测试与测量仪器中罕见异常的触发的制作方法

测试与测量仪器中罕见异常的触发的制作方法
【专利摘要】公开了一种测试与测量仪器与检测测试与测量仪器中的异常的方法。测试与测量仪器包括配置成接收信号的输入端子。采集引擎耦联至输入端子，采集引擎配置成基于初始触发器设定将信号数字化，并将数字化的信号作为信号历史存储在采集存储器中。异常检测器耦联至采集存储器，异常检测器配置成检测信号历史中的异常。分析引擎耦联至异常检测器，分析引擎配置成分析在信号历史中检测到的异常，并产生用于检测异常的修改的触发器设定。触发器线路耦联至分析引擎，触发器线路配置成基于修改的触发器设定触发。
【专利说明】测试与测量仪器中罕见异常的触发
【技术领域】
[0001]本发明涉及测试与测量仪器的领域，尤其地涉及罕见异常触发技术。
【背景技术】
[0002]现代数字示波器通常提供产生给定输入信号的波形的能力。这样的测试与测量仪器配备有可配置成捕获所期望的事件的触发硬件和软件。“罕见异常”触发强调仪器检测少有的电气小故障的能力。许多低量程和中量程仪器由于在采集后处理期间的“死时间”，所以可能错过这些异常。因此，存在提供改善的触发技术的需求，该改善的触发技术能改善这样的测试与测量仪器的罕见异常触发能力。

【发明内容】

[0003]公开了一种测试与测量仪器和检测测试与测量仪器中的异常的方法。测试与测量仪器包括配置成接收信号的输入端子。采集引擎耦联至输入端子，采集弓I擎配置成基于初始触发器设定将信号数字化并将数字化的信号作为信号历史存储在采集存储器中。异常检测器耦联至采集存储器，异常检测器配置成检测信号历史中的异常。分析引擎耦联至异常检测器，分析引擎配置成分析在信号历史中检测到的异常，并产生用于检测异常的修改的触发器设定。触发器线路耦联至分析引擎，触发器线路配置成基于修改的触发器设定触发。
[0004]异常检测器可配置成基于遮罩事件、分段式存储器和采集直方图中的至少一个检测异常。采集引擎可配置成获取预定数量的采集作为信号历史。分析引擎可配置成基于信号历史产生遮罩。分析引擎可配置成接收指定异常的位置的用户输入。异常检测器可配置有用于检测异常的至少一个阈值标准。分析引擎可配置成从多种异常检测技术中自动地选择至少一种异常检测技术。分析引擎可配置成基于分数从多种异常检测技术中自动地选择一种异常检测技术。初始触发器设定可配置成独立于异常获取信号的历史。
[0005]一种检测测试与测量仪器中的异常的方法包括:接收信号；以及然后基于初始触发器设定将信号数字化并将数字化的信号作为信号历史存储在采集存储器中。在信号历史中检测异常。分析信号历史中检测到的异常，并产生修改的触发器设定。修改的触发器设定配置成检测异常。触发器线路配置成基于修改的触发器设定触发。
[0006]可基于遮罩事件、分段式存储器和采集直方图中的至少一个检测异常。可获取预定数量的采集作为信号历史。可基于信号历史产生遮罩。可接收指定异常的位置的用户输入。可基于至少一个阈值标准检测异常。
[0007]可从多种异常检测技术自动地选择至少一种异常检测技术。可基于分数从多种异常检测技术选择一种异常检测技术。初始触发器设定可配置成独立于异常获取信号的历史。可接收第二信号，并且测试与测量仪器可基于修改的触发器设定触发。
【专利附图】

【附图说明】
[0008]图1是具有分成多个显示区的显示器的混合域示波器的示意图； 图2是配置成用于改善的罕见异常触发的采集系统的方框图；
图3a是示出将要经受遮罩测试的测试信号的显示器的简图；
图3b是示出围绕测试信号的遮罩的显示器的简图；
图3c是示出当检测到异常时的具有遮罩事件或违反的采集的显示器的简图；
图3d是示出在遮罩事件之后的显示的显示器的简图；以及 图4是示出智能触发器分析的流程图。
【具体实施方式】
[0009]在此公开了改善的罕见异常触发技术(智能触发)。这样的技术可以硬件和/或软件实现，并为诸如示波器的测试与测量仪器提供改善的操作模式。智能触发模式通常可实现如下:示波器A)获取多个(η个)采集；Β)建立有效的“信号历史”;C)在搜索不匹配信号历史的任何信号(例如罕见异常)的同时继续获取；以及D) —旦检测到信号历史违反，就修改触发器设定，以便仅对了解的异常触发。触发器设定可包括诸如欠幅脉冲(runt)、电平、脉冲宽度和序列之类的触发器类型以及诸如电平阈值、上升或下降沿、前沿/后沿/负/正脉冲等的参数。如在此所描述地，智能触发器结果基本上消除了处理已知的信号数据所消耗的采集后死时间，并改为将该否则失去的时间用于搜索有价值的信号异常数据。这允许示波器用户了解异常多久出现一次，并相应地分析被测装置。
[0010]检测异常可通过用户可能得到的各种技术操作，例如，遮罩测试和波形直方图以及主处理。公开的技术包括智能地确定哪种触发器检测方法对示出稀有事件最好的能力。例如，触发器设置可使用用户可能得到的任何触发器类型，诸如欠幅脉冲、电平、脉冲宽度、序列或对异常触发的其他触发器类型。通过利用智能触发以仅获取所期望的异常来消除死时间。
[0011]智能触发可自动地、半自动地和手动地操作。如果与遮罩失效结合使用，则自动模式可用于在无用户干预的情况下检测采集的序列(η个采集)中的异常并布置触发器设定。当处于半自动模式时，可根据用户限定的信号阈值设定分析采集的序列(η个采集)。与遮罩容限测试类似，触发器设定可设定成当某一阈值标准适用时仅将违反分类为异常。
[0012]对于明确的用户干预，手动模式可用于允许用户指定采集的数量(η个)。用户可手动地检查例如存储在分段式存储器中的该采集历史，以便为智能触发标明用户选择的异常，从而处理必要的触发器设定。
[0013]图1是具有分成多个显示区或网格14、16的显示器12的测试与测量仪器(示波器)10的示意图。网格或显示区域14、16配置成图形地显示至少一个波形24、26及其他图形标记34、36，例如轴线、图形信息和文本。示波器10还具有配置成用于用户输入的多个用户控制18和配置成接收测试信号等的多个电气输入20。在该示例中，用户控制18包括配置成改变缩放因子和平移位置(缩放框位置)的缩放输入17 (内旋钮)和平移输入19 (外旋钮)。
[0014]在该示例中，示波器10实现为具有采集系统21的独立单元，该采集系统21包括具有相关存储器23的处理器22，该存储器23配置成用于程序信息和数据的存储。应理解的是，处理器22可耦联至附加的线路，例如，I/O、图形生成硬件等。处理器22配置成经由用户控制18接收输入的至少一部分。模拟数字(A/D)转换器25配置成将在电气输入20上接收的信号数字化。触发器检测器(触发器系统)27提供定时信号，用于如以下所讨论地控制采集过程。在美国专利N0.7，191,079中公开了各种触发模式，该美国专利在此全文并入。
[0015]处理器22还配置成产生在网格14、16中显示的信息的至少一部分。应理解的是，示波器可利用各种硬件和软件实现，包括利用计算装置实现的实施例，例如桌上型电脑、便携式电脑、图形输入板、智能手机或其他计算装置，并且这些系统中的一些可提供或需要显示装置，或可不提供或需要显示装置。数字化器是没有显示器或网格的系统的示例。
[0016]图2是配置成用于改善的罕见异常触发的采集系统40的方框图。采集系统40包括配置成获取测试信号并形成信号历史的采集与信号历史线路42、配置成使用一种或多种检测方法以找到异常的检测线路44、配置成例如经由主处理器分析检测到的异常的分析引擎46以及可配置成基于检测到的异常触发的触发器线路48。
[0017]采集系统40包括配置成接收测试信号50的电气输入52。电气输入52耦联至配置成例如利用模拟数字(A/D)转换器将测试信号50数字化的采集引擎54。初始触发器设定(方框55)配置成获取例如边缘触发器的信号历史，并获取信号的(η个)采集。也就是说，初始触发器设定配置成独立于异常而非对特定异常的触发器获取信号历史。采集引擎54耦联至配置成存储数字化测试信号的信号历史的采集存储器56。采集存储器56经由多路复用器58耦联至一个或多个异常检测器60、62、64。异常检测器耦联至或门66，该或门66具有耦联至采集系统40的分析部分46的输出68。应理解的是，多路复用器58和或门66的功能性可由其他电路构造提供。这样的线路可提供允许一个或多个异常检测器存取信号历史并产生用于随后的分析和触发器设定生成的输出的能力。
[0018]在图2中，遮罩异常检测器60配置成监测遮罩边界，并检测信号历史何时违反遮罩边界。图3a是示出测试信号150的显示器112的简图。测试信号150可用于在多个采集(η个)之后形成信号历史。图3b是示出围绕测试信号150的遮罩160的显示器112的简图。遮罩在指定数量的采集(η个)完成之后形成。图3c是示出当检测到异常151时的具有遮罩事件或违反的采集的显示器112的简图。图3d是示出在遮罩事件之后的显示的显示器112的简图。
[0019]分段式存储器62同样可用于检测异常。分段式存储器通常允许用户视觉地检查信号历史和手选作为已知好的波形或已知坏的波形的给定波形。已知好的波形可被智能触发器分析忽视，或者已知坏的波形可用作智能触发器分析的直接输入。采集直方图64同样可用于检测异常。采集直方图允许波形形状的抽象化，使得任何波形的剧烈变化都被可靠地监测到。对于给定波形，将产生特定和相对稳定的直方图。当获得异常时，直方图偏离所期望的直方图，表明已经出现异常。应理解的是，在不偏离本公开的范围的情况下可使用其他的异常检测技术。
[0020]继续图2，检测线路44的输出68耦联至分析线路46。分析线路46包括配置有触发器软件72和智能触发器分析软件74的主处理器70。通常，主处理器经由触发器软件72可访问采集存储器56并分析异常。
[0021]智能触发器分析软件74可根据以上所述手动地、半自动地或自动地操作。在手动模式下，用户可指定采集的数量(η个)。用户可手动地检查存储在采集存储器56中的该采集历史，并且为智能触发标明用户选择的异常，从而处理必要的触发器设定。[0022]在半自动模式下，可根据用户定义的信号设定分析采集的序列(η个采集)。与遮罩容限测试类似，触发器设定可设定成当某一阈值标准适用时仅将违反分类为异常。这样的设定可存储在主处理器可访问的存储器中。例如，参见图1中的存储器23。
[0023]如果与遮罩失效结合使用，则全自动模式可用于在无用户干预的情况下检测异常并布置触发器设定。图4是示出智能触发分析的流程图。应理解的是，在此包含的任何流程图仅是说明性的，并且其他的程序入口和出口点、超时功能、错误检查例程等(未示出)通常在典型的系统软件中实现。还应理解的是，系统软件可在启动之后连续运行。因此，任何开始和结束点用于指示部分代码的逻辑开始和结束点，该部分代码能与其它部分代码结合并根据需要执行。方框中的任何方框的执行顺序还可在不偏离本公开的范围的情况下改变。这些方面的实现是显而易见的并且本领域的技术人员基于在此的公开能很好地掌握这些方面的实现。
[0024]如由方框202所示，智能触发器分析通常从配置测试与测量仪器以对测试信号触发开始，从而获取多个采集(η个)。例如，边沿触发器可用于如由方框204所示获取多个采集(η个)，并将采集作为信号历史存储在存储器中。一旦信号历史完成，智能触发器分析软件74就用于检查信号历史，以便如由方框206所示地检测异常。智能触发器软件74可自动地、半自动地和手动地(如以上所讨论地)操作，以识别用于对异常触发的一组修改的触发器设定。如由方框210所示地修改触发器设定。例如存储在方框55中的修改的触发器设定用于将触发器线路配置成仅对异常触发。测试与测量仪器此时配置成获取信号并直接对异常触发。
[0025]回到图2，智能触发器分析软件74可配置成在各种异常检测方法60、62、64之间选择最好的方法。例如，异常检测方法中的每种异常检测方法可产生分数，并且智能触发器分析软件74可选择最高得分的异常检测方法，以产生主输出76。在这样的构造中，可用合适的单元替换或门66，使得可将来自多种异常检测方法的结果传送至主处理器70。在替代方案中，智能触发器分析软件74可例如利用平均、加权平均等将来自各种异常检测方法60、62,64的结果结合。主输出76代表触发器，例如硬件和/或软件、来自智能触发器分析的结果O
[0026]主输出76经由多路复用器78耦联至触发器线路48。一种或多种触发模式80可基于由主输出76提供的定时信息用于触发。在该示例中，示出了脉冲、欠幅脉冲、延迟、边沿和上升/下降82-90触发模式。应理解的是，在不偏离本公开的范围的情况下可使用其他的触发模式。触发器输出耦联至触发器输出多路复用器92，并可用于触发测试与测量仪器。线94就通常说明智能触发器设置的最终结果，例如一旦利用智能触发器分析软件74确定了修改的触发器设定并将其存储在如由方框55所示的合适的存储器中。
[0027]应理解的是，基于在此的公开可能有许多变体。尽管以上以特定的组合描述了特征和单元，但各特征或单元可在没有其他特征和单元的情况下单独使用，或者在有或没有其他特征和单元的情况下以各种组合方式使用。在此公开的设备或方法可在结合于用于由通用计算机或处理器执行的计算机可读(非易失性)存储介质中的计算机程序、软件或固件中实现。计算机可读存储介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、寄存器、高速缓冲存储器、半导体存储装置、诸如内置硬盘和移动盘的磁性介质、磁光介质和诸如⑶-ROM盘和数字多用途盘(DVD)的光学介质。[0028]举例来说，合适的处理器包括通用处理器、专用处理器、传统处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核相关的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、任何其他类型的集成电路(IC)和/或状态机。
【权利要求】
1.一种测试与测量仪器，包括: 输入端子，其配置成接收信号； 采集引擎，其耦联至所述输入端子，所述采集引擎配置成基于初始触发器设定将所述信号数字化并将所述数字化的信号作为信号历史存储在采集存储器中； 异常检测器，其耦联至所述采集存储器，所述异常检测器配置成检测所述信号历史中的异常； 分析引擎，其耦联至所述异常检测器，所述分析引擎配置成分析在所述信号历史中检测到的异常，并产生用于检测所述异常的修改的触发器设定；以及 触发器线路，其耦联至所述分析引擎，所述触发器线路配置成基于所述修改的触发器设定触发。
2.根据权利要求1所述的测试与测量，其中，所述异常检测器配置成基于遮罩事件、分段式存储器和采集直方图中的至少一个检测所述异常。
3.根据权利要求1所述的测试与测量，其中，所述采集引擎配置成获取预定数量的采集作为信号历史。
4.根据权利要求1所述的测试与测量，其中，所述分析引擎配置成基于所述信号历史产生遮罩。
5.根据权利要求1所述的测试与测量，其中，所述分析引擎配置成接收指定所述异常的位置的用户输入。
6.根据权利要求1所述的测试与测量，其中，所述异常检测器可配置有用于检测所述异常的至少一个阈值标准。
7.根据权利要求1所述的测试与测量，其中，所述分析引擎配置成从多种异常检测技术自动地选择至少一种异常检测技术。
8.根据权利要求1所述的测试与测量，其中，所述分析引擎配置成基于分数从多种异常检测技术自动地选择一种异常检测技术。
9.根据权利要求1所述的测试与测量，其中，所述初始触发器设定配置成独立于所述异常信号获取所述信号的历史。
10.一种检测测试与测量仪器中的异常的方法，所述方法包括: 接收信号； 基于初始触发器设定将所述信号数字化并将所述数字化的信号作为信号历史存储在米集存储器中； 检测所述信号历史中的异常； 分析所述信号历史中检测到的所述异常，并产生配置成检测所述异常的修改的触发器设定；以及 将触发器线路配置成基于所述修改的触发器设定触发。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括基于遮罩事件、分段式存储器和采集直方图中的至少一个检测所述异常。
12.根据权利要求10所述的方法，还包括获取预定数量的采集作为信号历史。
13.根据权利要求10所述的方法，还包括基于所述信号历史产生遮罩。
14.根据权利要求10所述的方法，还包括接收指定所述异常的位置的用户输入。
15.根据权利要求10所述的方法，还包括基于至少一个阈值标准检测所述异常。
16.根据权利要求10所述的方法，还包括从多种异常检测技术自动地选择至少一种异常检测技术。
17.根据权利要求10所述的方法，还包括基于分数从多种异常检测技术自动地选择一种异常检测技术。
18.根据权利要求10所述的方法，其中，所述初始触发器设定配置成独立于所述异常信号获取所述信号的历史。
19.根据权利 要求10所述的方法，还包括接收第二信号和基于所述修改的触发器设定触发。
【文档编号】G01R13/00GK103713170SQ201310463510
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年10月8日 优先权日:2012年10月1日
【发明者】T.B.尼尔斯, C.H.纳尔逊, J.D.艾利 申请人:特克特朗尼克公司