使得时间间隔分布测量结果中的数字化赝象最小化的波形时间标定方法技术

一种利用高频脉动后的阈值电平对阈值交叉点进行时间标定的方法。获取输入信号的数字数据采样，并且利用内插为阈值交叉确定时间标志，将时间标记作为时间标志存储。阈值补偿值发生器产生高频脉动阈值的补偿值分布。从时间标志中产生时间间隔值，并且在时间仓中累加时间间隔值的出现的数量。可以产生例如平均的、标准偏差以及最小和最大时间间隔的时间间隔的分布直方图和统计时间间隔分布数据。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请要求1999年9月14日提交的美国临时申请第60／153，978号的权利。本专利技术一般来说涉及对获得的输入信号波形的中的阈值交叉点进行时间标定，其中通过一个或多个标称时间间隔将时间标志分开；并且更具体地涉及一种用于测量交叉点时间标志的高频脉动阈值电平的方法。这种方法能够用于时间间隔分布测量中，使得数字化赝象最小化。示波器是用于测量电或光信号的例如脉冲宽度、周期或类似的时间间隔的传统测量仪器。例如通过将光标置于交叉点上，确定阈值电平并且对穿过阈值电平的信号交叉点进行时间标定。对时间标定位置之间的时间间隔进行计算，并且作为时间间隔测量结果进行显示。数字示波器基本上已经取代了用于测量电信号的传统模拟示波器。数字示波器接收输入模拟信号，并且通过由仪器设定的参数确定的特定采样率对信号进行采样。通过模拟／数字转换器使采样信号量化成离散电平，并且将数字化的信号采样存储在存储器中。确定一个阈值电平，并且通过在位于阈值交叉点上下的信号采样之间进行内插，来确定穿过阈值的信号交叉点的时间标记。将内插得到的时间标记用于计算时间标记之间的时间间隔。计算机和电信行业使用数字示波器产生统计时间间隔分布测量结果，用于检验电信信号满足设定的信号不稳定性标准。获取和存储电信信号的波形记录。设置阈值电平，并且通过利用对位于交叉点上下的一个或多个数据点进行内插，来确定阈值交叉点的时间标记。确定时间标记之间的时间间隔值，并且进行统计时间间隔分布测量。直方图可以由与每个值出现的数量相对的时间间隔值组成，并且就如表示统计时间间隔分布测量结果一样进行显示。使用数字示波器用来计算一个重复的电信号的时间间隔的缺点在于，由于电信号数字化所导致的赝象。由于量化电平是固定的，位于标定阈值上下的采样数据值具有有限数量的组合。结果是，时间标记在采样点之间的有限数量的组合的内插位置上衰减。利用由这些时间标记进行的时间间隔测量将导致时间间隔不一致。具有数字化赝象的时间间隔的分布直方图表现为曲线中的离散尖峰信号。对于用户这可能看起来象是输入电信号中的信号不稳定，但事实上是由于信号的数字化引起的。减少数字化赝象的一种方法是，通过对采样进行高频脉动，来向获得的信号采样添加随机量的噪音。随机数的发生器提供作用于每个信号样本的随机数的噪音。用随机数的噪音补偿信号采样的结果是，将信号的阈值交叉点统计地展开。即使将时间间隔分布相对于数字赝象的分布展开，统计时间间隔分布的测量结果提供时间间隔和信号不稳定性的更精确信息。上述用于减少数字化赝象的方法具有的缺点在于，计算是昂贵和／或慢的。向每个采样都添加随机数的噪音。对于具有高采样率的数字示波器采样系统，这增加了由处理器执行的基本数字处理成本。可以使用单独的处理器或数字信号处理器(DSP)来完成高频脉动操作，但这种辅助物增加了示波器的成本。所需要的是一种已经改善全部处理过程的方法，用于为具有一个或多个标定时间间隔的输入信号的阈值交叉点进行时间标定。该方法应当不需要为示波器增加额外的硬件。该时间标定方法能够用来产生统计时间间隔分布测量结果和具有减少的数字化赝象的直方图显示。因此，本专利技术是一种方法，用于为具有一个或多个标定时间间隔的输入信号进行时间标定，能够用来使得时间间隔分布测量结果中的数字化赝象最小化。时间标定方法随机地对阈值电平进行高频脉动，以改变输入信号的阈值交叉点。时间标定的步骤包括确定用于测量阈值交叉点时间标记的阈值电平的步骤，和获得代表输入信号的阈值交叉前和后的数字数据样本的步骤。通过至少在阈值交叉点的上面内插第一数据和在阈值交叉点的下面内插第一数据，来确定阈值交叉点。将所内插的阈值交叉点的时间标记作为时间标志存储。利用阈值补偿值，来改变输入信号的下一个阈值交叉点的阈值电平，其中该输入信号具有在为确定阈值交叉点而进行内插的交叉点的前后获得的数字数据采样。将这些交叉点的时间标记作为时间标志存储。阈值电平的确定还包括产生分布阈值的步骤。最好是，该分布是高斯分布。内插步骤还包括在位于阈值交叉点上的第一数据采样和位于阈值交叉点下的第一数据采样本之间进行线性内插的步骤。例如通过产生窗口函数sin(x)／x，可以实现利用阈值交叉点上下的多个数据采样的高阶内插器。该时间标定方法包括的其他步骤为产生定义为两个时间标志之间差值的时间间隔值，和累加时间仓中时间间隔值出现的数量。此外，可以在两个不同波形中的时间标志之间，或者在一个波形中的时间标志与一组参考时间之间产生时间间隔值。还包括步骤产生和显示在累加时间仓中时间间隔值出现的数量的分布直方图。此外还包括步骤产生和显示来自平均、标准偏差和最小及最大时间间隔的累加时间仓中时间间隔值的统计分布数据。将时间标定方法与使得对具有一个或多个标定时间间隔的输入信号进行时间间隔分布测量中的数字化赝象最小化的方法结合。先前所描述的时间标定方法使用高频脉动后的阈值电平，来产生输入信号阈值交叉点的时间标志。例如窗口函数sin(x)／x，线性或高阶内插是用于确定阈值交叉点的两个备选步骤。通过产生阈值分布的步骤可以完成阈值的高频脉动。产生时间间隔，并且在时间仓中累加时间间隔值的出现的数量。产生来自平均、标准偏差和最小及最大时间间隔的累加时间仓中时间间隔值的统计分布数据。另外的步骤包括显示时间间隔值的统计分布数据。另外的步骤包括产生和显示时间仓中时间间隔值出现的数量的直方图。参照所附权利要求和附图，可以从下述的详细描述中更清楚地理解本专利技术的目的、优点和具有新颖性的特征。附图说明图1是表示根据本专利技术对输入信号进行时间标定的方法的功能的方框图；图2表示的是在根据本专利技术对输入信号进行时间标定方法中所获得的具有高频脉动阈值电平的波形；图3是表示获得的输入信号中数字化赝象的时间间隔分布直方图；图4是表示在根据本专利技术测量输入波形时间间隔的方法中使用已高频脉动的阈值电平，来抑制数字化赝象的时间间隔分布直方图；图5是数字示波器的示意方框图，该数字示波器用于实现根据本专利技术测量输入波形时间间隔的方法；图6示意性地显示了数字示波器，其表示由根据本专利技术对输入信号进行时间标定方法所产生的时间间隔分布直方图和统计分布数据；图7A是时钟信号波形，表示在根据本专利技术对输入信号进行时间标定方法中已高频脉动的阈值电平；图7B是数据信号波形，表示在根据本专利技术对输入信号进行时间标定方法中已高频脉动的阈值电平；图7C是参考信号波形，表示在根据本专利技术对输入信号进行时间标定方法中的电平。参照图1，所示的是表示本专利技术对输入信号进行时间标定方法的功能的方框图。该功能方框图包括接收输入信号的模拟／数字转换器10(A／D)。阈值时间标志发生器12接收数字数据采样，以及接收来自阈值补偿值发生器13的初始阈值。阈值补偿值发生器13具有接收阈值和由补偿值发生器15产生的补偿值的加法电路14，补偿值发生器15产生补偿值的分布。加法电路14将来自补偿值发生器15的补偿值与阈值电平相加，以产生将在下面详细描述的高频脉动后的阈值电平。利用来自阈值补偿值发生器的阈值电平，阈值时间标志发生器12计算出输入信号的阈值交叉点的时间标志。时间间隔发生器16接收该计算出的时间标志，并且从时间标志中得出时间间隔值。时间间隔累加器18具有时间仓，其可选择的仓宽度总数达到在每个仓间距内衰减本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，用于对具有一个或多个标定时间间隔的输入信号的阈值交叉点进行时间标定，包括步骤： ａ）确定用于测量阈值交叉点时间标记的阈值电平； ｂ）获取代表阈值交叉前后的输入信号的数字数据采样； ｃ）至少在位于阈值交叉点上的第一数据采样和位于阈值交叉点下的第一数据采样之间内插； ｄ）将内插后的阈值交叉点的时间标记作为时间标志存储；和 ｅ）利用阈值补偿值重复步骤（ａ）至（ｄ），同时改变输入信号的阈值交叉点的阈值电平，来得到一系列的阈值交叉点的时间标定。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：BA瓦德，
申请(专利权)人：特克特朗尼克公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]