专利名称：具有时标变焦特性的电信时标测试能力的测试和测量仪器的制作方法
本专利申请在这里主张Peter J．Letts和Steven C．Herring在1999年9月24日提交的、题目为“Telecommunications MaskTesting(电信时标测试)”的美国临时专利申请序列号NO．60／155，977的优先权。
本专利申请涉及在2000年6月22日提交的、转让给与本专利申请相同的受让人的、以及也主张以上标明的美国临时专利申请的优先权的、题目为“A Test and Measurement Instrument HavingTelecommunications Mask Testing Capability with an Autofit toMask Feature(具有自动适应时标特性的电信时标测试能力的测试和测量仪器)”(Letts)的美国专利申请序列号NO．09／602，575，承担代理卷号7011-US1，以及涉及在2000年7月19日提交的提交的、转让给与本专利申请相同的受让人的、以及也主张以上标明的美国临时专利申请的优先权的、题目为“A Test and Measurement InstrumentHaving Multi-Channel Telecommunications Mask Testing(具有多通道电信时标测试的测试和测量仪器)”(Letts和Herring)的美国专利申请序列号NO．__，承担代理卷号7011-US3。
本发明总地涉及测试和测量仪器，更具体地，涉及利用电信时标特性的那些测试和测量仪器。
在电信工业中，进行测试来确定特定的信号是否与由国家和国际通信标准实体(例如，ITU-T和ANSI)建立的参量一致是很平常的。执行这样的一致性测试的主要方法是把由示波器得出的波形的脉冲形状与一个波形“时标”进行比较。该时标规定了具有最小和最大幅度值的路径、预定的比特速率、和在信号边缘上的规定的最小斜率(即，最小带宽)。如果待测试的信号处在路径范围内，则信号通过测试。这类测试被称为电信时标测试。
示波器特性中最近的改进是“自动设置时标”功能。“自动设置时标”功能在示波器上自动地建立水平、垂直、和触发设置，以提供预期的信号，以及覆盖示波器显示器上的时标。在“自动设置时标”功能运行后的程序是通过调整输入A／D变换器的设置而设置水平和垂直尺度为标称值，得出一个波形，和通过调整输入A／D变换器的设置而调整波形的尺度和位置，以及显示该时标。
在“自动设置时标”功能建立得出的波形和显示该时标后，电信时标测试软件通过被测试的波形来检验是否闯入到时标区域(即，扰乱或时标碰撞)，它表示波形不遵守可应用的电信标准。
对于许多电信应用，可能希望在显示器上“变焦”靠近其中出现扰乱的区域(即，放大该区域)，以使得用户能进行更接近的检查。不幸地，现有的电信时标测试装置由于以下说明的原因而不存在这种能力。
所需要的是一种解决办法，允许时标和待测试的波形“被锁定在一起”，以便水平和垂直重新放置，和“被变焦”(即，放大)，以便更接近地审视。
电信时标测试变焦功能把时标象素引入到光栅存储器。这样，时标被当作为波形来处理。当象素由光栅形成器被组合到光栅存储器时，基本上实时地进行时标象素与波形象素的比较，以检测在波形象素与时标象素之间的冲突(即，时标扰乱)。时标是在控制器的控制下可由光栅形成器缩放和重新放置的，因为它被当作为波形被处理。时标是可锁定到波形上的，因为二者都是在控制器的控制下由光栅形成器以象素形式被存储在光栅存储器的。
图1是适合于本发明使用的示波器的简化示意图。
图2是由图1的装置采用的存储器的平板的简化代表图。
图3显示了按照本发明的一个实施例的电信时标和波形的屏幕显示。
图4是显示图3的电信时标的一部分的放大形状的图。
图1以简化的方框图形式显示了在实施本发明时使用的数字示波器100。这样的示波器可以是，例如，由Tektronix公司，Beaverton，Oregon制造的TDS-3000数字荧光粉示波器(DPO)。
输入信号被加到包括A／D(模拟-数字)变换器111的获取电路110。获取电路110几乎连续地以高速度采样加上的输入信号，以及把样本存储在获取存储器120。
在运行时，数字示波器100通过周期地采样在探针(为简明起见，未示出)接触到待观察的电路的某个节点时的一点处存在的电压，而获取有关输入信号的状态(即，波形)的信息。示波器探针和示波器100的前端被设计成精确地复制信号，或信号的某个预定的分数或倍数，并把它送到A／D变换器111。A／D变换器111的输出是一系列被存储在获取存储器120中的多比特数字字。接连地获取的样本以顺序地相关的地址被存储在获取存储器中，由此涉及到时间尺度。在这些地址的数据实际上由光栅形成器140变换回时间尺度，以及被存储在光栅存储器150上。显示硬件，诸如强度或彩色绘图仪180，读出光栅存储器150的内容，并把数据加到光栅扫描显示器190。上述的时间尺度代表沿示波器的光栅显示器190的x轴的水平距离。
对于背景信息来说，光栅包含水平行和垂直列。每个行可由沿垂直轴(y轴)的位置数目识别，而每个列可由沿水平轴(x轴)的位置数目识别。典型地，在数字示波器中，从获取存储器存储单元的数据内容得出的电压幅度来确定所显示的象素的垂直位置(行数)，而从获取存储器的地址得出的时间值来确定水平位置(列数)。扩展获取存储器的内容含量和地址，以产生二维光栅存储器的含量的处理过程被称为“形成光栅”。
光栅形成器140通过读出获取存储器120的内容含量、读出光栅存储器150的相关存储单元的内容含量、组合这二者，以及把结果的数值存储(即，组合)回光栅存储器150而形成复合的多比特灰度波形。几乎在同时，多功能光栅衰变单元170读出光栅存储器150的内容含量和以预定的速率减去数据，以及存储衰变的数值回光栅存储器150，供以后显示用。所有上述的功能在控制器130的控制下运行，该控制器可以是，例如，PowerPC G3微处理器，专用ASIC，或另外，控制器130可用多个处理器来实施。显示了与控制器130相联系的四种用户控制。这些控制是水平位置控制131，垂直位置控制132，幅度(增益)控制133，和水平时基控制134。
光栅存储器150在图2上被更详细地显示为光栅存储器250。光栅存储器250包括三组存储器平板，灰度(GS)平板252，矢量平板254，和UI(用户接口)平板256。本领域技术人员将会看到，虽然很容易根据存储器“平板”想到这种结构，但它们实际上只是快速SRAM显示存储器的相邻的块。
波形数据被写入到GS平板252，它是以512×402矩阵排列的205，824存储器存储单元的阵列，每个存储单元是9比特长。9个比特规定强度，颜色，以及象素是时标象素还是波形象素。
矢量平板254被用来显示从数学运算(例如，来自通道1和通道2的信号的和值)得出的波形，或用于显示先前存储的参考波形。矢量平板254是以512×402矩阵排列的205，824存储器存储单元的阵列，每个存储单元是2比特长。顺便指出，2个比特将规定对于给定象素的三个级别的亮度和“关断”状态。
UI平板256用来存储与文本字符有关的象素数据，它包括整个640×480的屏幕面积。这样，UI平板256是以640×480矩阵排列的307，200存储器存储单元的阵列，每个存储单元是4比特长。4个比特规定对于给定象素的颜色和亮度级别。
三组平板252、254、和256的输出信号被读出，以及被组合，以便在显示读出硬件单元280中典型地以60Hz速率显示。
图3显示了在示波器的显示屏幕上显示的典型的电信时标的两个部分310、320。图1的控制器130把电信时标放入显示存储器。它被画成为由一系列存储的X-Y点规定的一系列的多边形(例如，四边形)。电信时标可被放入两个存储器组的任一个组，取决于它的最后目的。如果目只是观看电信时标，或在屏幕上移动它，则把它放入矢量平板254。然而，如果目的是正如在共同待决的、题目为“A Test andMeasurement Instrument Having Telecommunications MaskTesting Capability with an Autofit to Mask Feature(具有自动适应时标特性的电信时标测试能力的测试和测量仪器)”(Letts)的美国专利申请序列号NO．09／602，575(在此引用，以供参考)中那样把它与波形数据进行比较，则把电信时标放入GS平板252。这是因为光栅形成器必须接入波形数据和电信时标，以便于检测在这二者之间的扰乱(即，作出冲突判决)，正如象素被放入光栅存储器250的GS平板252。
参照图3，数字示波器等的显示屏幕300，其上显示了具有上部310和下部320的电信时标。上部310和下部320的每个部分包括由多边形(例如，四边形)组成的各个段。
假定，“自动设置时标”特性把电信时标310，320放置在显示屏幕上(被写入到光栅存储器150)，以及获取和调整波形330到标称值。一部分的“自动设置时标”功能(以上涉及的)则进行控制和阻止在时标区域中任何象素数据的衰变(这样，时标不必被连续地重新画出)。应当指出，在显示屏幕300的下部的菜单中，已经选择了菜单任选项AUTOFIT OFF(自动适应关闭)。如果接通全部自动适应功能，则波形以相对于时标的一系列新的位置重复地被重新画出，直至它最后不产生时标扰乱为止。
回想起在新的数据被写入到光栅存储器250以前，现有的数据从光栅存储器250的GS平板252的相关存储单元被读出。现有的数据与新的数据组合，以便实施灰度(灰色标度)特性的增量部分(灰度特性的减量部分由多功能光栅衰变单元170完成)。组合的数据然后被写回到显示器的存储器中。
在图1的装置中，波形象素和时标象素之间的冲突检测是在当现有的光栅存储器时基和波形数据由光栅形成器140被组合的时候被实施的。因此，如果现有的象素数据表示，这个象素是电信时标的一部分，则检测到在波形象素与时标象素之间的冲突(即扰乱)。在这时，波形330被显示为由于偏移误差在点335和337处扰乱电信时标。
在这时，示波器的操作者空选择检验其中出现时标扰乱的区域。为了做到这一点，操作者选择波形锁定(Wfm Lock)任选项，如在图3的下部的菜单所显示的。波形锁定特性的选择使得控制器130造成波形和时标相对于水平位置131和垂直位置132控制的设置的改变和相对于幅度(增益)133和水平时基134控制的设置的改变，而互相跟踪。
通过使用水平和垂直位置控制，操作者可以把时标和波形在屏幕显示上从一个位置移动到另一个位置，而保持它们的相对位置。通过使用幅度和水平时基设置，操作者可以放大(即，“变焦进入”)显示的一部分，而保持被放大的波形部分与电信时标部分的相对位置。
在这方面，图4上显示了时标部分410和420以及波形430的放大的图象。控制器130通过读出水平位置控制131，垂直位置控制132，幅度(垂直增益)控制133，和水平时基控制134的设置，开始把图3的图象变换成图4的图象。然后，控制器130计算波形和时标象素被光栅形成器140写入到的正确的光栅存储器存储单元。在运行时，光栅形成器140包含用来响应于被控制器130写入到控制寄存器中的控制值而执行缩放、强度和位置改变的电路(未示出)。这样，缩放和位置改变可被快速地完成而不影响原始数据。图4上显示了这种缩放运行的结果，其中位置435代表图3的时标扰乱区域335。
这里将会看到，控制器130可以是微处理器，或专用ASIC，或控制器的其它形式，以及这样的安排被认为属于本发明的范围内。
已经描述的是用于重新放置和放大波形与电信时标而保持它们之间的空间关系的非常高速度的方法和装置。
这里也将会看到，以与处理波形相同的方式把时标处理为光栅存储器象素，提供了电信时标的想要的可缩放性。
虽然本发明是相对于数字示波器描述的，但这里将会看到，本发明可被应用于其它的测试和测量设备，例如，逻辑分析仪，或通信网络分析仪等。
虽然如先前存储那样地描述了用于产生时标的X-Y点，但本领域技术人员将会看到，用户可通过测试和测量仪器的数据端口从PC机下载他自己的数据，以便于产生定制的时标。
权利要求
1．具有时标测试能力的测试和测量仪器，包括获取系统，用于获取波形的样本；控制器，用于产生规定时标的时标象素数据；存储器，用于存储所述波形样本和所述时标象素数据，所述时标象素数据包括识别码；光栅形成器，用于从所述存储器的存储单元读出数据，把所述数据与所述波形样本相组合，和把所述组合的结果写入到所述存储单元中；显示电路，被耦合到所述光栅存储器，用于显示所述时标和所述波形；以及多个输入装置，被耦合到所述控制器，所述装置由用户进行调整，以便影响显示器上的波形位置和尺度；所述控制器在所述多个输入装置被调整来改变所述显示的所述位置与所述尺度之一时，使得所述光栅形成器保持在所述波形的显示与所述时标的显示之间的空间关系。
2．权利要求1的测试和测量仪器，其特征在于，所述存储器是光栅存储器；以及所述时标象素和所述波形样本被组合到所述光栅存储器中。
3．权利要求2的测试和测量仪器，其特征在于，其中产生时标象素的所述控制器是微处理器。
4．权利要求3的测试和测量仪器，其特征在于，其中产生时标象素的所述控制器是专用ASIC。
5．权利要求1的测试和测量仪器，其特征在于还包括数据端口，用于接收有关所述时标的数据；所述控制器被耦合到所述数据端口和从有关所述时标的数据产生一个时标。
6．权利要求1的测试和测量仪器，其特征在于，所述测试和测量仪器是数字示波器。
7．在具有时标测试能力的测试和测量仪器中，用于改变时标和波形显示的尺度与位置之一的方法，包括以下步骤获取波形的样本；产生规定时标的时标象素数据；把所述波形样本和所述时标象素数据存储到存储器中，所述时标象素数据包括识别码；从所述存储器的所述存储单元读出数据，把所述数据与所述波形样本相组合，和把所述组合的结果写入到所述存储单元中；显示所述时标和所述波形的代表物；读出被耦合到所述控制器的多个输入装置的设置，所述装置由用户进行调整，以便影响显示器上的波形位置和尺度；以及在所述多个输入装置被调整来改变所述显示的所述位置与所述尺度之一时，保持在所述波形的显示与所述时标的显示之间的空间关系。
8．权利要求7的方法，其特征在于，所述存储器是光栅存储器；以及所述时标象素和所述波形样本被组合到所述光栅存储器中。
全文摘要
电信时标测试变焦功能把时标象素引入到光栅存储器。这样,时标被当作为波形来处理。当象素由光栅形成器被组合到光栅存储器时,基本上实时地进行时标象素与波形象素的比较,以检测在波形象素与时标象素之间的冲突(即,时标扰乱)。时标是在控制器的控制下可由光栅形成器缩放和重新放置的,因为它被当作为波形被处理。时标是可锁定到波形上的,因为二者都是在控制器的控制下由光栅形成器以象素形式被存储在光栅存储器的。
文档编号H04M3/00GK1290078SQ00129019
公开日2001年4月4日 申请日期2000年9月25日 优先权日1999年9月24日
发明者P·J·莱茨 申请人:特克特朗尼克公司