JP5732654B2

JP5732654B2 - 試験測定機器及び表示方法

Info

Publication number: JP5732654B2
Application number: JP2011151088A
Authority: JP
Inventors: デビッド・エッチ・エビィー
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 2010-08-27
Filing date: 2011-07-07
Publication date: 2015-06-10
Anticipated expiration: 2031-07-07
Also published as: JP2012047731A; US9002004B2; CN102645584B; EP2423692A2; US20120051538A1; CN102645584A; EP2423692A3

Description

本発明は、試験測定機器及びデジタル・データ表示方法、特に、取り込んだデータを表示する試験測定機器及びデジタル・データ表示方法に関する。

本願出願人のテクトロニクスが販売するＲＳＡ６１００型及びＲＳＡ３４００型の如き実時間スペクトラム・アナライザは、ＲＦ信号を実時間でトリガし、捕捉し、分析する。これらスペクトラム・アナライザなどの試験測定機器は、ＲＦ信号をシームレスに（途切れなく）捕捉するので、従来の掃引型スペクトラム・アナライザやベクトル信号アナライザと異なり、特定の帯域幅内のデータを取り損なうことがない。

実時間スペクトラム・アナライザは、一般に、取込みデータをデシベル（ｄＢ）目盛りで表示する。ｄＢ目盛りは、10×log₁₀(P2/P1)として計算する。なお、Ｐ２は、被試験信号のパワーであり、Ｐ１は、基準パワーである。しかし、ｄＢ目盛りでは、取込みデータの有限分解能と対数変換とのために、低パワーの信号がギャップで分離されたディスクリート（別個の）レベルで現れる。この表示のアーティファクトは、「輝度帯（intensity banding）」と呼ばれ、非常に好ましくない。例として、図１は、ｄＢ目盛りによって、パルス状ＲＦ信号１０５を表示する表示１００である。このパルス状ＲＦ信号１０５を１８ビット・データで表す結果、−７５ｄＢ未満のパワーがディスクリート・レベル１１０で現れる。輝度帯１１０を減らすには、被試験信号を表すよりも多くのビットを用いる。このためには、例えば、高分解能のアナログ・デジタル変換器を用いる。しかし、多くの場合、高分解能アナログ・デジタル変換器を直ぐには利用できないし、また、他のシステムを考慮しても、利用可能なビット数が制限される。

特表２００９−５１５１９７公報

そこで、輝度帯を生じないで、対数目盛で取込みデータを表示できる方法が望まれている。

本発明の態様は、次の通りである。
（１）疑似ランダム値をデジタル・データに追加して、処理済みデジタル・データを発生するプロセッサと；上記処理済みデジタル・データを対数目盛で表示する表示器とを具え；上記疑似ランダム値が分布されており、上記疑似ランダム値の分解能が上記デジタル・データの最下位ビット未満である試験測定機器。
（２）上記プロセッサは、上記デジタル・データを表示する前に、上記疑似ランダム値を上記デジタル・データに追加して上記デジタル・データを処理する態様１の試験測定機器。
（３）上記疑似ランダム値の分布は、上記デジタル・データの１最下位ビットに広がる態様１の試験測定機器。
（４）上記疑似ランダム値の分布は、上記デジタル・データの１最下位ビットよりも多くに広がる態様１の試験測定機器。
（５）上記疑似ランダム値の分布は、矩形分布である態様１の試験測定機器。
（６）疑似ランダム値をデジタル・データに追加して、処理済みデジタル・データを発生するステップと；上記処理済みデジタル・データを対数目盛で表示器に表示するステップとを具え；上記疑似ランダム値が分布されており、上記疑似ランダム値の分解能が上記デジタル・データの最下位ビット未満であるデジタル・データ表示方法。
（７）上記デジタル・データを表示する前に、上記疑似ランダム値を上記デジタル・データに追加して上記デジタル・データを処理する態様６の方法。
（８）上記疑似ランダム値の分布は、上記デジタル・データの１最下位ビットに広がる態様６の方法。
（９）上記疑似ランダム値の分布は、上記デジタル・データの１最下位ビットよりも多くに広がる態様６の方法。
（１０）上記疑似ランダム値の分布は、矩形分布である態様６の方法。

よって、本発明によれば、輝度帯なしに対数目盛でデジタル・データを表示する試験測定機器を提供できる。この試験測定機器は、取込みデジタル・データを表示する前に、疑似ランダムのサブＬＳＢ値を（ＬＳＢ：最下位ビット）この取込みデータに追加することによって、取込みデータを処理している。処理済み取込みでデータを対数目盛で表示する際、ディスクリート・パワー・レベルの間のギャップを疑似ランダムのサブＬＳＢ値が埋めるので、輝度帯を除去でき、滑らかで視覚的に満足できる表示が可能となる。

本発明の目的、利点及び新規な特徴は、添付図を参照した以下の詳細な説明から明らかになろう。

従来の試験測定機器によるパルス状ＲＦ信号の時間領域表示を示す図である。従来の実時間スペクトラム・アナライザのブロック図である。本発明の実施例によりどのようにデジタル・データを処理するかを示す図である。本発明により処理した後の図１のパルス状ＲＦ信号の表示を示す図である。

図２は、従来の実時間スペクトラム・アナライザ２００のブロック図である。この実時間スペクトラム・アナライザ２００は、無線周波数（ＲＦ）入力信号を受け、オプションとして、ミキサ２０５、局部発振器（ＬＯ）２１０及びフィルタ２１５を用いてＲＦ入力信号をダウン・コンバージョンし（その周波数を下げ）、中間周波数（ＩＦ）信号を発生する。アナログ・デジタル変換器(ＡＤＣ)２２０は、ＩＦ信号をデジタル化し、ＩＦ信号を表すデジタル・データの連続的なストリームを発生する。次に、デジタル・データを２つの経路で処理する。第１経路において、デジタル・データがプロセッサ２２５に入力し、このプロセッサ２２５がデジタル・データを実時間で分析する。第２経路において、デジタル・データをメモリ２３５に入力すると共に、トリガ検出器２４０にも入力する。メモリ２３５は、いくつかの実施例において、循環バッファから構成される。トリガ検出器２４０は、デジタル・データを実時間で処理し、処理したデータを、ユーザが特定したトリガ条件と比較する。処理済みデジタル・データがトリガ条件を満足すると、トリガ検出器２４０は、トリガ信号を発生する。このトリガ信号により、メモリ２３５は、デジタル・データのブロックを蓄積する。次に、プロセッサ２２５は、蓄積したデジタル・データを分析する。処理済みデジタル・データを表示器２３０上に表示するか、又は、蓄積装置（図示せず）に蓄積する。

本発明の実施例では、図２の実時間スペクトラム・アナライザにおけるプロセッサ２２５の機能が異なるが、ブロック図としては類似である。本発明の実施例においては、輝度帯を除去するために、プロセッサ２２５は、デジタル・データを表示する前に、疑似ランダム値をデジタル・データに追加することにより、このデジタル・データを処理している。疑似ランダム値は、サブＬＳＢである（ＬＳＢ：最下位ビット）。すなわち、疑似ランダム値の分解能は、デジタル・データのＬＳＢ未満である。このデータ処理ステップは、ディスクリート・レベルの間のギャップを埋め、滑らかで視覚的に訴える表示を提供する。このデータ処理ステップを図的に図３に示す。ここでは、プロセッサ２２５において、デジタル・データが表示される前に、疑似ランダムサブＬＳＢ値がデジタル・データに加算機能３０５により加えられる（追加される）。

例として、図１に示す波形の１サンプルの如き１８ビット・データでの１ワードを考察する。

[d17_d16_d15・・・d02_d01_d00]

ここで、ｄ００が第１ビット（即ち、ＬＳＢ）を示し、ｄ０１が第２ビットを表し、以下同様である。

上述の１８ビット・データが疑似ランダムサブＬＳＢデータの８ビットに追加されて、その結果、次のような２６ビット・ワードとなる。

[d17_d16_d15・・・d02_d01_d00.n07_n06_n05_n04_n03_n02_n01_n11]

ここで、「．」が２進小数点を表し、ｎ０７・・・ｎ００が疑似ランダムのサブＬＳＢ値の８ビットを示す。

図４は、図１に示す波形の各サンプルに疑似ランダムのサブＬＳＢデータの８ビットを追加した結果の表示４００を示す。図１の輝度帯１１０は、最早、視覚的に現れない点に留意されたい。厳密には、輝度帯が図４に依然存在する。すなわち、疑似ランダムのサブＬＳＢ値がギャップを埋めるので、滑らかで、視覚的に一層満足のいくＲＦパルス状信号４０５の表示が得られる。

好ましくは、疑似ランダムのサブＬＳＢ値は、矩形分布である。すなわち、対数目盛上の複数のディスクリート・パワー・レベルの間に滑らかな遷移を与えるために、これら疑似ランダムのサブＬＳＢ値がゼロ及び１つのＬＳＢの間に均等に分布している。他の実施例においては、疑似ランダムのサブＬＳＢ値は、ガウシャン分布、レイリー分布などの他の分布である。

上述の特定のビット数（即ち、１８ビットの取込みデータ、８ビットの疑似ランダムのサブＬＳＢ値）は、単に説明のためであり、使用する特定のビット数に関係なく本発明を適用できることが明らかである。

いくつかの実施例において、「サブＬＳＢ」として疑似ランダム値を説明したが、疑似ランダム値は、１ＬＳＢよりも多く広がる。

ｄＢ目盛りの観点から本発明を説明したが、本発明を用いて、任意の形式の対数表示での輝度帯を除去できることが明らかである。

実時間スペクトラム・アナライザの観点から本発明を説明したが、掃引型スペクトラム・アナライザ、オシロスコープなどのように対数目盛でデジタル化データを表示する任意の他の試験測定機器に本発明を用いてもよいことが明らかであろう。

デジタル・データを操作する本発明の任意の要素は、ハードウェア、ソフトウェア、又はこれら両方の組合せにて実現でき、汎用マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、用途限定集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）などで構成してもよいし、これら要素でも実行できる。

本発明が試験測定機器の分野で顕著な効果を奏することが上述の説明から明らかであろう。本発明の説明のために、特定実施例について図示し上述したが、本発明の要旨を逸脱することなく種々の変形変更が可能なことが理解できよう。

１１０輝度帯
２００実時間スペクトラム・アナライザ
２０５ミキサ
２１０局部発振器
２１５フィルタ
２２０アナログ・デジタル変換器
２２５プロセッサ
２３０表示器
２３５メモリ
２４０トリガ検出器
３０５加算器

Claims

疑似ランダム値をデジタル・データに追加して、処理済みデジタル・データを発生するプロセッサと、
上記処理済みデジタル・データを対数目盛で表示する表示器とを具え、
上記疑似ランダム値が分布されており、上記疑似ランダム値の分解能が上記デジタル・データの最下位ビット未満である試験測定機器。
上記疑似ランダム値の分布は、上記デジタル・データの１最下位ビット以上に広がるか、矩形分布である請求項１の試験測定機器。
疑似ランダム値をデジタル・データに追加して、処理済みデジタル・データを発生するステップと、
上記処理済みデジタル・データを対数目盛で表示器に表示するステップとを具え、
上記疑似ランダム値が分布されており、上記疑似ランダム値の分解能が上記デジタル・データの最下位ビット未満であるデジタル・データ表示方法。
上記疑似ランダム値の分布は、上記デジタル・データの１最下位ビット以上に広がるか、矩形分布である請求項３のデジタル・データ表示方法。