JP6151900B2

JP6151900B2 - 試験測定装置及び時間インターリーブ・アクイジション実現方法

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Publication number: JP6151900B2
Application number: JP2012196211A
Authority: JP
Inventors: グレゴリー・エイ・マーチン
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 2011-09-06
Filing date: 2012-09-06
Publication date: 2017-06-21
Anticipated expiration: 2032-09-06
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Description

本発明は、試験測定装置及び試験測定装置のための分散型時間インターリーブ・アクイジションを実現する方法に関する。

伝統的に、スペクトラム・アナライザやベクトル・アナライザのような試験測定装置は、最小限のトリガ処理能力を有している。ミックスド・ドメイン・オシロスコープ（ＭＤＯ）は、試験測定装置の新しい製品カテゴリを代表するもので、これは、リアルタイム・スペクトラム・アナライザ（ＲＴＳＡ）製品のスペクトラム信号取込み（アクイジション）、トリガ及び表示能力の多くと、伝統的なオシロスコープ製品の機能とを統合している。ＭＤＯ製品は、伝統的オシロスコープの時間領域機能と、ＲＴＳＡの周波数領域機能をサポートするのに加えて、アクイジション、トリガ処理、表示、分析機能に関して、両領域間の相互相関を可能にしている。ＭＤＯ製品は、テクトロニクス社（米国）からＭＤＯ４０００シリーズ・ミックスド・ドメイン・オシロスコープとして提供されている。

このような新しい形式の製品では、ＲＦ入力信号は、このＲＦ信号からＩ（同相）及びＱ（直交）ベースバンド・コンポーネント情報を生成するために、デジタル的にダウン・コンバートされる。より具体的には、ＲＦ信号は、数値制御発振器（ＮＣＯ）のサイン（sine）及びコサイン（cosine）成分と数値的に乗算され、これによって、復調ベースバンドＩ及びＱコンポーネント情報を生成するが、これは、オリジナルのＲＦ信号中に存在する情報を全て含んでいる。続いて、トリガ・システムは、ＩＱベースバンド・コンポーネント情報に関連する基準に基づいてトリガをかける。

従来のオシロスコープにおいて、時間インターリーブ・アクイジションは、サンプル・レート及び帯域幅を調整可能としつつ、アクイジション・システムを個々のアナログ・デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）やデジタイザ部品の能力を超えて拡張するように、試験測定装置のアクイジション・システムを構築するためのアプローチである。例えば、図１は、オシロスコープで使われている時間インターリーブ・アクイジション・システムの従来の例を示す。トラック・ホールド部１０５のような高帯域幅サンプラは、アクイジション・システムの総合サンプル・レートに基いて、入力信号１３０のサンプルされたものを、サンプリング時間に関して適切なオフセットを設けて、複数のＡＤＣ１１０に分配するのに利用される。

続いて、コンポーネント１１５のようなデジタイザ部は、入ってきたサンプルを処理し、それらをアクイジション・メモリ１２０に記憶させるのに利用される。デジタイザ部１１５は、オシロスコープ装置におけるアクイジション、トリガ処理、表示及び分析のための形成ブロックの形式である。時間インターリーブ・データ・サンプルの更なる処理のために、通常、異なるデジタイザ部間の相互接続がいくつか存在しており、これによって、アクイジション・システムのフル・サンプル・レートにおいて、コヒーレントな（位相の揃った）波形１２５が得られる。

特開２００３−３２９７０９号公報

ミックスド・ドメイン及びＲＦトリガ処理機能をサポートする従来のアプローチは、デジタイザ部が一つのシステムを主にターゲットにしており、これでは、取込み可能なサンプル・レート及び帯域幅が制限される。アクイジション・システムにおけるより広い入力周波数範囲をサポートするため、伝統的には、アナログ領域の入力信号をダウン・コンバートする高価なＲＦ発振回路及びミキサ部が、ＡＤＣ部の前において必要とされてきた。この形式のシステムでも、単一のＡＤＣの帯域幅及びサンプル・レートで制限される。

単一のＡＤＣ部でサポートされる帯域幅及びサンプル・レートを超える広い帯域幅に渡るアクイジションを可能とし、また、システムのその広い帯域幅内においてリアルタイムＲＦトリガ処理を効率的なやり方で可能にするアクイジション技術を保有することが望ましい。また、デジタル・ダウン・コンバージョン（ＤＤＣ）機能及び関連する演算を複数の分散型時間インターリーブ・アクイジション部間に分散し、コヒーレントな波形をリアルタイムに再構成することで、ＲＦトリガ機能をサポートすることが望ましい。

本発明の概念１は、試験測定装置であって、
被試験信号を受けるように構成されるサンプラ部と、
上記サンプラ部と動作可能に結合され、被試験信号のデジタル化サンプルを生成するよう構成される複数のアナログ・デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）と、
夫々が上記ＡＤＣの少なくとも１つに結合されて上記デジタル化サンプルの時間インターリーブ部分を受けるよう構成され、インターリーブ回路として構成される複数の並列分散型アクイジション部を含む時間インターリーブ・アクイジション・システムとを具え、
上記分散型アクイジション部の夫々が、
上記デジタル化サンプルの上記時間インターリーブ部分を間引きするためのインターリーブされた数値制御発振器（ＮＣＯ）を有するアクイジション・デジタル・ダウン・コンバージョン（ＤＤＣ）部と、
アクイジションＤＤＣ部からの間引きサンプルを受けてフィルタ処理するよう構成される有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタとを有し、
複数の上記分散型アクイジション部からなる上記インターリーブ回路に組み込まれた最後の上記分散型アクイジション部が、上記アクイジションＤＤＣ部により間引きされ、かつ、上記ＲＦトリガＦＩＲフィルタによりフィルタ処理されたサンプルを再結合した再結合コヒーレント波形を受けるよう構成されると共に、上記再結合コヒーレント波形中のサンプルを振幅、位相、周波数、同相（Ｉ）及び直交（Ｑ）波形の中の１つ以上に変換するデータ変換部を含むことを特徴としている。

本発明の概念２は、上記概念１の試験測定装置であって、複数の分散型アクイジション部からなる上記インターリーブ回路に組み込まれた上記最後の分散型アクイジション部が、更に、振幅、位相、周波数、Ｉ及びＱの波形の１つ以上に関連する基準に基づいて、トリガ・イベントを生じさせるよう構成されるデジタル・トリガを含むことを特徴としている。

本発明の概念３は、上記概念１の試験測定装置であって、複数の分散型アクイジション部からなる上記インターリーブ回路に組み込まれた上記最後の分散型アクイジション部が、更に、ダウン・コンバートされた複素ＩＱデータ・サンプルを復調又はデコードすることで得られる任意のトリガ・モードに基づいてトリガ・イベントを生じさせるよう構成されるデジタル・トリガを含むことを特徴としている。

本発明の概念４は、上記概念１の試験測定装置であって、複数の上記分散型アクイジション部の夫々が、上記アクイジションＤＤＣ部に結合されたＲＦトリガＤＤＣ部を含み、該ＲＦトリガＤＤＣ部が、上記デジタル化サンプルの中心周波数をシフトするよう構成されることを特徴としている。

本発明の概念５は、上記概念１の試験測定装置であって、複数の上記分散型アクイジション部の夫々が、上記アクイジションＤＤＣ部に結合されたＲＦトリガＤＤＣ部を含み、該ＲＦトリガＤＤＣ部が、上記デジタル化サンプルの帯域幅スパン及びサンプル・レートを減少するよう構成されることを特徴としている。

本発明の概念６は、上記概念１の試験測定装置であって、
複数の上記分散型アクイジション部の２つ以上の間で間引きサンプルを交換するよう構成されたコンポーネント間通信部と、
上記間引きサンプルを合算し、これらがコヒーレント波形に再構築されるように構成される複数の合算部とを更に具えている。

本発明の概念７は、上記概念６の試験測定装置であって、複数の上記分散型アクイジション部の少なくとも１つが、複数の上記合算部を含むことを特徴としている。

本発明の概念８は、上記概念１の試験測定装置であって、
上記アクイジションＤＤＣの上記インターリーブされたＮＯＣが、取り込まれた上記被試験信号の選択された中心周波数をＤＣにシフトするよう構成されることを特徴としている。

本発明の概念９は、上記概念８の試験測定装置であって、上記分散型アクイジション部夫々の上記ＮＣＯに可憐する波形が次で定義されることを特徴としている。

ここでｆ_ｃは、アクイジションの選択された中心周波数、ｆ_ｓは有効サンプル・レート、ｎは所与の分散型アクイジション部についての時間に関する整数のサンプル・インデックス、ｍはインターリーブされたサンプル・タイミングの相対的な順番における所与の分散型アクイジション部の０からＭ−１から選択される相対的な”位相”、Ｍは複数の分散型アクイジション部からなるインターリーブ回路における分散型アクイジション部の総数、そして、ｊは虚数単位である。

本発明の概念１０は、上記概念１の試験測定装置であって、複数の上記ＲＦトリガＦＩＲフィルタの夫々が、
帯域幅整形部と、
該帯域幅整形部と畳み込み積分される部分時間シフト・フィルタを含み、畳み込み積分された上記帯域幅整形部及び時間シフト・フィルタが、上記アクイジションＤＤＣ部から受けた上記間引きサンプルを整形すると共に他のインターリーブ・アクイジション部に対して時間的に整合させるよう構成されることを特徴としている。

本発明の概念１１は、上記概念１０の試験測定装置であって、上記部分時間シフト・フィルタが、ｚ変換で表される次の周波数応答を含むことを特徴としている。

ここで、ｍはインターリーブされたサンプル・タイミングの相対的な順番における所与の分散型アクイジション部の０からＭ−１から選択される相対的な”位相”、Ｍは複数の分散型アクイジション部からなるインターリーブ回路における分散型アクイジション部の総数、そして、Ｌはインターリーブ・アクイジション・システムの総合入力サンプル・レートと比較した、所与の帯域幅スパンに関する選択されたサンプル・レート低減係数としての固有ダウン・サンプル係数である。

本発明の概念１２は、上記概念１１の試験測定装置であって、上記固有ダウン・サンプル係数Ｌは、上記アクイジションＤＤＣ部及び上記ＲＦトリガＤＤＣ部に存在するダウン・サンプリング合計の総合的組合せであることを特徴としている。

本発明の概念１３は、上記概念１０の試験測定装置であって、上記間引きサンプルがインターリーブ・アクイジション部間で合算され、再結合コヒーレント波形として再構成されるときに、上記部分時間シフト・フィルタが、上記インターリーブ・アクイジション部夫々においてサブサンプル・データによって生じるどのようなエイリアシングもキャンセルするよう構成されることを特徴としている。

本発明の概念１４は、上記概念１の試験測定装置であって、
並列な複数の上記分散型アクイジション部の夫々の複数の上記ＲＦトリガＦＩＲフィルタ夫々が部分時間シフト・フィルタを含み、
並列な複数の上記分散型アクイジション部の夫々の複数の上記ＲＦトリガＦＩＲフィルタ夫々が帯域幅整形部を含まず、
複数の分散型アクイジション部からなるインターリーブ回路に組み込まれた上記最後の分散型アクイジション部が、ＲＦトリガＦＩＲフィルタの代わりに、最後の合算部の前に配置された整数遅延回路を含むことを特徴としている。

本発明の概念１５は、上記概念１４の試験測定装置であって、上記整数遅延回路がその他の上記ＲＦトリガＦＩＲフィルタ中の群遅延の整数部分とマッチ（整合）するよう構成されることを特徴としている。

本発明の概念１６は、上記概念１４の試験測定装置であって、複数の分散型アクイジション部からなるインターリーブ回路に組み込まれた上記最後の分散型アクイジション部が、単一の帯域幅整形部という別の目的で上記最後の合算部の後に動作可能配置されるＲＦトリガＦＩＲフィルタを含み、再結合波形の帯域幅が上記単一の帯域幅整形部によって整形されることを特徴としている。

本発明の概念１７は、上記概念１４の試験測定装置であって、並列な複数の上記分散型アクイジション部の上記ＲＦトリガＦＩＲフィルタ夫々が、ＲＦトリガ・パスで使用する上記所望サンプル・レートに基づいて、アクイジションＤＤＣ部の対応する１つから直接データを取り出すことを特徴としている。

本発明の概念１８は、試験測定装置において時間インターリーブ・アクイジションを実現する方法であって、この方法が、
サンプラ部で被試験信号を受けることと、
上記サンプラ部と動作可能に結合された複数のアナログ・デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）間で上記被試験信号を分割することと、
上記ＡＤＣを用いて上記被試験信号のデジタル化サンプルを生成することと、
複数の分散型アクイジション部からなるインターリーブ回路を用いて上記デジタル化サンプルを時間インターリーブすることと、
複数の分散型アクイジション部からなる上記インターリーブ回路の異なるパスに沿って、上記被試験入力信号の異なるデジタル化サンプルを同時に間引きすることと、
複数の上記分散型アクイジション部からなる上記インターリーブ回路の異なるパスに沿って、少なくとも１つの有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを用いて上記デジタル化サンプルを同時にフィルタ処理することと、
複数の上記分散型アクイジション部のそれぞれで間引きされ、かつ、フィルタ処理されたサンプルを合算することによって再結合コヒーレント波形として再結合することと、
上記再結合コヒーレント波形中のサンプルを、振幅、位相、周波数、同相（Ｉ）及び直交（Ｑ）の波形の１つ以上に変換することとを具えている。

本発明の概念１９は、上記概念１８の方法であって、
振幅、位相、周波数、Ｉ及びＱの波形の１つ以上に関連する基準に基づいて、デジタル・トリガにトリガをかけることを更に具えている。

本発明の概念２０は、上記概念１８の方法であって、
ダウン・コンバートされた複素ＩＱデータ・サンプルを復調又はデコードすることから得られる任意のトリガ・モードに関連する基準に基づいてデジタル・トリガにトリガをかけることを更に具えている。

本発明の概念２１は、上記概念１８の方法であって、複数の上記分散型アクイジション部の夫々がＲＦトリガＤＤＣ部を含み、上記方法は、上記ＲＦトリガＤＤＣ部が上記デジタル化サンプルの上記中心周波数をシフトすることを更に具えている。

本発明の概念２２は、上記概念１８の方法であって、複数の上記分散型アクイジション部の夫々がＲＦトリガＤＤＣ部を含み、上記方法は、上記ＲＦトリガＤＤＣ部が上記デジタル化サンプルの上記帯域幅スパン及び上記サンプル・レートを低減することを更に具えている。

本発明の概念２３は、上記概念１８の方法であって、
複数の上記分散型アクイジション部の２つ以上の間で上記間引きサンプルを交換することと、
上記間引きサンプルを合算して、上記コヒーレント波形として再結合することとを更に具えている。

本発明の概念２４は、上記概念１８の方法であって、
数値制御発振器（ＮＣＯ）を用いて、取り込まれた被試験信号の選択された中心周波数をＤＣにシフトすることを更に具え、上記分散型アクイジション部夫々の上記ＮＣＯに関連する波形が次で定義されることを特徴としている。

本発明の概念２５は、上記概念１８の方法であって、
上記間引きサンプルを上記コヒーレント波形に再結合する前に、部分時間シフト・フィルタを用いて上記間引きサンプルを時間的に整合させることをさらに具え、このとき、上記部分時間シフト・フィルタがｚ変換で表される次の周波数応答を含むことを特徴としている。

本発明の概念２６は、上記概念２５の方法であって、このとき、
複数の分散型アクイジション部の夫々が、アクイジションＤＤＣ部に結合されたＲＦトリガＤＤＣ部を含み、
固有ダウン・サンプル係数Ｌが上記アクイジションＤＤＣ部及び上記ＲＦトリガＤＤＣ部に存在するダウン・サンプリング合計の総合的組合せであることを特徴としている。

本発明の概念２７は、上記概念２５の方法であって、
上記間引きサンプルが合算によって上記コヒーレント波形として再結合されるときに、複数の上記インターリーブ・アクイジション部夫々中のサブサンプルされたデータによって生じるどのようなエイリアシングも、上記部分時間シフト・フィルタを用いてキャンセルすることを更に具えることを特徴としている。

本発明の概念２８は、プロセッサで実行されたときに、上記概念１８による方法を実行するように動作するコンピュータ実行可能な命令を非一時的に記憶する１つ以上のコンピュータ読み出し可能な有形メディアである。

図１は、オシロスコープで使用されている従来の時間インターリーブ・アクイジション・システムを示す。図２は、本発明の実施形態例による時間インターリーブＲＦトリガ・アクイジション・システムの種々の構成要素を含むブロック図を示す。図３は、本発明の実施形態の別の例による時間インターリーブＲＦトリガ・アクイジション・システムの種々の構成要素を含むブロック図を示す。図４は、図２の時間インターリーブＲＦトリガ・アクイジション・システムを含む試験測定装置のブロック図を示す。図５は、図３の時間インターリーブＲＦトリガ・アクイジション・システムを含む試験測定装置のブロック図を示す。

ここに開示する発明の実施形態は、時間インターリーブ・アクイジション・システムにおけるＲＦトリガ処理をサポートするアプローチを提供し、広周波数範囲に渡るリアルタイムＲＦトリガ機能をサポートする。ＲＦトリガ処理とは、Ｉ（同相）及びＱ（直交）波形に直接トリガをかけることはもちろんのこと、振幅（つまり、電力）や位相及び周波数ベースのトリガ・モードのように、複素ダウン・コンバートされたデータを用いるトリガ・モードのことを言っている。ＲＦトリガ処理は、また、トリガ条件として使う任意のＲＦプロトコルに応じてダウン・コンバートされたデータを復調及びデコードする任意のトリガ・モードも指している。ＲＦトリガを関心のある任意の周波数スパン（つまり、取り込んだ帯域幅範囲の一部分）に合わせた場合には、本発明の実施形態は、複数の分散型アクイジション部間の通信帯域幅を減少させて、入力信号のより効率的な処理をサポートする。

ここに開示するコンセプト及び実施形態は、スペクトラム・アナライザ、オシロスコープ、ベクトル・アナライザ、ミックスド・ドメイン・オシロスコープ（ＭＤＯ）、又は、任意の他の適切な試験測定デバイスのような種々の試験測定装置内において実施可能である。好ましい実施形態では、試験測定装置が、時間領域及び周波数領域の両方における信号データについて処理し又はトリガをかける能力のような領域（domain）をミックスした（mixed-domain）機能を含んでいる。ミックスド・ドメイン・アーキテクチャの重要な特性のいくつかは次のものを含んでいる：
・入力チャンネル（例えば、アナログ又はＲＦ入力信号）のデジタル・ダウン・コンバージョン：これは関心のある任意の周波数範囲（つまり、システムの全帯域内の任意のスパン）のスペクトラム・データについて、データを圧縮してアクイジション・メモリに入れることを可能にする。もし固定サイズのアクイジション・メモリならば、これによって、より狭いスペクトラム分解能帯域幅を可能にしつつ、より長い時間スパンについてのアクイジション（信号取込み）を可能にする。
・ダウン・コンバートされた波形に対するトリガ処理：これは、電力、周波数、位相及びダウン・コンバートされた（つまり、復調された）同相（Ｉ）及び直交（Ｑ）ＲＦベクトル成分についてのＲＦトリガに加えて、任意のＲＦプロトコルに応じてダウン・コンバートされたデータを復調及びデコードする任意のトリガ・モードも含む。
・ダウン・コンバートされた（つまり、復調された）入力波形（即ち、上述のＲＦトリガ波形と同様にベクトル変換された波形も一緒）に関しての時間領域波形表示及び分析機能。

図２は、本発明の実施形態例による時間インターリーブＲＦトリガ・アクイジション・システムの種々の構成要素を含むブロック図２００を示す。トラック・ホールド部２０５のような高帯域幅サンプラは、入力信号又は被試験信号２０３を受けて、この信号２０３のサンプルの各部分を、アクイジション・システムの総合サンプル・レートに基づき、サンプリング時間に関して適切なオフセットと共に複数のＡＤＣ２１０に分配する。この高帯域幅サンプラは、例えば、複数のＡＤＣのような、時間インターリーブの方式でサンプル・データを分配する任意の適切な構成要素を含んでも良いことが理解できよう。ＡＤＣ２１０の夫々は、２１５や２１７のような分散型アクイジション部に接続される。これらＡＤＣ２１０は、被試験信号のデジタル化サンプルを生成するように構成される。分散型アクイジション部の夫々は、更なる処理、サンプル・レート低減及び入力信号のサンプルの各部分を精製処理するためのアクイジション・デジタル・ダウン・コンバータ部２３０（つまり、アクイジションＤＤＣ部２３０）を含んでいる。

各分散型アクイジション部のアクイジションＤＤＣ部２３０には、そのフロント・エンドにインターリーブされた数値制御発振器（ＮＣＯ）２３２があり、所望又は選択された関心のある取り込まれたスパンの中心周波数をＤＣにシフトする。各分散型アクイジション部のＮＣＯ波形は、次で定義される。

ここで、ｆ_ｃは所望又は選択された関心のある取り込まれたスパンの中心周波数、ｆ_ｓはアクイジション・システムの有効総合サンプル・レート、ｎは所与の分散型アクイジション部についての時間に関する整数のサンプル・インデックス、ｍはインターリーブされたサンプル・タイミングの相対的な順番における所与の分散型アクイジション部の相対的な”位相”（つまり、０からＭ−１）、Ｍはインターリーブ・アクイジション・システム（つまり、分散型アクイジション部からなるインターリーブ回路）における分散型アクイジション部の総数、そして、ｊは複素数表記であることを示す虚数単位である。ＮＣＯ波形は、数学的な実部と虚部を有する複素波形で定義される。

アクイジションＤＤＣ部２３０の夫々は、一連の複数のローパス・フィルタ及び間引き段（図示せず）を通して帯域幅スパン及びサンプル・レートを低減する。ＤＤＣ部２３０は、ＡＤＣ２１０から受けたデジタル化サンプルに基いて複素ＩＱデータ・サンプルを生成する。所与のアプリケーションを容易に実行可能になるサンプル・レートまで入力信号が充分に間引きされると、ＲＦトリガ・パス（例えば、２３５や２４０を含む）は、アクイジションＤＤＣ部２３０からデータを取り出すことができる。アクイジションＤＤＣ部からＲＦデータ・パスのタップ（tap）される場所（つまり、アクイジションＤＤＣ部における任意の段についての最大サンプル・レートの観点）と、サポートされる最大ＲＦトリガ帯域幅スパンとは、二律背反になっている。

アクイジションＤＤＣ部２３０は、データを独立して出すこともでき、このデータはアクイジション・メモリ２２０に記憶しておいても良い。アクイジション・メモリ２２０は、ＲＡＭ、フラッシュ・メモリその他の任意の適切な記憶デバイスのような揮発性又は不揮発性メモリとすることができる。アクイジション・メモリ２２０に記憶されたデータは、ＲＦトリガ・データ・パスに供給する帯域幅スパン及び中心周波数と同じ帯域幅スパン及び中心周波数を有する必要はない。例えば、アクイジション・メモリ２２０に記憶されたデータが、ＲＦトリガ・データ・パスに供給する帯域幅スパンよりも広い又は狭い帯域幅スパンを持っていても良い。

分散型アクイジション部の夫々は、トリガ帯域幅と基本的なサンプル・レートを更に低減するためのＲＦトリガＤＤＣ部２３５のような第２のＤＤＣ部を含んでいても良い。また、ＤＤＣ部２３５は、もし必要であれば、ＲＦトリガ２６０で使用される中心周波数をシフトしても良い。

ＲＦトリガＤＤＣ段の後、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ２４０のようなフィルタが、ＲＦトリガ２６０のための帯域幅整形部２４５を提供する。更には、複数の分散型多相ＦＩＲで実現されるような部分時間シフト・フィルタ２５０と、ＲＦトリガ・データ・パス中の帯域幅整形部２４５とを、これら２つのフィルタ応答を一緒にして効果的に畳み込み積分することによって、組み合わせても良い。言い換えると、ＲＦトリガＦＩＲフィルタ２４０が、帯域幅整形部２４５と部分時間シフト・フィルタ２５０とを含んでも良く、これによって、各ＲＦトリガ・データ・パスに沿って配置される単一の複合フィルタを構成しても良い。部分時間シフト・フィルタ２５０は、次の理想的な周波数応答を有する（ｚ変換として表現される）。

ここで、ｍはインターリーブされたサンプル・タイミングの相対的な順番における所与の分散型アクイジション部の相対的な”位相”（つまり、０からＭ−１）、Ｍはインターリーブ・アクイジション・システムにおける分散型アクイジション部の総数、Ｌはインターリーブ・アクイジション・システムの総合入力サンプル・レートと比較した、所与の帯域幅スパンに関する所望又は選択されたサンプル・レート低減係数としての固有のダウン・サンプル係数（つまり、アクイジションＤＤＣ２３０及びＲＦトリガＤＤＣ２３５段中に存在する全ダウン・サンプリングの総合的な組合せ）である。なお、上述した時間シフト・フィルタ２５０の理想周波数応答は、本発明の好ましい実施形態を表しているが、この理想周波数応答に近似するものを用いても良いことが理解できよう。

部分時間シフト・フィルタ２５０は、サンプルが組み合わされて単一のコヒーレントな取込み波形として適切に再構成される前に、インターリーブ・アクイジション・システム中の分散型アクイジション部の各位相からのインターリーブ及びダウン・コンバートされたデータ・サンプルに対して、時間整合機能を実行する。再結合の前に、分散型アクイジション・パスの夫々に沿ったアクイジションＤＤＣ２３０部分及びＲＦトリガＤＤＣ２３５部分において、データ・サンプルの間引きを同時且つ並行して実施しても良い。部分時間シフト・フィルタ２５０は、分散型アクイジション部夫々の部分波形が一緒に合算されたときに、インターリーブ・アクイジション部夫々におけるサブサンプルされたデータが原因のエイリアシングの一部又は全部が確実にキャンセルされ、オリジナル・スペクトラムの本当の成分だけを残すようにする。

インターリーブ・アクイジション・システム２００中の分散型アクイジション部の夫々から得られるフィルタ処理ダウン・コンバートＲＦトリガ・データ・サンプルは、合算部２６５及びコンポーネント間通信部２２５を用いて部分的な期間を合わせてデ・インターリーブ及び合算することによって、再結合される。言い換えると、インターリーブ・アクイジション・システム中の全分散型アクイジション部（例えば、２１５及び２１７）に渡ってデータ・サンプルがデ・インターリーブされ、合算される。複素ＩＱデータ・サンプルは、コンポーネント間通信部２２５を用いて分散型アクイジション部間で交換されるが、コンポーネント間通信部２２５は、分散型アクイジション部間でデータ・サンプルをシステムのフル・サンプル・レートで移動させる必要はない。むしろ、ＲＦトリガ処理用の最終的な間引きされたデータのサンプル・レートでデータは交換される。なお、コンポーネント間通信部２２５は、リング・ネットワーク、スター・ネットワーク、スイッチド・ファブリックその他の適切なコンポーネント間ネットワーク機構から構成しても良いことが理解されるであろう。

合算の後、インターリーブ回路中の最後の分散型アクイジション部２１７が、ダウン・コンバートされた複素ＩＱデータ・サンプルを含むコヒーレントなアクイジション・データ２７０を有し、これは、ＲＦトリガ・データ変換部２５５に伝送される。ＲＦトリガ・データ変換部２５５は、複素ＩＱデータ・サンプルを振幅／電力、位相、周波数、Ｉ又はＱのＲＦトリガ波形２７５に変換でき、続いて、これらは、１つ以上の生成されたＲＦトリガ波形２７５を用いて、所望のデジタル・トリガ機能２６０を実現するために、回路の最後の分散型アクイジション部２１７中のデジタル・トリガ・ブロックに転送される。言い換えると、デジタル・トリガ２６０は、振幅／電力、位相、周波数、Ｉ又はＱの波形２７５の１つ以上と関連する基準に基づいてトリガ・イベントを生じさせることに加えて、これを試験測定装置における他の任意のトリガ条件と組み合わせることができる。デジタル・トリガ２６０は、あらゆる種類の復調複素ＩＱコンポーネント・データにトリガをかけることができ、そのデータは、必要に応じて、更なるデコードを受けることができる。

このように、インターリーブ・システム中の全ての分散型アクイジション部の帯域幅の組合せ内で、どこにでも関心のあるリアルタイムＲＦトリガ・スパンを配置できる。更に、インターリーブ・システムの全帯域幅内のどこにでも、ＲＦトリガ・スパンの中心周波数を配置できる。ＲＦトリガ処理に利用できる周波数スパンの幅は、分散型アクイジション部間の利用可能な通信帯域幅（つまり、コンポーネント間通信部２２５）によって制限されるが、これは、この通信帯域幅がＲＦトリガ・データの最大サンプル・レートに制約をかけるので、これが結果として周波数スパンを制限するからである。好ましくは、所望のＲＦトリガ・スパン帯域幅に必要なサンプル・レートは、サンプル・レートに関して単一の分散型アクイジション部が処理可能なものよりも低い、又は言い換えると、狭いものである。こうした場合では、複数の分散型アクイジション部で並行してある程度の間引きを実施しても良く、これによって、再結合の前に各パス及び相互通信に必要とされるサンプル・レートを低減する。

例えば、アクイジション・システムは、Ｘサンプル毎秒のレートで信号を受信又は取込みするかもしれないが、ユーザは、特定のトリガ処理、測定又は分析タスクを達成するのに、例えば、関連する周波数スパンの８分の１に対応する信号の一部分にだけ関心があるとする。アクイジション・システムは、４つの時間インターリーブ・アクイジション・パスから構成されるとして、この中の各分散型アクイジション・パスは、Ｘ／４サンプル毎秒のサンプル・レートで入力データを受ける。総合サンプル・レートの８分の１は、Ｘ／８サンプル毎秒である。そのため、各分散型アクイジション部は、毎秒Ｘ／４サンプルのサンプル・レートで受けた入力データを２で間引きでき、これは分散型アクイジション・パスの夫々について同時且つ並行して実行でき、それによって、分散型アクイジション部毎に、Ｘ／８サンプル毎秒のサンプル・レートで、フィルタ処理されたダウン・コンバート部分期間が得られる。続いて、複数の部分期間が再結合又は合算されて、Ｘ／８サンプル毎秒のコヒーレント波形が生成される。

図３は、本発明の実施形態の別の例による時間インターリーブＲＦトリガ・アクイジション・システムの種々の構成要素を含むブロック図３００を示す。図３に示す構成要素及び信号のいくつかは、図２の構成要素及び信号と対応し、簡単のため、これら構成要素の詳細は繰り返さない。

図３のアクイジション・システムの実施形態例は、ＲＦトリガＦＩＲフィルタ３４０に必要となるタップの数を減らしている。例えば、分散型アクイジション部３１５のインターリーブ回路中の最後の分散型アクイジション部３１７は、分散型アクイジション部の相対的なサンプリング位相ｍ＝０を受けるように構成されても良い。この場合、時間シフトＦＩＲフィルタ機能は、この例では僅かなものとなる、つまり、Ｔ'_k（ｚ）＝１である。このように、最後の分散型アクイジション部３１７に関してこの僅かな時間シフトを実施するのに、完全なＦＩＲは必要ない。分散型アクイジション部のその他のサンプリング位相は、必要な時間シフト・フィルタ部２５０を有する。

最後の分散型アクイジション部３１７においては、時間シフトＲＦトリガＦＩＲの代わりに、他のＲＦトリガＦＩＲフィルタ２５０中の群遅延の整数部分にマッチ（合致）する整数遅延回路３６０を用いても良い。言い換えると、整数遅延回路３６０は、複数の分散型アクイジション部からなるインターリーブ回路中の最後の分散型アクイジション部３１７のパスに沿って、合算部２６５の前に、ＲＦトリガＦＩＲ３４０の代わりに配置される。全ての分散型アクイジション部（例えば、３１５、３１７）からのサンプルが再結合されると、その結果はコヒーレント波形２７０である。最後の分散型アクイジション部３１７中には、時間シフト・フィルタ処理のための時間シフトＦＩＲフィルタを必要としないので、ＲＦトリガＦＩＲフィルタ３４０の回路を用いて、単一の帯域幅整形フィルタ部３４５として別の目的で利用して良く、これによって、再結合されたコヒーレント波形２７０を受けて帯域幅を整形できる。言い換えると、合算部２６５を用いた波形の再構成の後、インターリーブ回路中の最後の分散型アクイジション部３１７において、帯域幅整形部３４５の作用がコヒーレント波形２７０に適用される。

従って、帯域幅整形部３４５は、回路中の分散型アクイジション部３１５や最後の分散型アクイジション部３１７中のいずれの時間シフト・フィルタ応答２５０とも畳み込み積分する必要はなく、このため、ＲＦトリガＦＩＲフィルタ３４０について必要なタップが少なくて済み、そのため、図２に示す実施形態に比較して、もっと小さな回路の実施形態で済む。

図４は、図２の時間インターリーブＲＦトリガ・アクイジション・システム２００を含む試験測定装置４０５のブロック図を示す。試験測定装置４０５は、先に詳しく説明したトラック・ホールド部２０５、複数のＡＤＣ２１０、アクイジション・メモリ２２０を含んでいても良い。更に、時間インターリーブＲＦトリガ・アクイジション・システム２００は、複数の分散型アクイジション部（例えば、２１５及び２１７）を含む。これら分散型アクイジション部は、図２を参照して先に詳しく記述したように、アクイジションＤＤＣ部２３０、ＲＦトリガＤＤＣ部２３５、ＲＦトリガＦＩＲフィルタ２４０、その他適切なコンポーネントのようなＲＦトリガ・フィルタ及び関連するコンポーネント４１０を含む。

図５は、図３の時間インターリーブＲＦトリガ・アクイジション・システム３００を含む試験測定装置５０５のブロック図を示す。試験測定装置５０５は、先に詳しく説明したトラック・ホールド部２０５、複数のＡＤＣ２１０及びアクイジション・メモリ２２０を含んでいても良い。更に、時間インターリーブＲＦトリガ・アクイジション・システム３００は、複数の分散型アクイジション部（例えば、３１５及び３１７）を含んでいる。これら分散型アクイジション部は、図３を参照して先に詳しく記述したように、アクイジションＤＤＣ部２３０、ＲＦトリガＤＤＣ部２３５、ＲＦトリガＦＩＲフィルタ３４０、その他適切なコンポーネントのようなＲＦトリガ・フィルタ及び関連するコンポーネント５１０を含む。

ここに開示した本発明の実施形態は、従来のアプローチに対して種々の利点を提供する。例えば、電力、周波数、位相、並びにダウン・コンバートされた（つまり、復調された）同相（Ｉ）及び直交（Ｑ）ＲＦベクトル成分に関するＲＦトリガを含めたダウン・コンバートされたスペクトラム波形に対するトリガ処理に加えて、インターリーブ・アクイジション・システムの総合帯域幅内の任意の場所に配置可能な関心のある周波数スパンについて、所与のプロトコルに関して復調／デコードから得られるダウン・コンバートされた複素ＩＱデータ・サンプルに対するトリガ処理もサポートされる。更に、複数の分散型アクイジション部からのアクイジション・データ・サンプルをリアルタイムでデ・インターリーブするために必要となる通信帯域幅が低減される。例えば、ＲＦトリガ・スパン（これは、インターリーブ・システムの結合帯域幅中の任意の場所に配置可能）が、単一の分散型アクイジション部のサンプル・レートで定められる全帯域幅よりも小さい場合には、通信帯域幅が低減され、システム全体の効率が改善される。これは、結果として、システムの実施が容易になり、システム全体のコストが低減される。

加えて、システムの構成要素及び部品が減少する。例えば、外部ＲＦ発振器及びミキサ・コンポーネントを含むＲＦトリガ処理のための典型的な構成要素を省略できる。他の例としては、ＲＦトリガ・パスについて所望帯域幅に調整するのに、別個のアクイジション・システムを必要としない。別の言い方をすれば、同じアクイジション・システムが、所与の周波数スパンに対するＲＦトリガ処理をサポートしつつ、メモリにアクイジション・データを記憶するときに、より高いシステム・サンプル・レート及びより広い帯域幅を持つことを可能にする。これは、ＭＤＯの機能が、非常に広い帯域幅でのアプリケーションにおいて動作することを可能にする。システム・サンプル・レートがより高ければ、構成要素（コンポーネント）が単一のシステムに比較して、時間分解能が向上する。このように、本発明の実施形態は、リアルタイム同時ＲＦトリガ処理を伴う広帯域幅／高周波数レンジ・スペクトラム／ＲＦアクイジション・システムのコストを低減するのに利用できる。

特定の実施形態を記述してきたが、本発明の原理は、これら実施形態に限定されないことが理解できるであろう。例えば、試験測定装置４０５及び５０５を参照して、時間インターリーブＲＦトリガ・アクイジション・システムが説明されているが、こうしたシステムは、スペクトラム・アナライザ、オシロスコープ、ベクトル・アナライザなどを含む他の種類の測定装置中に組み込むことができると理解すべきである。

いくつかの実施形態には、プロセッサで実行されたときに、ここに記載した方法を実行するように動作するコンピュータ実行可能な命令を記憶する１つ以上のコンピュータ読み出し可能な有形メディアを含めることができる。以下の請求項に記述される本発明の原理から逸脱することなく、種々の変形及び変更をしても良い。

２００時間インターリーブ・アクイジション・システム
２０３被試験信号
２０５トラック・ホールド部
２１０ＡＤＣ
２１５分散型アクイジション部
２１７最後の分散型アクイジション部
２２０アクイジション・メモリ
２２５コンポーネント間通信部
２３０アクイジション・デジタル・ダウン・コンバータ部
２３２ＮＣＯ
２３５ＲＦトリガＤＤＣ
２４０ＲＦトリガＦＩＲフィルタ
２４５帯域幅整形部
２５０部分時間シフト・フィルタ
２６０ＲＦトリガ
２６５合算部
２７０コヒーレント・アクイジション・データ
２７５ＲＦトリガ波形
３００時間インターリーブ・アクイジション・システム
３１５分散型アクイジション部
３１７最後の分散型アクイジション部
３４０ＲＦトリガＦＩＲフィルタ
３４５帯域幅整形部
４０５試験測定装置
４１０ＲＦトリガ・フィルタ及び関連コンポーネント
５０５試験測定装置
５１０ＲＦトリガ・フィルタ及び関連コンポーネント

Claims

被試験信号を受けるように構成されるサンプラ部と、
上記サンプラ部と動作可能に結合され、被試験信号のデジタル化サンプルを生成するよう構成される複数のアナログ・デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）と、
夫々が上記ＡＤＣの少なくとも１つに結合されて上記デジタル化サンプルの時間インターリーブ部分を受けるよう構成され、インターリーブ回路として構成される複数の並列分散型アクイジション部を含む時間インターリーブ・アクイジション・システムとを具え、
上記分散型アクイジション部の夫々が、
上記デジタル化サンプルの上記時間インターリーブ部分を間引きするためのインターリーブされた数値制御発振器（ＮＣＯ）を有するアクイジション・デジタル・ダウン・コンバージョン（ＤＤＣ）部と、
アクイジションＤＤＣ部からの間引きサンプルを受けてフィルタ処理するよう構成される有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタとを有し、
複数の上記分散型アクイジション部からなる上記インターリーブ回路に組み込まれた最後の上記分散型アクイジション部が、上記アクイジションＤＤＣ部により間引きされ、かつ、上記ＲＦトリガＦＩＲフィルタによりフィルタ処理されたサンプルを再結合した再結合コヒーレント波形を受けるよう構成されると共に、上記再結合コヒーレント波形中のサンプルを振幅、位相、周波数、同相（Ｉ）及び直交（Ｑ）波形の中の１つ以上に変換するデータ変換部を含むことを特徴とする試験測定装置。
試験測定装置において時間インターリーブ・アクイジションを実現する方法であって、
サンプラ部で被試験信号を受けることと、
上記サンプラ部と動作可能に結合された複数のアナログ・デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）間で上記被試験信号を分割することと、
上記ＡＤＣを用いて上記被試験信号のデジタル化サンプルを生成することと、
複数の分散型アクイジション部からなるインターリーブ回路を用いて上記デジタル化サンプルを時間インターリーブすることと、
複数の分散型アクイジション部からなる上記インターリーブ回路の異なるパスに沿って、上記被試験入力信号の異なるデジタル化サンプルを同時に間引きすることと、
複数の上記分散型アクイジション部からなる上記インターリーブ回路の異なるパスに沿って、少なくとも１つの有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを用いて上記デジタル化サンプルを同時にフィルタ処理することと、
複数の上記分散型アクイジション部のそれぞれで間引きされ、かつ、フィルタ処理されたサンプルを合算することによって再結合コヒーレント波形として再結合することと、
上記再結合コヒーレント波形中のサンプルを、振幅、位相、周波数、同相（Ｉ）及び直交（Ｑ）の波形の１つ以上に変換することと
を具える試験測定装置において時間インターリーブ・アクイジション実現方法。