[发明专利]用于显示频域数据的信号分析器和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过在不同时间和频率分辨率上提供频域数据的 信号分析。

背景技术

有时，我们有必要测试各种系统、例如包含了移动电话的无线通信 系统是否正常工作。信号分析器则可用于测量所测试系统的信号。该信 号分析器可以从时域和频域两者的角度来分析信号。它会将被测信号转 换成时域的数字数据，并且通过FFT(快速傅里叶变换)计算来从时域 数据中产生频域的数字数据。所得到的数据将会作为波形和/或数值显示 在信号分析器的显示器上。该信号分析器将会显示相应于被测信号的频 域数据的时域数据，这可从时域和频域两者的角度来提供各种分析。美 国专利6,377,617公开了如何产生这种与时域数据保持对应关系的频域 数据。

图1是信号分析器10的框图。该信号分析器10可以具有与个人计 算机(PC)相似的能力和硬件，并且可以采用通常使用的CPU和操作 系统，由此可以通过操作板上用于各种设置的鼠标、键盘等设备来提供 类似于PC的用户界面，并且将大量数据和程序保存在硬盘驱动器 (HDD)中，然而这里并未示出所述硬盘驱动器。

输入衰减器12恰当地调整被测信号的电平并且将其提供给模拟下 变频器20。所述下变频器20具有混频器14、本地振荡器16以及带通 滤波器(BPF)18，以便对输入信号频率进行模拟下变频处理，从而产 生中频(IF)信号。模数转换器(ADC)22将模拟IF信号转换成数字 信号(时域信号)。存储器24存储IF信号的数字数据。数字信号处理 器(DSP)26从存储器24中读取IF信号数据来对所读取的数据执行数 字下变频处理，并且通过快速傅里叶变换(FFT)计算来产生频域数据。 频域数据被保存在存储器24中，并且是作为波形和/或数值显示的。DSP 26可以根据保存在HDD中的程序来实施各种其他计算。

触发检测电路28从ADC 22接收时域数据，并且从DSP 26接收频 域数据，以便检测满足用户定义的触发条件的数据，从而将所希望的时 域数据和/或频域数据保存在存储器24中。作为替换，在这里可以不设 置触发条件，并且这种设置可以在将时域数据和/或频域数据临时保存在 存储器24中以及将其传送到HDD直至HDD可以存储这些数据的时候 使用。

根据被测信号中的所期望的频段，用户可以为信号分析器设置中心 频率以及频率宽度(span)。通常，由于奈奎斯特条件，频率宽度的可 用范围是ADC采样频率的一半或更少。

FFT计算在每个帧上都产生频域数据，其中每个帧都具有预定数量 的时域数据。图2示出了时域数据与帧之间的关系。T_IQW是被测信号的 所有获得的时域数据，这包括I和Q数据。T_FM是帧的长度，并且T_UD是帧的更新时间。一个频域数据帧是从一个时域数据得到的。每个帧中 的时域数据数目可以是2ⁿ(n是整数)，例如，该数目典型地是1024 个点。

图3是信号分析器10上的频域数据的常规视图。图形区域40是将 频域数据作为频谱图来显示的，其中该频谱图的水平轴是频率，垂直轴 则是功率(dBm)。图形区域42是将频域数据作为光谱图来显示的， 其中水平轴是频率，垂直轴是以帧数目为单位的时间，而功率水平则是 彩色显示的。新的帧是按照顺序从底部开始显示的。所述颜色可以服从 于彩虹颜色的顺序，其中如果功率越高，那么颜色越接近于红色，如果 功率越低，那么颜色越接近于紫色。

图表42上的方形标记42可以被用户借助鼠标光标44通过拖曳该 标记来指定所期望的帧48。标记46的中心点指定的帧48的频域数据是 作为频谱显示在图形区域40上的。

发明内容

在下面阐述了本发明的多个方面。

根据本发明提出了一种信号分析器，包括：用于处理被测信号的时 域数据以产生用于光谱图的显示数据的装置，其中该处理装置可用于从 这些时域数据中提取多个帧，所述多个帧中的每个帧相应于第一数量的 时域数据，并且该处理装置可用于针对所述多个帧中的每个帧计算频域 数据；用于选择相应于第二数量的时域数据的、该光谱图的一部分的装 置，所述第二数量的时域数据不同于所述第一数量的所述时域数据；以 及用于使用所述第二数量的时域数据作为单个帧来计算频域数据的装 置。