(57)【要約】【課題】入力信号の選択された周波数成分が所望のパワー・レベルに達するのに失敗したときにトリガをかける。【解決手段】これを実現するため、周波数選択振幅弁別機能を有する周波数マスク・トリガを提供する。入力信号を表すデジタル・データのフレームは、少なくとも１つの周波数ビンを有し、各周波数ビンがパワー振幅値を有する周波数スペクトラムに変換される。各パワー振幅値は、上位基準パワー・レベル及び下位基準パワー・レベルと比較される。周波数ビン中のパワー振幅値のいずれかが、特定の継続時間において、下位基準パワー・レベルを超えて、上位基準パワー・レベルを下回ったときに、トリガ信号が生成される。【選択図】図２
2010185875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を受けてデジタル信号を生成する入力プロセッサと、
トリガ・イベントが発生した場合にトリガ信号を生成するトリガ信号生成器と、
上記トリガ信号に応じて上記デジタル信号からデジタル・データの継ぎ目のないブロックを蓄積するアクイジョション・メモリとを具え、
上記トリガ信号生成器が、
上記デジタル信号からのデジタル・データのフレームを、少なくとも１つの周波数ビンを有し、各周波数ビンがパワー振幅値を有する周波数スペクトラムに変換する時間周波数変換器と、
特定の継続時間において、上記パワー振幅値のいずれかが関連する下位基準パワー・レベルを超えるものの関連する上位基準パワー・レベルを超えないときにトリガ信号を生成する回路とを有する
試験測定装置。
【請求項２】
入力信号を受けてデジタル信号を生成するステップと、
トリガ・イベントが発生した場合にトリガ信号を生成するステップと、
上記トリガ信号に応じて上記デジタル信号からデジタル・データの継ぎ目のないブロックを蓄積するステップとを具え、
上記トリガ信号を生成するステップが、
上記デジタル信号からのデジタル・データのフレームを、少なくとも１つの周波数ビンを有し、各周波数ビンがパワー振幅値を有する周波数スペクトラムに変換するステップと、
特定の継続時間において、上記パワー振幅値のいずれかが関連する下位基準パワー・レベルを超えるものの関連する上位基準パワー・レベルを超えないときにトリガ信号を生成するステップとを有する
試験測定装置におけるデータ取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験測定装置に関し、特に周波数領域で使用されるトリガに関する。
【背景技術】
【０００２】
米国オレゴン州ビーバートンのテクトロニクス社から出ているＲＳＡ６１００型やＲＳＡ３４００型ファミリーのようなリアル・タイム・スペクトラム・アナライザは、ＲＦ信号に対してリアル・タイムでトリガを掛け、取込み、そして分析する。こうした装置は、デ―タの複数ブロックを継ぎ目なく取込むので、従来の周波数掃引型スペクトラム・アナライザと異なり、データを取り損ねたり、失うことがない。
【０００３】
こうした装置は、周波数領域で生じるイベント（Event：事象）についてトリガを掛ける機能がある。周波数マスク・トリガとして知られるこの機能は、米国特許第５１０３４０２号に記載されている。周波数マスク・トリガは、装置の受信システムが供給するリアル・タイム・データから周波数スペクトラムを計算し、その周波数スペクトラムをユーザが定義した周波数マスクと比較する。周波数スペクトラムが周波数マスクに侵入すると、トリガ信号が発生し、これによってトリガされているイベントと、トリガされているイベントの直前及び直後を含めた受信ＲＦ信号を表す継ぎ目のないデータ・ブロックが蓄積されるように動作する。このようにして、周波数マスク・トリガは、１つのスペクトラム・イベントが起こるのを待っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５１０３４０２号明細書
【特許文献２】米国特許第４８７０３４８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
場合によっては、ユーザは、ＲＦ信号の選択した周波数成分が存在するものの、所望のパワー・レベルに達するのに失敗したときにトリガを掛けたいことがある。従来の周波数マスク・トリガでは、信号の振幅範囲に基づいてトリガ信号を限定する機能がないので、この条件を検出できなかった。つまり、存在するものの振幅が低すぎるＲＦ信号を、全く存在しないものから区別することができなかった。
【０００６】
望ましいこととしては、周波数マスク・トリガが周波数選択振幅弁別機能を有することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
従って、本発明の実施形態では、入力信号の選択された周波数成分が所望のパワー・レベルに達するのに失敗したときに、トリガをかける周波数選択振幅弁別機能を有する周波数マスク・トリガを提供する。入力信号を表すデジタル・データのフレームは、少なくとも１個の周波数ビンを有する周波数スペクトラムに変換されるが、このとき、各周波数ビンは１つのパワー振幅値を有している。各パワー振幅値は、上位基準パワー・レベル及び下位基準パワー・レベルと比較される。周波数ビンにあるいずれかのパワー振幅値が、特定の継続時間中において、下位基準パワー・レベルを超えていて上位基準パワー・レベル下回ると、トリガ信号が生成される。
【０００８】
具体的には、本発明による試験測定装置は、入力信号を受けてデジタル信号を生成する入力プロセッサと、トリガ・イベントが発生した場合にトリガ信号を生成するトリガ信号生成器と、トリガ信号に応じてデジタル信号からデジタル・データの継ぎ目のないブロックを蓄積するアクイジョション・メモリとを具えている。このとき、トリガ信号生成器が、デジタル信号からのデジタル・データのフレームを、少なくとも１つの周波数ビンを有し、各周波数ビンがパワー振幅値を有する周波数スペクトラムに変換する時間周波数変換器と、特定の継続時間においてパワー振幅値のいずれかが関連する下位基準パワー・レベルを超えるものの関連する上位基準パワー・レベルを超えないときにトリガ信号を生成する回路とを有している。
【０００９】
上述の入力プロセッサは、たとえば、入力信号と局部発振器信号とを混合して中間周波数信号を生成するミキサと、中間周波数信号をフィルタしてフィルタされた中間周波数信号を生成するバンドパス・フィルタと、フィルタされた中間周波数信号をデジタル化してデジタル信号を生成するアナログ・デジタル変換器とを有してもよい。
【００１０】
また、入力プロセッサは、入力信号をフィルタするイメージ阻止フィルタを更に有してもよい。
【００１１】
トリガ信号生成器は、デジタル・データのフレームにウィンドウ関数をかけるウィンドウ関数機能を有してもよい。
【００１２】
時間周波数変換器は、離散フーリエ変換、離散ハートレー変換及びチャープＺ変換から構成されるグループから選択される時間周波数変換機能を有してもよい。
【００１３】
また、時間周波数変換器は、有限インパルス応答フィルタ及び連続時間アナログ・フィルタから構成されるグループから選択された並列フィルタのバンクを有してもよい。
【００１４】
本発明を別の観点から見ると、試験測定装置におけるデータ取得方法であって、入力信号を受けてデジタル信号を生成するステップと、トリガ・イベントが発生した場合にトリガ信号を生成するステップと、トリガ信号に応じてデジタル信号からデジタル・データの継ぎ目のないブロックを蓄積するステップとを具えている。このとき、トリガ信号を生成するステップが、デジタル信号からのデジタル・データのフレームを、少なくとも１つの周波数ビンを有し、各周波数ビンがパワー振幅値を有する周波数スペクトラムに変換するステップと、特定の継続時間において、パワー振幅値のいずれかが関連する下位基準パワー・レベルを超えるものの関連する上位基準パワー・レベルを超えないときにトリガ信号を生成するステップとを有する。
【００１５】
上述の入力信号を受けてデジタル信号を生成するステップは、入力信号と局部発振器信号とを混合して中間周波数信号を生成するステップと、中間周波数信号をバンドパス・フィルタ処理してフィルタされた中間周波数信号を生成するステップと、フィルタされた中間周波数信号をデジタル化してデジタル信号を生成するステップとを有してもよい。
【００１６】
また、入力信号を受けてデジタル信号を生成するステップは、入力信号をイメージ阻止フィルタでフィルタするステップを更に有してもよい。
【００１７】
トリガ信号を生成するステップは、デジタル・データのフレームにウィンドウ関数でウィンドウ関数処理をするステップ更に有してもよい。
【００１８】
周波数スペクトラムに変換するステップでは、離散フーリエ変換、離散ハートレー変換及びチャープＺ変換から構成されるグループから選択される時間周波数変換を用いてもよい。
【００１９】
また、周波数スペクトラムに変換するステップでは、有限インパルス応答フィルタ及び連続時間アナログ・フィルタから構成されるグループから選択された並列フィルタのバンクを用いてもよい。
【００２０】
本発明の目的、効果及び他の新規な点は、以下の詳細な説明を添付の特許請求の範囲及び図面とともに読むことによって明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、リアル・タイム・スペクトラム・アナライザの簡略化した概略図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態によるトリガ生成器の簡略化した概略図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態による信号スペクトラムに適用したユーザ定義の周波数マスクを描いた図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１を参照すると、リアル・タイム・スペクトラム・アナライザ１０が示され、無線周波数（ＲＦ）を受ける入力プロセッサ２０を有している。入力プロセッサ２０は、オプションでイメージ阻止フィルタ２２を含み、これに続くミキサ２４は、局部発振器（ＬＯ）２６を用いてフィルタされた入力信号を中間周波数（ＩＦ）信号に変換する。イメージ阻止フィルタ２２は、ローパス・フィルタ、バンドパス・フィルタ又はハイパス・フィルタを用いて実現してもよい。ＩＦ信号は、バンドパス・フィルタ２８を通過し、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路３０に入力され、これは後続の処理のためのデジタル信号を供給する。米国特許第４８７０３４８号にあるように、デジタル信号は、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）３２に入力されてリアル・タイム処理され、スペクトログラムなどの形でモニタ３４上に表示される。デジタル信号は、アクイジション・メモリ３６及びトリガ生成器４０にも入力される。実施形態によっては、アクイジション・メモリ３６は、循環メモリを用いて実現しても良い。トリガ生成器４０がトリガ・イベントを検出するとトリガ信号が生成され、これによってアクイジション・メモリ３６は、デジタル信号からのデジタル・データの継ぎ目のないブロックを蓄積し、ＤＳＰ３２による後続の処理又は他のプロセッサ（図示せず）にデータを移してのリアル・タイムではないポスト処理が行われる。
【００２３】
図２を参照すると、本発明の実施形態による周波数選択振幅弁別機能を有するトリガ生成器４０が、デジタル信号を表すデジタル・データを蓄積する循環バッファ４２を有することが示されている。１つの実施形態としては、循環バッファ４２はアクイジョション・メモリ３６の一部として実現しても良い。他の実施形態としては、循環バッファ４２を別個のメモリとして実現しても良い。デジタル・データの１フレームが循環バッファ４２から読み出され、ウィンドウ関数ブロック４４によってブラック・ハリスマン・ウィンドウのようなウィンドウ関数が適用される。ウィンドウ関数が適用されたフレームは、離散（discrete）フーリエ変換（ｄＦＴ）回路４６を用いて周波数領域に変換されて、少なくとも１つの周波数ビンを有する周波数スペクトラムが生成され、このとき、各周波数ビンは１つのパワー振幅値を有している。各パワー振幅値は、下位パワー振幅マスク比較ロジック４８に入力されて、下位振幅マスク・メモリ５０に記憶された関連する下位基準パワー・レベルと比較されるとともに、上位パワー振幅マスク比較ロジック５２に入力されて、上位振幅マスク・メモリ５０に記憶された関連する上位基準パワー・レベルとも比較される。下位振幅マスク比較ロジック４８の出力信号及び上位振幅マスク比較ロジック５２の出力信号は、継続時間（Time Duration）ロジック５６に入力される。
【００２４】
図３を参照すると、各周波数ビンについて特定された下位基準パワー・レベル６２及び上位基準パワー・レベル６４は、周波数マスク６０を定める。実際的には、周波数選択振幅弁別機能は、位置６８において示されるように、周波数スペクトラム６６のパワー振幅値のいずれかが、関連する下位基準パワー・レベルを超えるものの、関連する上位基準パワー・レベルを超えない場合、つまり、下位振幅マスク比較ロジック４８の出力信号が「真（true）」で、上位振幅マスク比較ロジック５２の出力信号が「偽（false）」の場合を探すことによって実現される。もしデジタル・データのある１フレームにおいて、パワー振幅値が関連する下位基準パワー・レベルを超えるものの、関連する上位基準パワー・レベルは超えず、デジタル・データの正に次のフレームにおいて、関連する上位基準パワー・レベルを超えたとすると、パワー振幅値は本当は上位基準パワー・レベルに達するのに失敗してはおらず、単にデジタル・データの最初のフレーム中においてだけそうならなかっただけかもしれない。同じ状況は、デジタル・データのある１フレームにおいてはパワー振幅値が下位基準パワー・レベルを超えているが、デジタル・データの続くフレームにおいてはパワー振幅値が下位基準パワー・レベルを下回る場合にも見られるであろう。このような場合における間違ったトリガを避けるために、継続時間ロジック５６は、デジタル・データの特定した個数のフレームについて、上記論理条件が存在しているときにだけトリガ信号を生成するもので、これは継続時間と表現される。もしその条件が少なくとも特定された継続時間に存在するならば、トリガ信号が生成される。もしその条件が特定された継続時間に存在しないなら、トリガ信号は生成されない。
【００２５】
本発明の他の実施形態では、周波数スペクトラム６６のパワー振幅値のいずれかが、関連する下位基準パワー・レベル及び関連する上位基準パワー・レベルの間にないときにトリガ信号が生成されるようにしてもよい。本発明の更に別の実施形態では、論理条件が特定の継続時間より短い間に存在する場合に、トリガ信号を生成してもよい。
【００２６】
多様な実施形態においては、上位及び下位基準パワー・レベル並びに継続時間を、ユーザが特定してもよいし、規格によって特定してもよい。
【００２７】
リアル・タイムでのトリガをかけられるようにするため、トリガ生成処理は、デジタル信号ストリームに十分に追いついていける程度に高速でなければならない。
【００２８】
上述した実施形態では、時間領域信号を周波数スペクトラムに変換するのに、離散フーリエ変換を用いている。この代わりに、ハートレー変換（Hartley transform）やチャープＺ変換（chirp-Z transform）のような他の変換を用いてもよい。加えて、有限インパルス応答フィルタや連続時間アナログ・フィルタを含む並列フィルタのバンクのような変換に基づかない技術を用いてもよい。
【００２９】
本発明は、スペクトラム・アナライザでの利用を特に念頭においてはいるが、トリガ信号に応答してデータを取り込むどのような試験測定装置においても、周波数選択振幅弁別機能を有する周波数マスク・トリガは用いることができる。
【００３０】
上述から明らかなように、本発明は、周波数領域でのトリガ生成の分野における大きな進歩を記述している。周波数選択及び時間限定振幅弁別機能を有する周波数マスク・トリガは、多くの有益なトリガ状態を検出できる。本発明の具体的な実施形態を実例で説明し、実例を説明する目的で記述してきたが、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、多様な変形が可能なことは明らかであろう。
【符号の説明】
【００３１】
１０  リアル・タイム・スペクトラム・アナライザ
２０  入力プロセッサ
２２  イメージ阻止フィルタ
２４  ミキサ
２６  局部発信器
２８  バンドパス・フィルタ
３０  アナログ・デジタル変換回路
３２  デジタル・シグナル・プロセッサ
３４  モニタ
３６  アクイジション・メモリ
４０  トリガ発生器
４２  循環バッファ
４４  ウィンドウ関数ブロック
４６  離散フーリエ変換回路
４８  下位振幅マスク比較ロジック
５０  下位振幅マスク・メモリ
５２  上位振幅マスク比較ロジック
５４  上位振幅マスク・メモリ
５６  継続時間ロジック
６０  周波数マスク
６２  下位基準パワー・レベル
６４  上位基準パワー・レベル
６６  周波数スペクトラム
６８  位置
【図１】
2010185875.tif 000003
【図２】
2010185875.tif 000004
【図３】
2010185875.tif 000005