[發(fā)明專利]測試和測量儀器上的交織數(shù)字下變頻轉(zhuǎn)換

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210183988.0
• 申請日: 2012-06-06
• 公開（公告）號(hào): CN102820853B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G.A.馬丁
• 申請（專利權(quán)）人: 特克特朗尼克公司
• 主分類號(hào): H03D7/16
• 分類號(hào): H03D7/16
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 馬永利,李家麟

相關(guān)申請數(shù)據(jù)

本申請主張于2011年6月6日提交的美國臨時(shí)申請No.61/493,831的權(quán)益，該申請通過引用結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

此公開內(nèi)容涉及測試和測量儀器以及相關(guān)器件，并且具體地涉及分布式時(shí)間交織采集數(shù)字下變頻轉(zhuǎn)換方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在傳統(tǒng)上，諸如頻譜分析儀和矢量分析儀的測試和測量儀器已經(jīng)具有最小觸發(fā)能力和/或受限實(shí)時(shí)帶寬。混合域示波器(MDO)代表測試和測量器件的一種新產(chǎn)品種類，除了支持高至由時(shí)間交織采集系統(tǒng)支持的非常寬實(shí)時(shí)帶寬的寬范圍采集跨度帶寬之外，它還集成具有傳統(tǒng)示波器產(chǎn)品的功能的實(shí)時(shí)頻譜分析儀(RTSA)產(chǎn)品的許多頻譜采集、觸發(fā)和顯示能力。除了支持傳統(tǒng)示波器的時(shí)域特征以及RTSA的頻域特征之外，MDO產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)域之間的互相關(guān)以用于采集、觸發(fā)、顯示以及分析功能。

在這種更新類型的產(chǎn)品中，RF輸入信號(hào)被數(shù)字下變頻轉(zhuǎn)換以從RF信號(hào)產(chǎn)生I(同相)和Q(正交)基帶分量信息。更具體而言，RF信號(hào)數(shù)值上乘以正弦和余弦，由此產(chǎn)生I和Q分量信息，該I和Q分量信息含有原始RF信號(hào)中(在感興趣跨度內(nèi))存在的所有信息。如果期望的感興趣跨度小于該系統(tǒng)中的最大帶寬，則采集數(shù)據(jù)可以隨后被進(jìn)一步抽取（decimate）。因而，對于其中存在更窄感興趣跨度的情形，鑒于固定采集存儲(chǔ)器大小的約束，這允許要被采集到采集存儲(chǔ)器中的更長時(shí)間段。支持更長采集時(shí)間跨度進(jìn)而允許用于頻譜分析模式的更窄分辨率帶寬。

在常規(guī)示波器和數(shù)字化儀中，時(shí)間交織采集為一種用于構(gòu)建具有可縮放采樣率和帶寬的測試和測量器件采集系統(tǒng)的方法，并且將采集系統(tǒng)擴(kuò)展超出單獨(dú)模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)和/或數(shù)字化儀組件的能力。例如，圖1示出在示波器中使用的時(shí)間交織采集系統(tǒng)的常規(guī)示例。基于采集系統(tǒng)的總采樣率以及交織ADC和/或數(shù)字化儀組件的總數(shù)，諸如跟蹤和保持（hold）組件105的高帶寬采樣器被用于將采樣型式的輸入信號(hào)130分布到在采樣時(shí)間上具有恰當(dāng)偏移的多個(gè)ADC?110。

諸如組件115的數(shù)字化儀組件隨后被用于處理傳入的樣本并且將它們存儲(chǔ)在采集存儲(chǔ)器120中。數(shù)字化儀組件115為示波器器件中用于采集、觸發(fā)、顯示和分析的一種類型的構(gòu)建區(qū)塊。通常在不同數(shù)字化儀組件之間存在某種形式的互連以用于組合時(shí)間交織采集數(shù)據(jù)樣本，以供進(jìn)一步處理和分析，這導(dǎo)致以采集系統(tǒng)的全采樣率的相干波形125。

支持混合域功能的現(xiàn)有方法主要目標(biāo)為單個(gè)數(shù)字化儀組件系統(tǒng)，這限制了可以被采集的采樣率和實(shí)時(shí)帶寬。為了支持RF采集系統(tǒng)中的更大頻率范圍，在傳統(tǒng)上要求昂貴的RF振蕩器和混頻器組件，從而在ADC組件之前下變頻轉(zhuǎn)換模擬域中的輸入信號(hào)。就可以被實(shí)時(shí)地采集的帶寬跨度而言，這種類型的系統(tǒng)仍然受限于單個(gè)ADC的帶寬。

將期望具有一種將數(shù)字下變頻轉(zhuǎn)換(DDC)功能分布在多個(gè)分布式時(shí)間交織采集組件之間的采集技術(shù)。還將期望支持在更長時(shí)間跨度上的采集，由此能夠?qū)崿F(xiàn)更低的頻譜分辨率帶寬。此外，將期望從時(shí)間交織系統(tǒng)的總帶寬中任意處的更窄感興趣頻帶高效地采集頻譜數(shù)據(jù)以及支持存儲(chǔ)在與每個(gè)分布式采集組件關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器中的來自時(shí)間交織數(shù)字化儀組件的所采集下變頻轉(zhuǎn)換波形數(shù)據(jù)的重構(gòu)。

附圖說明

圖1圖示在示波器中使用的常規(guī)時(shí)間交織采集系統(tǒng)。

圖2圖示包括根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的時(shí)間交織數(shù)字下變頻轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的各種組件的流程圖。

圖3圖示包括根據(jù)本發(fā)明另一示例實(shí)施例的時(shí)間交織數(shù)字下變頻轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的各種組件的流程圖。

圖4圖示包括根據(jù)本發(fā)明再一示例實(shí)施例的時(shí)間交織數(shù)字下變頻轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的各種組件的流程圖。

圖5圖示包括圖4的多相插值濾波器的各種組件的流程圖。

圖6圖示包括根據(jù)本發(fā)明又一示例實(shí)施例的時(shí)間交織數(shù)字下變頻轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的各種組件的流程圖。

圖7圖示包括根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的在采集存儲(chǔ)器之后具有次級(jí)數(shù)字下變頻轉(zhuǎn)換級(jí)的時(shí)間交織數(shù)字下變頻轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的各種組件的流程圖。

圖8圖示包括根據(jù)本發(fā)明另一示例實(shí)施例的時(shí)間交織數(shù)字下變頻轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的各種組件的流程圖。

圖9圖示對于其中對頻域中的頻譜輸出數(shù)據(jù)感興趣的情形，包括根據(jù)本發(fā)明再一示例實(shí)施例的時(shí)間交織數(shù)字下變頻轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的各種組件的流程圖。

圖10A圖示對于其中對頻域中的頻譜輸出數(shù)據(jù)感興趣的情形，包括根據(jù)本發(fā)明又一示例實(shí)施例的時(shí)間交織數(shù)字下變頻轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的各種組件的流程圖。