[发明专利]基于群延迟的平均

说明书

本发明涉及基于群延迟的平均。本发明的实施例提供用于通过找到信号之间的群延迟并且将其用于计算经平均的结果，来在平均两个或更多数据信号时改进信噪比（SNR）的技术和方法。在一个实施例中，计算信号的直接平均值并且针对直接平均值和每一个数据信号找到相位。在每一个信号与直接平均值之间找到相位差。相位差然后用于补偿信号。平均经补偿的信号提供比常规平均技术更精确的结果。所公开的技术可以用于改进仪器精度而同时最小化诸如较高频衰减之类的影响。例如，在一个实施例中，所公开的技术可以使得实时示波器能够进行更加精确的S参数测量。

技术领域

本发明涉及用于平均数据信号而同时最小化由诸如抖动之类的影响导致的失真的改进的方法。

背景技术

直接平均通常用于改进诸如示波器之类的测量仪器中的测量精度。通过取多个信号的平均值（或者平均从单个信号获取的多个样本），结果的信噪比（SNR）可以增加，这是因为非重复的噪声和失真被平均掉。但是，当信号具有抖动时，经平均的结果可能失真。当信号被平均时，该抖动导致结果的较高频部分比结果的其余部分衰减得更多。这可以典型地被视为经平均的结果中的较缓慢的上升沿。

通常，测量仪器可能将抖动引入到它们正在测量的信号中。例如，实时示波器中的触发抖动将抖动引入到通过示波器获取的样本中。因此，这些仪器可能甚至在使用平均时也不能够如更加昂贵的设备那样精确地做出测量。因此，存在对于最小化抖动对经平均的结果的影响的改进的平均技术的需要。

改进的平均技术对于数个不同信号处理应用可以是有用的，并且可以允许具有获取抖动的仪器取代更加昂贵的仪器。例如，在一个实施例中，改进的平均技术可以允许实时示波器测量被测设备的S参数。

在一个示例中，所公开的技术可以允许实时示波器测量S参数而不需要诸如矢量网络分析仪（VNA）之类的附加仪器。随着比特率增加，高速串行数据链路仿真和测量日益增加地需要在对数据链路中的组件建模时使用S参数。例如，为了全面表征和仿真图1中所示的串行数据链路100，发射器（Tx）105的输出阻抗（由反射系数S₂₂表示）、接收器（Rx）115的输入阻抗（由反射系数S₁₁表示）和信道110的全部S参数（S₁₁，S₁₂，S₂₁和S₂₂）都是需要的。

传统上，需要具有采样示波器的时域反射计（TDR）系统或矢量网络分析仪（VNA）来测量这些类型的S参数，以用于两端口或多端口网络表征。这些专用仪器通常是昂贵的，并且不是广泛可得到的。相比之下，实时示波器常用于调试、测试和测量高速串行数据链路。使用实时示波器来测量数据链路的S参数将是方便的。

不幸的是，虽然一些之前的方法允许实时示波器测量S参数或相关功能，但是它们未使得示波器能够进行足够精确的测量以消除对于附加的VNA或基于采样示波器的TDR解决方案的需要。例如，Agilent的一个现有技术解决方案（在美国专利申请No. 13/247,568（“'568申请”）中描述）使用精密探头来测量探头阻抗和被测设备（DUT）的转移函数。这些测量结果然后可以用于创建嵌入式或非嵌入式滤波器，以补偿所测量到的系统特性。但是使用该方法测量的转移函数未提供针对DUT的精确延迟信息。例如，较长的高质量线缆可能具有与较短但是较低质量的线缆相同的幅度损失。但是这两个线缆具有非常不同的群延迟特性。由于在'568申请中公开的方法未测量精确的延迟信息，因此其不足够精确以确定正在使用何种类型的线缆。

美国专利申请No. 14/673,747（“'747申请”）确实描述了一种使用实时示波器连同信号发生器和功率分配器来测量完整S参数的方法。但是在'747申请中公开的方法由于实时示波器中固有的触发抖动而仍旧有测量错误的倾向。