以被建立作为任何其它合适的测量仪器。
根据本发明的一个方面，测量仪器包括显示器，其中显示器被配置为显示检测器模块的输出信号。显示器可以被配置为同时显示检测器模块的几个输出信号，特别是对应于上面描述的检测器模块的几个检测器模式的几个输出信号。
测量仪器可以进一步包括用户接口。用户接口可以包括允许用户设置测量仪器的操作参数(例如检测器模式、预定样本数、分辨率带宽等)的输入装置。
附图说明
当结合附图进行时，因为通过参考下面的详细描述，所要求保护的主题的前述方面和许多随之而来的优点将变得更容易理解，同时更好地理解，其中：
图1示意性地示出了根据本发明的测量仪器；
图2示意性地示出了图1的测量仪器的用户接口；
图3示出了说明由图1的测量仪器的检测器模块执行的数学运算的表；
图4示出了说明由图1的测量仪器执行的组合平均的图；
图5示意性地示出了图1的测量仪器的进一步变型实施例；以及
图6示出了说明由图5的测量仪器执行的组合平均的图。
具体实施方式
下面结合所附的附图阐述的详细描述(其中相同的数字引用相同的元件)旨在作为对所公开主题的各种实施例的描述，而不是旨在表示唯一的实施例。本公开中描述的每个实施例仅仅作为示例或说明而提供，并且不应被解释为优选的或优于其它实施例。本文提供的说明性示例并不旨在是穷举的或将所要求保护的主题限制为所公开的精确形式。
为了本公开的目的，短语“A、B和C中的至少一个”例如意指(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)、或(A、B和C)，其包括当超过三个元件被列出时所有进一步可能的排列。换句话说，术语“A和B中的至少一个”通常意指“A和/或B”，即“A”单独、“B”单独或“A和B”。
图1示意性地示出了包括测量仪器12和被测设备14的测量系统10。
通常，测量仪器12被配置成分析从被测设备14接收的输入信号，以便分析被测设备14的某些属性。
例如，测量仪器12可以是信号分析仪、频谱分析仪、电磁干扰(EMI)测试接收机、EMI测量接收机、示波器、数字示波器或功率传感器。
然而，测量仪器12可以被建立为任何其它类型的测量仪器，这取决于待测试的被测设备14的性能的哪些方面。
被测设备14可以被建立为被配置为生成射频(radio-frequency，RF)信号的任何电子设备。例如，被测设备14包括生成RF信号的一个或几个电子电路，其中电子电路的性能借助测量仪器12来评估。
被测设备14与测量仪器12以信号传输方式连接。
在其中并且在下文中，术语“以信号传输方式连接”被理解为表示被配置为在相应的设备或部件之间传输信号的基于电缆的或无线的连接。
例如，被测设备14经由合适的电缆和合适的连接器被连接到测量仪器12的测量输入16，使得由被测设备14输出的电信号经由电缆从被测设备14传输到测量仪器。
可替选地，被测设备14可以传输无线电磁信号，其经由被连接到测量输入16的RF天线被接收。
可替选地，测量探头可以被连接到测量输入16，其中测量探头被配置为通过接触被测设备14的对应接触点从被测设备14拾取电信号。
测量仪器12包括具有RF前端20、数字后端22和检测器模块24的信号处理模块18。
在其中以及在下文中，术语“模块”和“单元”被理解为描述合适的硬件、合适的软件、或被配置为具有一定功能的硬件和软件的组合。
硬件除其它外可以包括CPU、GPU、FPGA、ASIC或其它类型的电子电路。
测量仪器12包括各自被连接到测量输入16的第一测量通道26和第二测量通道28。
测量通道26、28被并行地布置，使得经由测量输入16从被测设备14接收的输入信号被并行地转发到两个测量通道26、28并由其处理。
测量通道26、28在功能上是相同的，即第一测量通道26的电子部件在构造上与第二测量通道28的电子部件是相同的。
因此，在下文中仅描述第一测量通道26，因为下文给出的解释同样适用于第二测量通道28。
第一测量通道26包括与测量仪器12的RF前端20相关联的第一混频器子模块30。
通常，第一混频器子模块30被配置为将从被测设备14接收的输入信号下变频至适于由第一混频器子模块30下游的电子部件处理的中频。
通常，第一混频器子模块30包括被配置为接收本地振荡器信号的本地振荡器输入32。
第一混频器子模块30还包括被配置为将从被测设备14接收的输入信号与本地振荡器信号混频的混频器单元34，以及被配置为适当地滤波所得的混频信号以便将输入信号下变频到中频的带通滤波器36。
在其中，本地振荡器信号的频率可以是恒定的。可替选地，本地振荡器信号的频率可以是随时间变化的，即频率扫描可以被应用于本地振荡器信号。
第一测量通道26还包括信号的模数转换器(analog-to-digital converter，ADC)38，其被被配置为数字化由第一混频器子模块30输出的信号。
第一测量通道26还包括第二混频器子模块40，其具有振荡器输入42、混频器单元44和滤波器单元46。
通常，第二混频器子模块40被配置为借助于本领域已知的任何合适的技术将从ADC 38接收的数字化信号混频到复基带中。
特别地，第二混频器子模块40可以被配置为基于借助于本领域已知的任何合适技术从ADC 38接收的数字化信号来生成IQ信号。
在其中，经由振荡器输入42接收的本地振荡器信号的频率可以是恒定的。可替选地，经由振荡器输入42接收的本地振荡器信号的频率可以是随时间变化的，即频率扫描可以被应用于本地振荡器信号。
在图1所示的示例性实施例中，第一测量信道26还包括下变频器单元48和分辨率带宽(RBW)滤波器50。
下变频器单元48被配置为将从第二混频器子模块40接收的信号下采样预定因子，即将样本数减少预定因子。
RBW滤波器50确定第一测量信道26的分辨率带宽。
分辨率带宽可以是固定的或可以是可调整的。特别地，分辨率带宽可以由用户经由测量仪器12的用户接口52来调整。
总之，从被测设备14接收的输入信号由上述第一测量通道26的电子部件处理，从而生成第一复值测量信号。
同样地，从被测设备14接收的输入信号由第二测量通道28的电子部件处理，从而生成第二复值测量信号。
在其中，两个并行的测量通道26、28是同步的。换句话说，输入信号的相同部分由两个并行测量通道26、28同时处理。
第一复值测量信号被转发到检测器模块24的第一信号输入54。
可替选地或附加地，第一复值测量信号被保存在测量仪器12的测量存储器56中。
第二复值测量信号被转发到检测器模块24的第二信号输入58。
可替选地或附加地，第二复值测量信号被保存在测量存储器56中。
通常，检测器模块24被配置为对复值测量信号应用数学运算，以便将复值测量信号变换成输出信号，即变换成要在测量仪器12的显示器60上显示的测量迹线。
在其中，输入信号可以从被测设备14接收并由信号处理模块18、特别是由检测器模块24实时处理。
可替选地，输入信号可以从被测设备14接收，由如上所述的测量通道26、28处理，并且复值测量信号可以被保存在测量存储器56中。
所保存的复值测量信号稍后可被转发到信号输入54、58以由检测器模块24进一步处理。
被应用于测量信号的数学运算的类型取决于检测器模块24的检测器模式。
检测器模块24可以在不同检测器模式之间可切换，其中检测器模式包括互相关检测器模式和以下检测器模式中的一个或几个：样本检测器模式、最小值检测器模式、最大值检测器模式、自动峰值检测器模式、平均值检测器模式和均方根检测器模式。
实际上，对于样本检测器模式、最小值检测器模式、最大值检测器模式、自峰值检测器模式、平均值检测器模式和均方根检测器模式，复值测量信号中的至少一个可以在由检测器模块24处理前被转换成实值测量信号。
例如，至少一个转换器单元可以被布置在第一信号输入上游和/或第二信号输入上游，其中至少一个转换器单元被配置为将第一复值测量信号和/或第二复值测量信号转换成实值测量信号。
可替选地，检测器模块24可以包括转换器单元。
实际上，在样本检测器模式、最小值检测器模式、最大值检测器模式、自动峰值检测器模式、平均值检测器模式和均方根检测器模式中，只有一个复值测量信号可以被转换成实值测量信号并由检测器模块24处理。
例如，用户可以经由用户接口52选择要被应用于复值测量信号的一个或几个检测器模式。
图2示出了用户接口52的示例性实施例。如图2所示，用户可以从下拉菜单62中选择一个或几个检测器模式(图2中的“迹线1”到“迹线6”)。
此外，用户可以借助于用户接口52调整检测器模块24、信号处理模块18和/或测量仪器12的其它操作参数。
然而，应当理解，可以使用任何其它类型的用户接口。
在不同检测器模式下被应用于测量信号的数学运算如图3所示，其中示出了数学运算表。
在其中，ydet表示测量迹线，而x(k)表示相应测量信号的第k个样本。此外，N表示在平均值检测器模式中以及在均方根检测器模式中在其上对实值测量信号求平均的预定样本数。
在最后一行中，N表示在互相关检测器模式中复值测量信号x1(k)和在其上被求平均值的预定样本数。
在下文中，参照图1更详细地解释互相关检测器模式。
在互相关检测器模式中，检测器模块24包括求平均值子模块64，其具有乘法单元66、求平均值单元68和输出单元70。
乘法单元66被配置为将第一复值测量信号y1(k)与第二复值测量信号的复共轭相乘，从而获得复值乘法信号y(k)，即
求平均值单元68被配置为在预定样本数N上对复值乘法信号求平均值，从而获得复值平均信号。
因此，如果y1(k)和在频域中，则复值平均信号可以对应于第一复值测量信号和第二复值测量信号的互相关矩阵的迹除以预定样本数N。
输出单元70确定复值平均信号的绝对值(Abs)或复值平均信号的实部，从而获得检测器模块24的输出信号。
这样，源自测量通道26、28的噪声至少部分地抵消，同时被测设备14的期望信号(包括噪声贡献)被保留。
这可以看出如下。由数字后端22输出的复值测量信号可以被拆分为来自被测设备14的相关部分(a)和来自测量通道26、28的两个不相关噪声部分(n1和n2)：
y1＝a+n1
y2＝a+n2
检测器模块24的输出信号(Det)然后是
第一项，即1/N∑|ai|2，对应于从被测设备14接收的输入信号随时间的平均功率，其对应于期望的检测器结果。
其他项对应于不相关信号的乘法，并且因此至少部分地抵消。更确切地说，其他项对应于源自测量通道26、28的噪声。
事实上，事实证明，这些不期望的噪声贡献分别大约减少5·log10(N)dB或
上面给出的输出信号Det的结果对应于复值平均信号的绝对值。
可替选地，输出信号Det可以由以下给出
从对输出信号Det的两个可能结果的比较可以看出，这两个结果对于N→∞是相同的。
预定样本数N可以是可调整的，例如经由用户接口52。
通常，增加预定样本数N导致增强的噪声抑制，因为预定样本数N越大，噪声的非相关部分(即不期望的噪声部分)被抑制得越多。
如图4所示，增加预定样本数N导致输出信号(即测量迹线)的平滑化，因为复值测量信号的N个样本(图4中被示出为“Ch1”和“Ch2”)被映射到单个输出信号样本(图4中被示出为“迹线(Trace)”)上。
由于预定样本数N是可调整的，检测器模块24可以适应于不同的要求，范围从高分辨率到高噪声抑制。
由求平均值子模块64提供的输出信号被显示在测量仪器12的显示器60上。
图5示出了测量系统10的第二变型实施例，其中在下文中仅解释与上文所述的第一变型实施例相比的差异。
相比于上面描述的第一变型实施例，RBW滤波器50被替换为窗口单元72和傅立叶变换单元74。
窗口单元72被配置为对由下变频器单元48输出的信号应用窗口函数，从而确定测量通道26、28的分辨率带宽。
傅立叶变换单元74被配置为确定由窗口单元72输出的信号的快速傅立叶变换(FFT)。
因此，在测量系统10的第二变型实施例中，复值测量信号分别被建立为傅立叶变换的信号。
换句话说，傅立叶变换单元74确定在预定时间间隔上被处理的相应信号的一系列傅立叶变换。在其中，与连续傅立叶变换相关联的时间间隔可以重叠。
注意到，可替选地或附加地对图5所示的变型实施例，测量存储器56可以被连接到下变频器单元48中的下游的下变频器单元48。
此外，测量存储器56可以被连接到窗口单元72中的上游的窗口单元72。
因此，由下变频器单元48输出的信号可以被保存在测量存储器56中，并且可以由窗口单元72、傅立叶变换单元72和检测器模块24稍后处理。
换句话说，傅立叶变换可以被确定并且随后由检测器模块24离线处理。
然而，应当理解的是，傅立叶变换可以被确定并且随后由检测器模块24实时地处理，使得提供对从被测设备14接收的输入信号的实时分析。
乘法单元66将第一复值测量信号FFT1(k)与第二复值测量信号FFT2(k)的复共轭相乘，从而获得复值乘法信号FFT(k)，即
FFT(k)＝FFT1(k)·FFT2 *(k)。
如图6所示，傅立叶变换的信号(FFT1、FFT2等)，即复值测量信号，包括时间和频率信息。
因此，求平均值子模块64可以在时域上对预定样本数N个傅立叶变换的信号求平均值。
可替选地或附加地，求平均值子模块64可以在频域中对预定样本数的傅立叶变换的信号求平均值。
换句话说，求平均值子模块64可以在傅立叶变换的信号的后续样本上和/或在傅立叶变换的信号的相邻仓上执行组合平均。
本公开的某些实施例(特别是相应的模块和/或单元)利用电路(例如，一个或多个电路)以便实现本文公开的标准、协议、方法或技术，可操作地耦合两个或更多个部件，生成信息，处理信息，分析信息，生成信号，编码/解码信号，转换信号，发送和/或接收信号，控制其它设备等。可以使用任何类型的电路。
在实施例中，除其它外，电路包括一个或多个计算设备，诸如处理器(例如，微处理器)、中央处理器(central processing unit，CPU)、数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)、专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)、片上系统(system on a chip，SoC)等或其任意组合，并且可以包括分立的数字或模拟电路元件或电子器件或其组合。在实施例中，电路包括硬件电路实施方式(例如，在模拟电路中的实施方式、在数字电路中的实施方式等等以及它们的组合)。
在实施例中，电路包括电路和计算机程序产品的组合，其具有被存储在一个或多个计算机可读存储器上的软件或固件指令，这些软件或固件指令协同工作以使设备执行本文所述的一个或多个协议、方法或技术。在实施例中，电路包括电路，诸如例如微处理器或微处理器的部分，其需要软件、固件等进行操作。在实施例中，电路包括一个或多个处理器或其部分以及伴随的软件、固件、硬件等。
本申请可以引用数量和数字。除非特别说明，否则这些数量和数字不应被认为是限制性的，而是示例性的与本申请相关联的可能数量或数字。同样在这方面，本申请可以使用术语“多个”来引用数量或数字。在这方面，术语“多个”意味着是多于一个的任何数字，例如，二、三、四、五等。术语“约”、“大约”、“近似”等意味着所述值的正负5％。

Claims (15)

1.一种用于测量仪器(12)的检测器模块，
其中，所述检测器模块(24)包括第一信号输入(54)、第二信号输入(58)和求平均值子模块(64)，
其中，所述第一信号输入(54)被配置为接收与从被测设备(14)接收的输入信号相关联的第一复值测量信号，
其中，所述第二信号输入(58)被配置为接收与从所述被测设备(14)接收的输入信号相关联的第二复值测量信号，
其中，所述求平均值子模块(64)被配置为确定所述第一复值测量信号和所述第二复值测量信号的复共轭在预定数量的样本上的组合平均值，从而获得复值平均信号，以及
其中，所述求平均值子模块(64)被配置为基于所述复值平均信号生成输出信号。
2.根据权利要求1所述的检测器模块，其中，所述求平均值子模块(64)被配置为确定所述复值平均信号的绝对值以便生成所述输出信号，和/或其中，所述求平均值子模块(64)被配置为确定所述复值平均信号的实部，以便生成所述输出信号。
3.根据权利要求1或2所述的检测器模块，其中，所述第一复值测量信号和所述第二复值测量信号分别被建立为IQ信号，和/或其中，所述第一复值测量信号和所述第二复值测量信号分别被建立为傅立叶变换的信号。
4.根据前述权利要求中任一项所述的检测器模块，其中，所述预定样本的数量是可调节的。
5.根据前述权利要求中任一项所述的检测器模块，其中，所述检测器模块(24)能够在不同检测器模式之间切换，其中，所述检测器模式包括互相关检测器模式和以下检测模式中的一个或多个：样本检测器模式、最小值检测器模式、最大值检测器模式、自动峰值检测器模式、平均值检测器模式以及均方根检测器模式。
6.一种用于测量仪器(12)的信号处理模块，包括根据前述权利要求中任一项所述的检测器模块(24)和测量输入(16)，
其中，所述信号处理模块(18)包括两个并行的测量通道(26、28)，
其中，所述两个并行的测量通道(26，28)各自被连接到所述测量输入(16)，使得经由所述测量输入(16)而被接收的输入信号被转发到所述两个并行的测量通道(26，28)，
其中，所述两个并行的测量通道(26，28)中的第一个与第一信号输入(54)连接，所述两个并行的测量通道(26，28)中的第二个与第二信号输入(58)连接，
其中，所述两个并行的测量通道(26)中的第一个被配置为处理所述输入信号，从而生成第一复值测量信号，以及
其中，所述两个并行的测量通道(26，28)中的第二个被配置为处理所述输入信号，从而生成第二复值测量信号。
7.根据权利要求6所述的信号处理模块，其中，所述两个并行的测量通道(26，28)在功能上是相同的。
8.根据权利要求6或7所述的信号处理模块，其中，所述两个并行的测量通道(26，28)各自包括模数转换器(38)。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的信号处理模块，其中，所述两个并行的测量通道(26，28)是同步的。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的信号处理模块，其中，所述两个并行的测量通道(26、28)各自包括混频器子模块(40)，其中，所述混频器子模块(40)被配置为分别将所述输入信号转换为IQ信号。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的信号处理模块，其中，所述两个并行的测量通道(26，28)各自包括分辨率带宽滤波器(50)。
12.根据权利要求6至10中任一项所述的信号处理模块，其中，所述两个并行的测量通道(26，28)各自包括傅立叶变换单元(74)，其中，所述傅立叶变换单元(74)各自被配置为确定在相应测量通道中被处理的相应信号在预定的时间间隔上的傅立叶变换，特别是其中所述预定的时间间隔是可调节的。
13.根据权利要求6至12中任一项所述的信号处理模块，其中，所述第一信号输入(54)和所述第二信号输入(58)选择性地可连接到测量存储器(56)和/或所述并行的测量通道(26，28)。
14.一种测量仪器，包括根据权利要求1至5中任一项所述的检测器模块(24)和/或根据权利要求6至13中任一项所述的信号处理模块(18)。
15.根据权利要求14所述的测量仪器，其中，所述测量仪器(12)包括显示器(60)，其中，所述显示器(60)被配置为显示所述检测器模块(24)的所述输出信号。
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