[发明专利]测试和测量仪器上的交织数字下变频转换

说明书

相关申请数据

本申请主张于2011年6月6日提交的美国临时申请No.61/493,831的权益，该申请通过引用结合于此。

技术领域

此公开内容涉及测试和测量仪器以及相关器件，并且具体地涉及分布式时间交织采集数字下变频转换方法和系统。

背景技术

在传统上，诸如频谱分析仪和矢量分析仪的测试和测量仪器已经具有最小触发能力和/或受限实时带宽。混合域示波器(MDO)代表测试和测量器件的一种新产品种类，除了支持高至由时间交织采集系统支持的非常宽实时带宽的宽范围采集跨度带宽之外，它还集成具有传统示波器产品的功能的实时频谱分析仪(RTSA)产品的许多频谱采集、触发和显示能力。除了支持传统示波器的时域特征以及RTSA的频域特征之外，MDO产品能够实现两个域之间的互相关以用于采集、触发、显示以及分析功能。

在这种更新类型的产品中，RF输入信号被数字下变频转换以从RF信号产生I(同相)和Q(正交)基带分量信息。更具体而言，RF信号数值上乘以正弦和余弦，由此产生I和Q分量信息，该I和Q分量信息含有原始RF信号中(在感兴趣跨度内)存在的所有信息。如果期望的感兴趣跨度小于该系统中的最大带宽，则采集数据可以随后被进一步抽取（decimate）。因而，对于其中存在更窄感兴趣跨度的情形，鉴于固定采集存储器大小的约束，这允许要被采集到采集存储器中的更长时间段。支持更长采集时间跨度进而允许用于频谱分析模式的更窄分辨率带宽。

在常规示波器和数字化仪中，时间交织采集为一种用于构建具有可缩放采样率和带宽的测试和测量器件采集系统的方法，并且将采集系统扩展超出单独模拟到数字转换器(ADC)和/或数字化仪组件的能力。例如，图1示出在示波器中使用的时间交织采集系统的常规示例。基于采集系统的总采样率以及交织ADC和/或数字化仪组件的总数，诸如跟踪和保持（hold）组件105的高带宽采样器被用于将采样型式的输入信号130分布到在采样时间上具有恰当偏移的多个ADC 110。

诸如组件115的数字化仪组件随后被用于处理传入的样本并且将它们存储在采集存储器120中。数字化仪组件115为示波器器件中用于采集、触发、显示和分析的一种类型的构建区块。通常在不同数字化仪组件之间存在某种形式的互连以用于组合时间交织采集数据样本，以供进一步处理和分析，这导致以采集系统的全采样率的相干波形125。

支持混合域功能的现有方法主要目标为单个数字化仪组件系统，这限制了可以被采集的采样率和实时带宽。为了支持RF采集系统中的更大频率范围，在传统上要求昂贵的RF振荡器和混频器组件，从而在ADC组件之前下变频转换模拟域中的输入信号。就可以被实时地采集的带宽跨度而言，这种类型的系统仍然受限于单个ADC的带宽。

将期望具有一种将数字下变频转换(DDC)功能分布在多个分布式时间交织采集组件之间的采集技术。还将期望支持在更长时间跨度上的采集，由此能够实现更低的频谱分辨率带宽。此外，将期望从时间交织系统的总带宽中任意处的更窄感兴趣频带高效地采集频谱数据以及支持存储在与每个分布式采集组件关联的存储器中的来自时间交织数字化仪组件的所采集下变频转换波形数据的重构。

附图说明

图1图示在示波器中使用的常规时间交织采集系统。

图2图示包括根据本发明示例实施例的时间交织数字下变频转换系统的各种组件的流程图。

图3图示包括根据本发明另一示例实施例的时间交织数字下变频转换系统的各种组件的流程图。

图4图示包括根据本发明再一示例实施例的时间交织数字下变频转换系统的各种组件的流程图。

图5图示包括图4的多相插值滤波器的各种组件的流程图。

图6图示包括根据本发明又一示例实施例的时间交织数字下变频转换系统的各种组件的流程图。

图7图示包括根据本发明示例实施例的在采集存储器之后具有次级数字下变频转换级的时间交织数字下变频转换系统的各种组件的流程图。

图8图示包括根据本发明另一示例实施例的时间交织数字下变频转换系统的各种组件的流程图。

图9图示对于其中对频域中的频谱输出数据感兴趣的情形，包括根据本发明再一示例实施例的时间交织数字下变频转换系统的各种组件的流程图。

图10A图示对于其中对频域中的频谱输出数据感兴趣的情形，包括根据本发明又一示例实施例的时间交织数字下变频转换系统的各种组件的流程图。