測試與測量儀器中罕見異常的觸發的制作方法

測試與測量儀器中罕見異常的觸發的制作方法
【專利摘要】公開了一種測試與測量儀器與檢測測試與測量儀器中的異常的方法。測試與測量儀器包括配置成接收信號的輸入端子。采集引擎耦聯至輸入端子，采集引擎配置成基于初始觸發器設定將信號數字化，并將數字化的信號作為信號歷史存儲在采集存儲器中。異常檢測器耦聯至采集存儲器，異常檢測器配置成檢測信號歷史中的異常。分析引擎耦聯至異常檢測器，分析引擎配置成分析在信號歷史中檢測到的異常，并產生用于檢測異常的修改的觸發器設定。觸發器線路耦聯至分析引擎，觸發器線路配置成基于修改的觸發器設定觸發。
【專利說明】測試與測量儀器中罕見異常的觸發
【技術領域】
[0001]本發明涉及測試與測量儀器的領域，尤其地涉及罕見異常觸發技術。
【背景技術】
[0002]現代數字示波器通常提供產生給定輸入信號的波形的能力。這樣的測試與測量儀器配備有可配置成捕獲所期望的事件的觸發硬件和軟件。“罕見異常”觸發強調儀器檢測少有的電氣小故障的能力。許多低量程和中量程儀器由于在采集后處理期間的“死時間”，所以可能錯過這些異常。因此，存在提供改善的觸發技術的需求，該改善的觸發技術能改善這樣的測試與測量儀器的罕見異常觸發能力。

【發明內容】

[0003]公開了一種測試與測量儀器和檢測測試與測量儀器中的異常的方法。測試與測量儀器包括配置成接收信號的輸入端子。采集引擎耦聯至輸入端子，采集弓I擎配置成基于初始觸發器設定將信號數字化并將數字化的信號作為信號歷史存儲在采集存儲器中。異常檢測器耦聯至采集存儲器，異常檢測器配置成檢測信號歷史中的異常。分析引擎耦聯至異常檢測器，分析引擎配置成分析在信號歷史中檢測到的異常，并產生用于檢測異常的修改的觸發器設定。觸發器線路耦聯至分析引擎，觸發器線路配置成基于修改的觸發器設定觸發。
[0004]異常檢測器可配置成基于遮罩事件、分段式存儲器和采集直方圖中的至少一個檢測異常。采集引擎可配置成獲取預定數量的采集作為信號歷史。分析引擎可配置成基于信號歷史產生遮罩。分析引擎可配置成接收指定異常的位置的用戶輸入。異常檢測器可配置有用于檢測異常的至少一個閾值標準。分析引擎可配置成從多種異常檢測技術中自動地選擇至少一種異常檢測技術。分析引擎可配置成基于分數從多種異常檢測技術中自動地選擇一種異常檢測技術。初始觸發器設定可配置成獨立于異常獲取信號的歷史。
[0005]一種檢測測試與測量儀器中的異常的方法包括:接收信號；以及然后基于初始觸發器設定將信號數字化并將數字化的信號作為信號歷史存儲在采集存儲器中。在信號歷史中檢測異常。分析信號歷史中檢測到的異常，并產生修改的觸發器設定。修改的觸發器設定配置成檢測異常。觸發器線路配置成基于修改的觸發器設定觸發。
[0006]可基于遮罩事件、分段式存儲器和采集直方圖中的至少一個檢測異常。可獲取預定數量的采集作為信號歷史。可基于信號歷史產生遮罩。可接收指定異常的位置的用戶輸入。可基于至少一個閾值標準檢測異常。
[0007]可從多種異常檢測技術自動地選擇至少一種異常檢測技術。可基于分數從多種異常檢測技術選擇一種異常檢測技術。初始觸發器設定可配置成獨立于異常獲取信號的歷史。可接收第二信號，并且測試與測量儀器可基于修改的觸發器設定觸發。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是具有分成多個顯示區的顯示器的混合域示波器的示意圖； 圖2是配置成用于改善的罕見異常觸發的采集系統的方框圖；
圖3a是示出將要經受遮罩測試的測試信號的顯示器的簡圖；
圖3b是示出圍繞測試信號的遮罩的顯示器的簡圖；
圖3c是示出當檢測到異常時的具有遮罩事件或違反的采集的顯示器的簡圖；
圖3d是示出在遮罩事件之后的顯示的顯示器的簡圖；以及 圖4是示出智能觸發器分析的流程圖。
【具體實施方式】
[0009]在此公開了改善的罕見異常觸發技術(智能觸發)。這樣的技術可以硬件和/或軟件實現，并為諸如示波器的測試與測量儀器提供改善的操作模式。智能觸發模式通常可實現如下:示波器A)獲取多個(η個)采集；Β)建立有效的“信號歷史”;C)在搜索不匹配信號歷史的任何信號(例如罕見異常)的同時繼續獲取；以及D) —旦檢測到信號歷史違反，就修改觸發器設定，以便僅對了解的異常觸發。觸發器設定可包括諸如欠幅脈沖(runt)、電平、脈沖寬度和序列之類的觸發器類型以及諸如電平閾值、上升或下降沿、前沿/后沿/負/正脈沖等的參數。如在此所描述地，智能觸發器結果基本上消除了處理已知的信號數據所消耗的采集后死時間，并改為將該否則失去的時間用于搜索有價值的信號異常數據。這允許示波器用戶了解異常多久出現一次，并相應地分析被測裝置。
[0010]檢測異常可通過用戶可能得到的各種技術操作，例如，遮罩測試和波形直方圖以及主處理。公開的技術包括智能地確定哪種觸發器檢測方法對示出稀有事件最好的能力。例如，觸發器設置可使用用戶可能得到的任何觸發器類型，諸如欠幅脈沖、電平、脈沖寬度、序列或對異常觸發的其他觸發器類型。通過利用智能觸發以僅獲取所期望的異常來消除死時間。
[0011]智能觸發可自動地、半自動地和手動地操作。如果與遮罩失效結合使用，則自動模式可用于在無用戶干預的情況下檢測采集的序列(η個采集)中的異常并布置觸發器設定。當處于半自動模式時，可根據用戶限定的信號閾值設定分析采集的序列(η個采集)。與遮罩容限測試類似，觸發器設定可設定成當某一閾值標準適用時僅將違反分類為異常。
[0012]對于明確的用戶干預，手動模式可用于允許用戶指定采集的數量(η個)。用戶可手動地檢查例如存儲在分段式存儲器中的該采集歷史，以便為智能觸發標明用戶選擇的異常，從而處理必要的觸發器設定。
[0013]圖1是具有分成多個顯示區或網格14、16的顯示器12的測試與測量儀器(示波器)10的示意圖。網格或顯示區域14、16配置成圖形地顯示至少一個波形24、26及其他圖形標記34、36，例如軸線、圖形信息和文本。示波器10還具有配置成用于用戶輸入的多個用戶控制18和配置成接收測試信號等的多個電氣輸入20。在該示例中，用戶控制18包括配置成改變縮放因子和平移位置(縮放框位置)的縮放輸入17 (內旋鈕)和平移輸入19 (外旋鈕)。
[0014]在該示例中，示波器10實現為具有采集系統21的獨立單元，該采集系統21包括具有相關存儲器23的處理器22，該存儲器23配置成用于程序信息和數據的存儲。應理解的是，處理器22可耦聯至附加的線路，例如，I/O、圖形生成硬件等。處理器22配置成經由用戶控制18接收輸入的至少一部分。模擬數字(A/D)轉換器25配置成將在電氣輸入20上接收的信號數字化。觸發器檢測器(觸發器系統)27提供定時信號，用于如以下所討論地控制采集過程。在美國專利N0.7，191,079中公開了各種觸發模式，該美國專利在此全文并入。
[0015]處理器22還配置成產生在網格14、16中顯示的信息的至少一部分。應理解的是，示波器可利用各種硬件和軟件實現，包括利用計算裝置實現的實施例，例如桌上型電腦、便攜式電腦、圖形輸入板、智能手機或其他計算裝置，并且這些系統中的一些可提供或需要顯示裝置，或可不提供或需要顯示裝置。數字化器是沒有顯示器或網格的系統的示例。
[0016]圖2是配置成用于改善的罕見異常觸發的采集系統40的方框圖。采集系統40包括配置成獲取測試信號并形成信號歷史的采集與信號歷史線路42、配置成使用一種或多種檢測方法以找到異常的檢測線路44、配置成例如經由主處理器分析檢測到的異常的分析引擎46以及可配置成基于檢測到的異常觸發的觸發器線路48。
[0017]采集系統40包括配置成接收測試信號50的電氣輸入52。電氣輸入52耦聯至配置成例如利用模擬數字(A/D)轉換器將測試信號50數字化的采集引擎54。初始觸發器設定(方框55)配置成獲取例如邊緣觸發器的信號歷史，并獲取信號的(η個)采集。也就是說，初始觸發器設定配置成獨立于異常而非對特定異常的觸發器獲取信號歷史。采集引擎54耦聯至配置成存儲數字化測試信號的信號歷史的采集存儲器56。采集存儲器56經由多路復用器58耦聯至一個或多個異常檢測器60、62、64。異常檢測器耦聯至或門66，該或門66具有耦聯至采集系統40的分析部分46的輸出68。應理解的是，多路復用器58和或門66的功能性可由其他電路構造提供。這樣的線路可提供允許一個或多個異常檢測器存取信號歷史并產生用于隨后的分析和觸發器設定生成的輸出的能力。
[0018]在圖2中，遮罩異常檢測器60配置成監測遮罩邊界，并檢測信號歷史何時違反遮罩邊界。圖3a是示出測試信號150的顯示器112的簡圖。測試信號150可用于在多個采集(η個)之后形成信號歷史。圖3b是示出圍繞測試信號150的遮罩160的顯示器112的簡圖。遮罩在指定數量的采集(η個)完成之后形成。圖3c是示出當檢測到異常151時的具有遮罩事件或違反的采集的顯示器112的簡圖。圖3d是示出在遮罩事件之后的顯示的顯示器112的簡圖。
[0019]分段式存儲器62同樣可用于檢測異常。分段式存儲器通常允許用戶視覺地檢查信號歷史和手選作為已知好的波形或已知壞的波形的給定波形。已知好的波形可被智能觸發器分析忽視，或者已知壞的波形可用作智能觸發器分析的直接輸入。采集直方圖64同樣可用于檢測異常。采集直方圖允許波形形狀的抽象化，使得任何波形的劇烈變化都被可靠地監測到。對于給定波形，將產生特定和相對穩定的直方圖。當獲得異常時，直方圖偏離所期望的直方圖，表明已經出現異常。應理解的是，在不偏離本公開的范圍的情況下可使用其他的異常檢測技術。
[0020]繼續圖2，檢測線路44的輸出68耦聯至分析線路46。分析線路46包括配置有觸發器軟件72和智能觸發器分析軟件74的主處理器70。通常，主處理器經由觸發器軟件72可訪問采集存儲器56并分析異常。
[0021]智能觸發器分析軟件74可根據以上所述手動地、半自動地或自動地操作。在手動模式下，用戶可指定采集的數量(η個)。用戶可手動地檢查存儲在采集存儲器56中的該采集歷史，并且為智能觸發標明用戶選擇的異常，從而處理必要的觸發器設定。[0022]在半自動模式下，可根據用戶定義的信號設定分析采集的序列(η個采集)。與遮罩容限測試類似，觸發器設定可設定成當某一閾值標準適用時僅將違反分類為異常。這樣的設定可存儲在主處理器可訪問的存儲器中。例如，參見圖1中的存儲器23。
[0023]如果與遮罩失效結合使用，則全自動模式可用于在無用戶干預的情況下檢測異常并布置觸發器設定。圖4是示出智能觸發分析的流程圖。應理解的是，在此包含的任何流程圖僅是說明性的，并且其他的程序入口和出口點、超時功能、錯誤檢查例程等(未示出)通常在典型的系統軟件中實現。還應理解的是，系統軟件可在啟動之后連續運行。因此，任何開始和結束點用于指示部分代碼的邏輯開始和結束點，該部分代碼能與其它部分代碼結合并根據需要執行。方框中的任何方框的執行順序還可在不偏離本公開的范圍的情況下改變。這些方面的實現是顯而易見的并且本領域的技術人員基于在此的公開能很好地掌握這些方面的實現。
[0024]如由方框202所示，智能觸發器分析通常從配置測試與測量儀器以對測試信號觸發開始，從而獲取多個采集(η個)。例如，邊沿觸發器可用于如由方框204所示獲取多個采集(η個)，并將采集作為信號歷史存儲在存儲器中。一旦信號歷史完成，智能觸發器分析軟件74就用于檢查信號歷史，以便如由方框206所示地檢測異常。智能觸發器軟件74可自動地、半自動地和手動地(如以上所討論地)操作，以識別用于對異常觸發的一組修改的觸發器設定。如由方框210所示地修改觸發器設定。例如存儲在方框55中的修改的觸發器設定用于將觸發器線路配置成僅對異常觸發。測試與測量儀器此時配置成獲取信號并直接對異常觸發。
[0025]回到圖2，智能觸發器分析軟件74可配置成在各種異常檢測方法60、62、64之間選擇最好的方法。例如，異常檢測方法中的每種異常檢測方法可產生分數，并且智能觸發器分析軟件74可選擇最高得分的異常檢測方法，以產生主輸出76。在這樣的構造中，可用合適的單元替換或門66，使得可將來自多種異常檢測方法的結果傳送至主處理器70。在替代方案中，智能觸發器分析軟件74可例如利用平均、加權平均等將來自各種異常檢測方法60、62,64的結果結合。主輸出76代表觸發器，例如硬件和/或軟件、來自智能觸發器分析的結果O
[0026]主輸出76經由多路復用器78耦聯至觸發器線路48。一種或多種觸發模式80可基于由主輸出76提供的定時信息用于觸發。在該示例中，示出了脈沖、欠幅脈沖、延遲、邊沿和上升/下降82-90觸發模式。應理解的是，在不偏離本公開的范圍的情況下可使用其他的觸發模式。觸發器輸出耦聯至觸發器輸出多路復用器92，并可用于觸發測試與測量儀器。線94就通常說明智能觸發器設置的最終結果，例如一旦利用智能觸發器分析軟件74確定了修改的觸發器設定并將其存儲在如由方框55所示的合適的存儲器中。
[0027]應理解的是，基于在此的公開可能有許多變體。盡管以上以特定的組合描述了特征和單元，但各特征或單元可在沒有其他特征和單元的情況下單獨使用，或者在有或沒有其他特征和單元的情況下以各種組合方式使用。在此公開的設備或方法可在結合于用于由通用計算機或處理器執行的計算機可讀(非易失性)存儲介質中的計算機程序、軟件或固件中實現。計算機可讀存儲介質的示例包括只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、寄存器、高速緩沖存儲器、半導體存儲裝置、諸如內置硬盤和移動盤的磁性介質、磁光介質和諸如⑶-ROM盤和數字多用途盤(DVD)的光學介質。[0028]舉例來說，合適的處理器包括通用處理器、專用處理器、傳統處理器、數字信號處理器(DSP)、多個微處理器、與DSP核相關的一個或多個微處理器、控制器、微控制器、專用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列(FPGA)電路、任何其他類型的集成電路(IC)和/或狀態機。
【權利要求】
1.一種測試與測量儀器，包括: 輸入端子，其配置成接收信號； 采集引擎，其耦聯至所述輸入端子，所述采集引擎配置成基于初始觸發器設定將所述信號數字化并將所述數字化的信號作為信號歷史存儲在采集存儲器中； 異常檢測器，其耦聯至所述采集存儲器，所述異常檢測器配置成檢測所述信號歷史中的異常； 分析引擎，其耦聯至所述異常檢測器，所述分析引擎配置成分析在所述信號歷史中檢測到的異常，并產生用于檢測所述異常的修改的觸發器設定；以及 觸發器線路，其耦聯至所述分析引擎，所述觸發器線路配置成基于所述修改的觸發器設定觸發。
2.根據權利要求1所述的測試與測量，其中，所述異常檢測器配置成基于遮罩事件、分段式存儲器和采集直方圖中的至少一個檢測所述異常。
3.根據權利要求1所述的測試與測量，其中，所述采集引擎配置成獲取預定數量的采集作為信號歷史。
4.根據權利要求1所述的測試與測量，其中，所述分析引擎配置成基于所述信號歷史產生遮罩。
5.根據權利要求1所述的測試與測量，其中，所述分析引擎配置成接收指定所述異常的位置的用戶輸入。
6.根據權利要求1所述的測試與測量，其中，所述異常檢測器可配置有用于檢測所述異常的至少一個閾值標準。
7.根據權利要求1所述的測試與測量，其中，所述分析引擎配置成從多種異常檢測技術自動地選擇至少一種異常檢測技術。
8.根據權利要求1所述的測試與測量，其中，所述分析引擎配置成基于分數從多種異常檢測技術自動地選擇一種異常檢測技術。
9.根據權利要求1所述的測試與測量，其中，所述初始觸發器設定配置成獨立于所述異常信號獲取所述信號的歷史。
10.一種檢測測試與測量儀器中的異常的方法，所述方法包括: 接收信號； 基于初始觸發器設定將所述信號數字化并將所述數字化的信號作為信號歷史存儲在米集存儲器中； 檢測所述信號歷史中的異常； 分析所述信號歷史中檢測到的所述異常，并產生配置成檢測所述異常的修改的觸發器設定；以及 將觸發器線路配置成基于所述修改的觸發器設定觸發。
11.根據權利要求10所述的方法，還包括基于遮罩事件、分段式存儲器和采集直方圖中的至少一個檢測所述異常。
12.根據權利要求10所述的方法，還包括獲取預定數量的采集作為信號歷史。
13.根據權利要求10所述的方法，還包括基于所述信號歷史產生遮罩。
14.根據權利要求10所述的方法，還包括接收指定所述異常的位置的用戶輸入。
15.根據權利要求10所述的方法，還包括基于至少一個閾值標準檢測所述異常。
16.根據權利要求10所述的方法，還包括從多種異常檢測技術自動地選擇至少一種異常檢測技術。
17.根據權利要求10所述的方法，還包括基于分數從多種異常檢測技術自動地選擇一種異常檢測技術。
18.根據權利要求10所述的方法，其中，所述初始觸發器設定配置成獨立于所述異常信號獲取所述信號的歷史。
19.根據權利 要求10所述的方法，還包括接收第二信號和基于所述修改的觸發器設定觸發。
【文檔編號】G01R13/00GK103713170SQ201310463510
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年10月8日 優先權日:2012年10月1日
【發明者】T.B.尼爾斯, C.H.納爾遜, J.D.艾利 申請人:特克特朗尼克公司