[发明专利]一种频谱密度图的显示装置和方法

说明书

一种频谱密度图的显示装置和方法，包括：信号预处理模块采集信号并进行FFT处理后得到频谱数据，波形映射控制模块统计该频谱数据的强度值得到强度值数据，频谱密度值计算模块根据强度值数据计算出各像素点对应的频谱密度值，转换函数确定模块对该频谱密度值进行直方图统计并根据得到的直方分布图和预设规则确定出将频谱密度值转换为RGB数据的转换函数，RGB转换模块根据该转换函数将频谱密度值转换为RGB数据后通过显示模块显示。由于频谱密度值的分布规律会随外部输入参数的变化而改变，这时，根据频谱密度值的分布规律确定出的转换函数也会跟随调整，从而使得显示出的频谱密度图也能够自动调整，以能够真实有效地反映信号出现概率的高低。

技术领域

本发明涉及测试测量技术领域，具体涉及一种频谱密度图的显示装置和方法。

背景技术

频谱分析技术是射频微波设计和测试工作中的常用技术，相对于传统的扫描式频谱分析技术，近些年来兴起的实时频谱分析技术能够利用快速傅里叶变换(FFT)对信号实现宽带的实时无缝处理，不会遗漏信号的任何细节，其具有处理速度快和无缝处理等优点，因此在现代测试测量领域得到了越来越广泛的应用，比如无线通信信号检测、无线频谱监测、雷达目标监测、电路故障诊断等。

实时频谱分析通过用户设定信号观察周期，然后连续采集该观察周期内的数据并进行FFT处理，从而得到信号的频谱。为了表征观察周期内各信号分量出现的概率，将观察周期内所有的FFT处理结果都堆叠到一个图像中进行显示，并且用不同的灰度等级和颜色亮暗来表征各信号出现概率的高低，这样的图像称为频谱密度图。在显示频谱密度图的过程中，在将各频谱密度值进行RGB颜色转换时，频谱密度值和RGB颜色空间的关系可参见图1，其中，横坐标表示频谱密度值，纵坐标表示RGB颜色值，频谱密度值和RGB颜色值的关系可以用线性关系、指数关系和对数关系三种曲线来描述，其RGB颜色空间的定义是固定不变的，必须由用户手动选择其中的某条曲线来确定频谱密度值和RGB颜色值之间的关系；在选定频谱密度值和RGB颜色值的关系曲线后，不管外部输入参数是否发生了变化，其RGB颜色空间的定义和转换曲线都不会随外部输入参数的变化而自动变更，即频谱仪都会按照所选择的关系曲线进行颜色转换。这样，当外部输入参数发生较大变化时，比如，分析带宽由最初的较大值调整到较小值时，其显示的效果就会变得很差，以至于显示出来的图像不再能有效地反映信号出现概率的高低。

发明内容

本申请提供一种频谱密度图的显示装置和方法，以能够在外部输入参数改变时自动确定频谱密度值和RGB颜色值的转换曲线，保证显示出的频谱密度图能够有效反映信号出现概率的高低。

根据第一方面，一种实施例中提供一种频谱密度图的显示装置，包括：

信号预处理模块，用于采集信号并对所述信号进行快速傅里叶变换，得到频谱数据；

波形映射控制模块，用于对信号预处理模块输出的频谱数据的强度值进行统计，得到各像素点的强度值数据；

频谱密度值计算模块，用于根据波形映射控制模块统计的强度值数据计算出各像素点对应的频谱密度值；

转换函数确定模块，用于对频谱密度值计算模块输出的频谱密度值进行直方图统计，得到所述频谱密度值的直方分布图，并根据所述直方分布图和预设规则确定出将频谱密度值转换为RGB数据的转换函数；

RGB转换模块，用于根据转换函数确定模块确定出的转换函数将频谱密度值计算模块输出的频谱密度值转换为RGB数据；

显示模块，用于显示RGB转换模块输出的RGB数据。

根据第二方面，一种实施例中提供一种频谱密度图的显示方法，包括：

采集信号并对所述信号进行快速傅里叶变换，得到频谱数据；

统计所述频谱数据的强度值，得到各像素点的强度值数据；