专利名称：用于测试和测量仪器的连续频带采集设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及测试和测量仪器，更具体地，涉及用于测试和测量仪器的连续频带采集设备。
背景技术：
数字示波器具有有限的输入带宽。示波器的输入带宽的限制了输入信号的带宽。在Pupalaikis等人的美国专利申请出版物2004/0128076中，公开了一种具有增加可用带宽的实时示波器。该实时示波器将输入信号拆分成多个拆分信号。将一个拆分信号数字化。同时，将其他拆分信号频移成基带信号，并进行数字化。将上述数字化的频移信号频移至它们初始的频率范围，然后，将它们与其他数字化的信号组合，以创建上述输入信号的表示。通过将输入信号的频带频移至它们各自的数字转换器的带宽内，可以用上述具有较小带宽的数字转换器来采集具有比该数字转换器的输入带宽更大的频率范围的输入信号。
然而，该实时示波器要求输入信号由拆分器进行拆分，且要求为用于创建输入信号的上述表示的每个频带使用示波器通道的等价物。结果，拆分器可能造成输入信号变差，且这样的带宽增加的单个示波器通道的成本增加到约为频带数目乘以一个正常通道的成本。
因此，仍然需要用于测试和测量仪器的改进的采集设备。
发明内容
一个实施例包括用于测试和测量仪器的连续频带采集设备，该设备包括接收输入信号的输入端、将选定的信号数字化的数字转换器、有选择地将输入端连接到上述数字转换器的旁路路径、将输入信号频移和有选择地将经过频移的输入信号连接到上述数字转换器的频移路径，该频移路径包括用于频移的装置、将输入信号切换到上述旁路路径和频移路径之一的输入开关，和通过有选择地将上述频移路径与旁路路径之一的输出连接到上述数字转换器而将选定的信号提供给上述数字转换器的输出开关。
另一个实施例包括将测试和测量仪器的输入信号数字化的方法，该方法包括使用数字转换器在未频移时间段内将上述信号数字化，将上述信号频移至少一个移位频率，对于每个移位频率，频移发生在相关的频移时间段内，该相关的频移时间段不同于任何其他移频时间段和上述未频移时间段，在该相关的频移时间段内将每个经过频移的信号数字化，并将上述数字化信号和每个经过移频的数字化信号组合成重构信号。
另一个实施例包括诸如数字示波器或数字转换器的测试和测量仪器，该仪器包括用于从至少一个移位频率中选择选定的移位频率的装置；用于将输入信号频移上述选定的移位频率的装置；用于选择上述输入信号或上述经过频移的信号的装置；用于将选定的信号数字化的装置；用于存储每个输入信号和每个频移了移位频率的的信号的数字版本的装置；和用于将上述存储信号组合成重构信号的装置。
从引用附图的优选实施例的详细说明中，可以更容易地理解本发明的前述和其他目的、特征和优点。
图1是根据本发明的连续频带采集设备的实施例的框图；图2示出了图1所示设备的输入信号的频域内容、该输入信号的频带和重构信号的带宽；图3示出了图1所示时域中数字转换器的输入端的信号的示例；图4是流程图，它示出了一种使用连续频带采集设备将信号数字化的方法实例；图5是图4所示操作的流程图，它还包括内插数字化信号；图6是图4所示操作的流程图，它还包括频移经过频移的信号；图7是图4所示操作的流程图，它还包括将数字化信号存储在存储器中；图8是图4所示操作的流程图，它还包括选择和组合选定的数字化信号；和图9是图4所示操作的流程图，它还包括均衡信号路径的频率响应。
具体实施例方式
图1是根据本发明的连续频带采集设备的实施例的框图。该采集设备包括输入端44、数字转换器24、旁路路径10、频移路径12、输入开关20、输出开关22。输入端44接收输入信号。数字转换器24将选定的信号46数字化。
使用开关20和22，旁路路径10可以有选择地将输入44或输入44的频移版本连接到数字转换器24。例如，旁路路径10可以将来自输入开关20的输入信号44直接连接到输出开关22和数字转换器24。当输入开关20已经选定旁路路径10时，输入信号44经过输入开关20到达旁路路径10。当输出开关22已选定旁路路径10时，作为选定的信号46，旁路路径10上的信号通过输出开关22到达数字转换器24。例如，通过让输入开关20和输出开关22连接到旁路路径10，该采集设备可表现得如同不进行信号的任何频移的普通采集设备一样。
频移路径12将连接到其上的信号频移。输入开关20可将输入信号44连接到频移路径12。输出开关22可将经过频移的信号作为选定的信号46连接到数字转换器24。频移路径12包括用于进行频移的装置48。
尽管在图1中是分开表示的，但输入开关20和输出开关22可以是同一装置的一部分。例如，输入开关20和输出开关22可以是双刀双掷(DPDT)开关的一部分。
用于进行频移48的装置将连接到频移路径12的频率分量频移至较低的频率范围。通过将上述信号的频率频移至较低的频率范围，便可将在其他情况下处于数字转换器24的带宽外的频率频移到处于该数字转换器的带宽内。例如，数字转换器24可具有10GHz的带宽。输入信号可具有0和15GHz之间的频率分量。通过将输入信号的处于10和15GHz之间的频率分量频移至数字转换器24的10GHz带宽内，数字转换器24可以在不造成过度失真的情况下将上述较高的频率分量数字化。
用于进行频移的装置48可包括至少一个频移信号14、选择上述至少一个移频信号14之一的信号选择器16、和响应选定的频移信号17频移输入信号的频移器18。频移信号14可以是正弦信号。图1示出了从f1到fn的多个信号14，因而，可以存在任何数目的频移信号14。信号选择器16选择频移信号14之一，并将其作为选定的频移信号17。响应选定的频移信号17，频移器18频移频移路径12上的信号的频率。
例如，频移信号可以是频率为f1、f2和f3的正弦信号。信号选择器16可以是将频率f1、f2和f3作为输入的RF开关。由该RF开关选定的其中一个正弦信号将作为选定的频移信号17通过该开关。频移器18可以是混频器。该选定的频移信号17可以用作该混频器的本地振荡器(LO)信号。输入到频移路径12的信号可用作该混频器的RF信号。结果，频移路径12上的信号将向下频移选定的频移信号17所具有的频率。
频移路径12也可以包括滤波器34。滤波器34可具有多个可选择的截止频率。每个截止频率与频移信号14之一相关。
尽管某些频移器18并不需要滤波器34，但是，可以将滤波器34与作为频移器18的混频器一起使用。当用多个接近上述LO频率的频率分量与信号混合时，处于上述LO频率两侧的两个频率将对一个基带频率产生影响。例如，将比上述LO频率低Δf的第一频率和比上述LO频率高Δf的第二频率均频移Δf的频率。结果，上述比LO频率高和低的频率互相干扰。为仅频移比LO频率低的频率，可以用滤波器34滤除高于LO频率的频率。类似地，可以用滤波器34滤除比LO频率低的频率，以频移上述较高的频率。
在一个实例中，在进行多频带信号重构后，混频器的RF端口可具有比上述模拟通道的最终所期望的扩展带宽宽10％的带宽。例如，如果输入信号具有0至20GHz的范围，且数字转换器24具有0至10GHz的带宽，则混频器的RF端口可具有0至22GHz的带宽。尽管说明了用于选择混频器的一个参数，但本领域技术人员将懂得，可选择该混频器的RF带宽，使其足以包括将进行频移的频率的所期望的范围。取决于混频器的特性，这样的带宽可以大于或小于1.1倍的最终所期望的扩展带宽。例如，当混频器在其RF频带的边缘处具有较低的幅值和相位失真时，可选择上述RF带宽，以使其具有少于上述的10％的裕度。
此外，上述RF带宽不必扩展到DC频带。例如，使用上述的0至20GHz的输入信号和0至10GHz的数字转换器带宽，可以用具有9至22GHz的RF带宽和0至11GHz的IF带宽的混频器来将上述输入信号的频率分量从10至20GHz频移至上述数字转换器频带内。
本领域技术人员将懂得，当使用混频器频移给定的频带时，可以使用几种移位频率。例如，如果要频移从10至15GHz的频带，则可采用10GHz的LO频率。结果，10GHz周围的频率将频移至0GHz，15GHz周围的频率将频移至5GHz。另外，也可使用15GHz的LO频率。在这种情况下，15GHz周围的频率将频移至0GHz，10GHz周围的频率将频移至5GHz。从而，10和15GHz之间的频率将频移到5和0GHz之间的频率，而在频域中上述频率是原有频率的镜像。此外，可以使用上述期望的频带之外的LO频率。使用10至15GHz的示例信号，可使用9GHz的LO频率。结果，上述频率将频移至1至6GHz。可以使用任何将期望的频带频移至数字转换器24的带宽内的移位频率。
用于进行频移的装置可包括其他能将信号频率进行频移的电路。例如，实施诸如同相正交(IQ)调制的其他调制技术的电路可频移信号。
本领域技术人员将懂得，信号选择器16可采取任何形式。例如，信号选择器16可以是以机械方式选择一个频移信号14的机械装置。另外，信号选择器16可以是以电子方式选择一个频移信号14的固态装置。
数字转换器24将选定的信号46数字化。数字转换器24包括对波形进行采样和将其存储在数字存储器中所需的、诸如跟踪和保持电路以及A/D转换器的标准电路。数字转换器24可包括模拟的前置放大器。该前置放大器和任何相关的衰减器可形成数字转换器24的模拟通道的一部分。数字转换器24和影响输入形状的部件均对数字转换器24的带宽产生了影响。此外，数字转换器24的带宽可远小于重构的最终波形的最终带宽。
上述采集设备也可包括从26(0)至26(n)的多个存储器，以存储来自旁路路径10和频移路径12的数字化信号。存储器26(0)可与旁路路径10有关，而其他存储器26(1)至26(n)可与频移路径12有关，其中，为每个选定的频移信号14指派存储器26(1)至26(n)中的一个存储器。
上述采集设备也可以包括数字频移器28，以频移来自频移路径12的、26(1)至26(n)中的相关存储器内的相关信号。将之前经过向下频移的信号朝它们的初始频率向上频移。由于数字转换器的带宽构成了瓶颈，所以可以通过将处于上述数字转换器频带外的输入信号的频率向下频移，将这些信号数字化，然后将上述经过频移的信号频移回它们的初始频率，来准确地数字化具有超出数字转换器的带宽的频率范围的信号。
上述采集设备也可以包括组合器30，以组合任何来自频移路径12和来自旁路路径10的信号。由于来自旁路路径10的信号表示未经频移而通过数字转换器24的带宽的信号，且来自频移路径12的信号表示数字转换器24的带宽外的信号，因而可以得到包括数字转换器24的带宽外的频率的输入信号的准确表示。
上述采集设备也可以包括内插器36。将每个内插器36配置成将存储器26中的信号内插成公共采样率。该公共采样率可以高于数字转换器24的采样率。例如，以数字转换器24的采样率采样由数字转换器24进行数字化的信号。数字转换器24的采样率足以表示处于数字转换器24的带宽内的信号。然而，该采样率可能不足以表示处于数字转换器24带宽以外的信号。任何沿频移路径12的信号最初可能包括处于数字转换器24的带宽之外的频率。进行频移后。来自频移路径12的信号能够通过数字转换器24的频带。然而，由于该数字转换器的采样率仅足以处理数字转换器24的带宽内的信号，因此，在将来自频移路径13的信号频移回它们的初始频率后，需要比上述数字转换器的采样率更高的采样率来准确地表示上述信号。通过将上述数字化信号内插成更高的公共采样率，则上述数字化信号的组合可以更准确地表示输入信号。
上述采集设备也可以包括均衡滤波器38。对每个频移信号14，将该均衡滤波器38配置成均衡来自输入开关20的输入并通过旁路路径10或频移路径12到达均衡滤波器38的输入的频率响应。如图1所示，均衡滤波器38均衡经过频移的组合信号，且另一个均衡器38均衡来自旁路路径10的信号。上述均衡可以补偿任何由于在通向均衡器38的路径上使用非理想部件而造成的幅值或相位失真。上述幅值和相位均衡也可以校正数字化信号之间的时间对准。
在将多条路径进行组合后，尽管图中示出的均衡滤波器38均处于一条路径上，但是本领域技术人员将懂得，这样的均衡滤波器可以位于沿输入信号路径的任何位置。例如，在将所有信号进行组合之后，可使用一个均衡滤波器38。另外，每个数字化信号可具有与之相关的均衡滤波器38。
上述采集设备可包括带阻开关42。每个带阻开关42配置成将相关的存储器26从通往组合器30的路径上断开。尽管图中示出在相关的存储器26后直接实施了带阻开关42，但是，也可以在任何可将存储器26从组合器30断开的位置实施这些带阻开关。例如，可以在任何内插器36后实施带阻开关42。此外，尽管使用了术语开关，但是，也可以将带阻开关42以物理元件或数字元件的形式进行实施。例如，带阻开关42可以是增益为零的数字增益级。结果，来自相关存储器26的信号便不能到达组合器30，从而将存储器26与组合器30断开。
上述采集设备可包括控制器32。可将该控制器配置成控制输入开关20和输出开关22来选择期望的路径，并控制信号选择器16来选择频移信号14。此外，控制器32可控制用哪个存储器26存储来自数字转换器24的任何信号。例如，控制器32可将输入开关20和输出开关22设到旁路路径10。从而，数字转换器将接收通过旁路路径10的输入信号。类似地，控制器32可将输入开关20和输出开关22设到频移路径12，并将信号选择器16设到期望的频移信号14。结果，数字转换器将接收由频移路径12进行频移的输入信号。
图2示出了图1所示设备的输入信号的频域内容、该输入信号的频带和重构信号的带宽。频带0大概示出了数字转换器24的输入带宽。由于频带1至频带n超出数字转换器24的带宽，因而该数字转换器一般不能将这些频带内的信号数字化。通过将频带1至频带n频移到数字转换器24的频带内，可以将这些频带内的信号数字化。最终的BW示出了使用相对于数字转换器24的带宽的频带0至频带n形成的重构信号的带宽。
图3示出了时域中数字转换器的输入端的信号的示例。如上所述，这些带不是同时数字化的。在图3中，频带0在时间段T0内数字化，频带1在时间段T1内数字化，频带2在时间段T2内数字化，频带n在时间段Tn内数字化。在将带n数字化后，可以重构具有包括频带0至频带n在内的带宽的输入信号。从而，在不同时间段中，用相同的数字转换器对每个频带进行了数字化。
尽管已对采集设备进行说明，但这样的采集设备仍可以是测试和测量仪器的一部分。这样的测试和测量仪器可包括示波器平台。该采集设备可以是示波器本身的一部分，或是和该示波器一起使用的探针头或插件模块的一部分。另外，上述采集设备也可以是数字转换器平台的一部分，该平台的主要目标是将模拟波形转换成以二进制样本形式存储在存储器内的数字波形。
这样的测试和测量仪器的实例可包括用于从至少一个移位频率选择选定的移位频率的装置、用于将输入信号频移该选定的移位频率的装置、用于选择该输入信号或经过频移的信号的装置、用于将选定的信号数字化的装置、用于存储每个输入信号和每个频移了移位频率的信号的数字版本的装置和用于将这些存储的信号组合成重构信号的装置。
用于从至少一个移位频率选择选定的移位频率的装置可包括如上所述的信号选择器16。然而，其他用于选择该选定的移位频率的装置也是可能的。例如，这样的装置可包括信号发生器。信号发生器可以产生多个频率。从而，对于所有移位频率，可以仅存在一台发生器。为选择特定的移位频率，可以给该信号发生器编制所期望的移位频率。当需要不同的移位频率时，可以给该信号发生器编制新的移位频率。
用于将输入信号频移上述选定的移位频率的装置可包括用于进行上述的频移的装置48。尽管以上仅说明了一个频移路径12，但该用于频移输入信号的装置可包括多个频移路径12。每个频移路径12可频移输入信号的多个频带。旁路路径10与多个频移路径12的组合允许对输入信号的期望的频带进行数字化。如果作为频移路径12的一部分的频移器18仅能覆盖输入信号的一部分频带，则多个频移路径12相当有用。例如，如果将混频器用作频移器18，该混频器仅具有覆盖5至15GHz的带宽。如果输入信号具有超过15GHz的频带，则需要额外的混频器来覆盖上述较高的频率范围。该额外的混频器可覆盖15至25GHz的频率，并可以是第二频移路径的一部分。
用于选择输入信号或经过频移的信号的装置可包括如上所述的输入开关20和输出开关22。然而，这样的装置可仅包括输出开关22。例如，如果输入信号在旁路路径10和频移路径12之间发生拆分，则可能仅需要输出开关22。在输入信号进行频移的同时，旁路路径10可让上述输入信号通过。可以用输出开关22选择这些信号之一。
用于将选定的信号数字化的装置可包括如上所述的数字转换器24。此外，可以将放大器、滤波器、衰减器、输入限制器等等与数字转换器24一起使用。
用于存储每个输入信号和每个频移了移位频率的信号的数字版本的装置可包括如上所述的存储器26。此外，这样的装置可包括单个存储器，且每个数字化信号存储在该存储器中的特定位置。并且，用于存储的装置可以是存储连续采样的数字转换器的输出的先进先出(FIFO)存储器。该FIFO存储器可能不具有用于在特定的时间段内获取的数字化信号的固定存储器位置。相反地，上述用于选择的装置选择即将数字化的信号的时刻可确定信号在存储器中的位置。
可以将用于把存储的信号组合成重构信号的装置与内插器36、数字频移器28和组合器30一起使用。此外，可以由均衡滤波器38和带阻开关42对该用于组合的装置进行补充。尽管图中示出该用于组合的装置组合来自图1中各个独立的存储器的信号，但是该用于组合的装置也可以与上述用于存储的装置一起使用。例如，取决于数字化信号在存储器内的存储方式，用于组合的装置可访问单个存储器的各个特定部分。
上述采集设备也可包括用于选择存储信号的子集的装置，在这种情况下，用于组合的装置用来将存储信号的该子集组合成重构信号。用于选择存储信号的子集的装置可包括如上所述的带阻开关42。此外，该用于选择子集的装置可连接到其他设备，且这些设备可影响特定存储信号对上述重构信号的影响。例如，该用于选择子集的装置可将存储信号的值设定为0，以消除其对重构信号的影响。
也可以将频移信号的装置连接到对信号进行滤波的装置。对于每个移位频率，该用于滤波的装置可具有不同的截止频率。在信号的频移过程中，处于输入信号的期望频带外的频率分量可能干扰该频带的频移。通过对信号进行滤波，可以减少带外频率的影响。此外，对于每个移位频率，用于该滤波器的期望的截止频率可能不同。结果，该用于滤波的装置可包括可调滤波器，可以将该滤波器调整到具有与移位频率相关的期望的截止频率。
现在，引用图4-9，将对使用连续频带采集设备数字化信号的方法的实施例进行说明。
图4是流程图，它示出了一种使用连续频带采集设备来将信号数字化的方法实例。在60处，使用数字转换器在未频移时间段内将信号进行数字化。例如，参阅图1，为将信号数字化，将输入开关20和输出开关22设到旁路路径10。然后，数字转换器24将通过旁路路径10的输入信号数字化。可将该数字化信号存储在存储器26中。
在62中，将输入信号频移至少一个移位频率。对于每个使用的移位频率，上述频移发生在一个相关的频移时间段内。用于任意给定的频移的相关频移时间段不同于任何其他频移时间段，也不同于未发生频移的时间段。结果，对在其中将输入信号频移一个给定的移位频率的时间段而言，这些时间段不仅彼此互不相同，也不同于在其中将未经频移的输入信号数字化的那个时间段。
在64中，将每个经过频移的信号数字化。如上所述，每个经过频移的信号是在频移时间段内进行频移的。在那个频移时间段内，将经过频移的信号数字化。例如，参阅图1，在第一频移时间段内，将输入开关20和输出开关22设到频移路径12。信号选择器16选择第一移位频率，且将输入信号频移该频率。然后，在数字转换器24处将上述经过频移的信号数字化。在第二频移时间段内，用另一个移位频率重复进行了上述频移和数字化。结果，通过时分复用，由同一数字转换器对未经频移的输入信号和经过频移的信号进行了数字化处理。为帮助同步未经频移和经过频移的信号，可以响应与输入信号有关的外部触发来将每个信号数字化。
尽管说明了一种将信号数字化的次序，但是，该次序也可以是任何期望的次序。例如，可以将被频移第一频率的信号数字化。然后，将未经频移的信号数字化。最后，将被频移第二频率的信号数字化。可以存在将未经频移和经过频移的信号数字化的任何次序。
根据需要，可以为输入信号的每个频带重复上述频移和数字化操作。另外，即使拥有频移和数字化输入信号的所有频带的能力，也可以仅频移和数字化输入信号的频带的一个子集。例如，考虑具有0-5GHz、5-10GHz、10-15GHz和15-20GHz的频带的输入信号。为得到处于0-20GHz范围内的任何信号的完整表示，可以将0-5GHz的频带不经频移地进行数字化，而将剩余的三个频带进行频移和数字化。从而，将整个0-20GHz的频率范围进行了数字化处理。然而，如果不想要某个频带，如5-10GHz的频带，则可以将0-5GHz的频带不经频移地进行数字化，且仅将10-15GHz和15-20GHz的频带进行频移和数字化。结果，输入信号的处于5-10GHz频带的频率分量将不成为重构信号的一部分。
在70中，组合任何经过数字化的信号。这些经过数字化的信号可包括未经频移的数字化信号和数字化的频移信号，或是这些信号的子集。如上所述，不必将可被数字化的频带进行数字化处理。从而，不必数字化未经频移的频带，也不必将其应用在组合之中。将选定的经过数字化的信号组合成重构信号。由于已得到了处于比数字转换器的带宽更大的带宽内的频率分量，因此，可以准确地得到具有比数字转换器的带宽更大的带宽的输入信号。
图5是图4中所示操作的流程图，它还包括内插经过数字化的信号。在74中，内插了经过数字化的信号。这些经过数字化的信号包括任何未经频移的数字化信号和任何数字化的频移信号。将这些数字化信号内插成更高的公共采样率。一般地，两倍于信号的最高频率分量的采样率足以准确地以数字方式表示该信号。因为这些经过频移的信号被频移至数字转换器的带宽内，因此，数字转换器的采样率足以准确表示上述经过频移的信号。然而，在将上述经过频移的信号频移回它们的初始频率后，该采样率可能低于准确表示这些经过频移的信号所需的采样率。结果，在将信号频移回它们的初始频率之前，将这些经过频移的信号内插成更高的采样率。为方便组合，也可以将未经频移的数字化信号内插成上述公共采样率。该内插提供了足够数目的样本来准确表示输入信号的初始频率分量。例如，如果得到了N个相同频宽的连续频带，则数字化信号的采样率可提高到原来速度的N倍。
图6是图4所示操作的流程图，它还包括对经过频移的信号的频移。在72中，将任何经过频移的信号频移回它们的初始频率。例如，在62中，可以将10-15GHz的频率范围频移至0-5GHz，在64中，将其进行数字化，然后，在72中将其频移回10-15GHz的范围。
可以通过调制数字化信号来执行这样的频移。一种调制方法是将数字化信号乘以作为用于该数字化信号的初始频移信号的相同频率的正弦波。在进行这样的相乘后，可以用滤波器从相乘结果中除去任何不期望的分量。另一种调制方法可包括正弦波的单边带调制。单边带调制导致将输入信号的频率频移该正弦波的频率。
图7是图4所示操作的流程图，它还包括将数字化信号存储在存储器中。在77中，将未经频移的数字化信号存储在存储器中。在76中，将每个数字化的频移信号存储在存储器中。将所有来自信号频带的数字化信号存储在各自的存储器中。结果，当获取最后一个期望的频带时，可以将该频带与在较早的时间段内进行数字化的数字化频带进行组合。尽管此处说明的是为每个数字化信号指定独立的存储器的情形，但是，本领域具有不同技能的人员将懂得，每个存储器可以是同一存储器的一部分，但是它们占据了彼此不同的地址空间。
图8是图4所示操作的流程图，它还包括选择和组合选定的数字化信号。在78中，选择了数字化信号的一个子集。在80中，将该子集组合成重构信号。可以选择数字化信号的任何子集。例如，可以选择四个数字化频带中的三个频带。此外，可以仅选择一个数字化信号。
而且，子集的选择与上述的关于频移和数字化的信号频带的选择不同。如上所述，仅频移和数字化期望保留的频带，而剔除输入信号的其他可能频带。然后，可以将所有这些频带组合在一起。相反，当选择子集时，将多个频带数字化，然后选出这些频带的期望的子集用于组合。在前一个实例中，仅数字化期望保留的频带。在后一个实例中，仅组合所有数字化信号中的期望保留的数字化信号。从而，通过不同的方法可得到类似的结果。
图9是图4所示操作的流程图，它还包括均衡信号的各个路径的频率响应。在82中，可均衡数字化信号的各个路径的频率响应。数字化操作、频移和其他对信号进行的处理可能使信号发生失真。每个数字化信号可能具有不同的失真。为补偿这种效应，可以补偿影响数字化信号的频率响应。例如，频移和数字化可能引入幅值和相位失真，在靠近频带边缘的频率范围中尤其如此。可使用适当的滤波器来补偿这样的失真。
尽管图9中示出均衡82发生在获取数字化信号之后，但是本行业技术人员将懂得，在处理输入信号时，可以在任一点处执行均衡82。例如，在紧接组合数字化信号的流程的之前时刻，可以执行均衡82。此外，考虑诸如频移和由对输入信号进行的放大操作造成的失真等任何非线性效应，可以将输入信号进行预失真处理。而且，82中的均衡可以是在多个点处进行的部分均衡的结果，这些部分均衡与形成期望均衡的整体均衡合拍。
尽管这些额外的流程是在图5-9中彼此独立地示出的，但是，在本领域技术人员确认对特定应用有效时，也可以将这些流程在各种子组合中进行组合。
尽管在本公开中已分别说明了数字部件和操作数字信号的方法，但是，本领域技术人员将懂得，在诸如数字信号处理(DSP)集成电路等应用中，可以分别实施这些部件和方法，也可以一起实施这些部件和方法。
尽管已对特定的实施例进行了说明，但是，仍应懂得，本发明不限于这些实施例。在不背离如以下的权利要求所述的本发明的范围的情况下，可以进行各种变更和修改。
权利要求
1.一种用于测试和测量仪器的采集设备，包括用于接收输入信号的输入端；用于将选定信号数字化的数字转换器；用于有选择地将所述输入端连接到所述数字转换器的旁路路径；用于频移所述输入信号和有选择地将所述经过频移的输入信号连接到所述数字转换器的频移路径，该频移路径包括用于进行频移的装置；用于将所述输入信号切换到所述旁路路径和频移路径之一的输入开关；用于通过有选择地将所述频移路径和所述旁路路径之一的输出连接到所述数字转换器来将选定信号提供给所述数字转换器的输出开关。
2.权利要求1中的设备，其中，所述用于频移的装置还包括至少一个频移信号；用于选择所述至少一个频移信号之一的信号选择器；和用于响应所述选择的频移信号频移所述信号的频移器。
3.权利要求2中的设备，其中所述频移器还包括混频器。
4.权利要求2中的设备，其中所述频移路径还包括具有多个可选的截止频率的滤波器。
5.权利要求1中的设备，还包括多个存储器，用于对每个选定频移信号来存储来自所述频移路径和所述旁路路径的数字化信号；至少一个数字频移器，用于频移来自相关的存储器中的频移路径的相关信号；组合器，用于组合所述至少一个数字化的频移信号和来自所述旁路路径的信号。
6.权利要求5中的设备，还包括多个内插器，且每个内插器配置成将所述存储器中的信号内插成公共的采样率。
7.权利要求5中的设备，还包括均衡滤波器，对每个频移信号，均衡来自所述输入开关的输入端并通过所述频移路径到达该均衡滤波器的输入端的频率响应。
8.权利要求5中的设备，还包括均衡滤波器，均衡来自所述输入开关的输入端并通过所述旁路路径并到达该均衡滤波器的输入端的频率响应。
9.权利要求5中的设备，还包括多个带阻开关，每个带阻开关可用于将相关的存储器从通向所述组合器的路径上断开。
10.权利要求1中的设备，还包括控制器，该控制器控制所述输入开关和所述输出开关来选择期望的路径，以及控制所述信号选择器来选择频移信号。
11.权利要求10中的设备，还包括多个存储器，对于每个选定的频移信号，存储来自所述频移路径的数字化信号，和存储来自所述旁路路径的数字化信号，其中，所述控制器进一步配置成控制每个所述存储器中所述数字化信号的存储。
12.一种为测试和测量仪器将输入信号数字化的方法，包括使用数字转换器在未发生频移的时间段内数字化所述信号；将所述信号频移至少一个移位频率，对于每个移位频率，所述频移发生在相关的频移时间段内，该相关的频移时间段不同于任何其他频移时间段以及未频移的时间段；在所述相关的频移时间段内将每个频移的信号数字化；和将所述数字化信号和每个数字化的频移信号组合成重构信号。
13.权利要求12中的方法，还包括频移每个数字化的频移信号。
14.权利要求12中的方法，还包括将所述数字化信号和每个数字化的频移信号内插成公共的采样率。
15.权利要求12中的方法，还包括将每个数字化信号和每个数字化的频移信号存储在相关的存储器中。
16.权利要求12中的方法，还包括选择所述数字化信号和每个数字化的频移信号的子集；和将所述信号的子集组合成重构信号。
17.权利要求12中的方法，还包括，对每个数字化信号和每个数字化的频移信号，将该信号的路径的相关频率响应均衡到组合点。
18.一种测试和测量仪器，包括用于从至少一个移位频率中选择选定的移位频率的装置；用于将输入信号移位所述选定的移位频率的装置；用于选择所述输入信号或所述频移信号的装置；用于将所述选定的信号数字化的装置；用于存储每个输入信号和频移了每个移位频率的信号的数字版本的装置；和用于将所述存储的信号组合成重构信号的装置。
19.权利要求18中的设备，还包括用于频移与移位频率相关的任何存储信号的装置。
20.权利要求18中的设备，还包括用于选择所述存储的信号的子集的装置；用于将所述存储信号的子集的组合成所述重构信号的装置。
21.权利要求18中的设备，还包括用于过滤所述信号的装置，对于每个移位频率，该用于过滤的装置具有不同的截止频率。
全文摘要
一种用于测试和测量仪器的采集设备，包括接收输入信号的输入端、将选定的信号数字化的数字转换器、有选择地将上述输入连接到上述数字转换器的旁路路径、将上述输入信号频移和有选择地将经过频移的输入信号连接到上述数字转换器的频移路径，该频移路径包括用于频移的装置、将输入信号切换到上述旁路路径和频移路径之一的输入开关，和通过有选择地将上述频移路径与旁路路径之一的输出连接到上述数字转换器而将选定的信号提供给上述数字转换器的输出开关。
文档编号G01R13/02GK1873717SQ20061007999
公开日2006年12月6日 申请日期2006年4月29日 优先权日2005年4月29日
发明者J·J·皮克尔德 申请人:特克特朗尼克公司