具有減少比特?cái)?shù)的存儲單元的顯示存儲器的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種測量裝置和相應(yīng)的方法，所述測量裝置具有顯示存儲器，所述顯 示存儲器具有減少的比特?cái)?shù)的存儲單元，所述存儲單元用于存儲要顯示的周期測量信號的 頻率值。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)代測量裝置中，特別地在現(xiàn)代數(shù)字示波器中，獲得了在每個時間單位要測量 的和要顯示的信號的大量的周期測量部分。在未來的數(shù)字示波器中，每秒大約1，000, 000 個獲得值是確定的。因此，在30毫秒的周期內(nèi)更新顯示導(dǎo)致了在示波器的顯示存儲器中每 個更新周期要處理大約33000個獲得值。
[0003] 現(xiàn)代測量裝置不得不為使用者提供兩個以下顯示特征：
[0004] ?直方圖，該直方圖顯示在更新周期內(nèi)在所有獲得值上的測量信號的采樣值的 統(tǒng)計(jì)分布：每一像素的亮度或顏色使得使用者能夠識別，在更新周期內(nèi)在所有獲得值上的 測量信號的多少采樣值落入采樣值范圍和時間點(diǎn)內(nèi)（如圖1所示的相應(yīng)像素的頻率窗口 (frequencybin))。例如該特征使得測量信號的噪聲特性顯示出來；
[0005] ?在采樣值范圍和時間點(diǎn)（相應(yīng)的像素的頻率窗口）內(nèi)顯示罕見或異常出現(xiàn)的采 樣值：
[0006] 例如，該特征使得在測量信號中的零星異常（即，尖峰）顯示出來。
[0007] 如果在一個更新周期內(nèi)測量135000個獲得值，那么在最壞的情況下顯示器的每 列中的一個單獨(dú)的像素在一個更新周期內(nèi)可能被擊中135000次。考慮到該最壞的情況，分 配至顯示器的具體像素的顯示存儲器中的每一存儲單元需要存儲ld(33000) = 16比特的 數(shù)據(jù)。這樣，在具有1250X800個存儲單元的顯示存儲器的情況下，對于每一顯示存儲器需 要16兆比特的存儲容量，S卩，應(yīng)用4個顯示存儲器，總大小是64兆比特。使用專用集成電 路來實(shí)施該顯示存儲器不利地導(dǎo)致了總芯片面積的用于存儲目的的相對過大部分（例如， 大于總芯片面積的50% )。
[0008] 在US2009/0309879A1中，在根據(jù)實(shí)際存儲在存儲單元中的頻率值的大小通過測 量的采樣值的相應(yīng)的像素的擊中的情況下，通過降低存儲在存儲單元中的頻率值的增量的 可能性，減少了在顯示存儲器的每一存儲單元的比特?cái)?shù)。
[0009]因?yàn)樵谥狈綀D中考慮了較低頻率值具有比較高的頻率值相對較高的比重，因此在 US2009/0309879A1中確定的測量信號的直方圖未有利地呈現(xiàn)測量信號的原始統(tǒng)計(jì)分布。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 因此，本發(fā)明的目的是開發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)顯示器中的測量信號的統(tǒng)計(jì)分布的更真實(shí)的 表示的測量裝置、相應(yīng)方法以及在顯示存儲器的每一存儲單元中具有減少的比特?cái)?shù)的相應(yīng) 的計(jì)算機(jī)程序。
[0011] 該目的通過具有獨(dú)立權(quán)利要求1的特征的本發(fā)明的用于減少比特?cái)?shù)的方法、具有 獨(dú)立權(quán)利要求13的特征的本發(fā)明的測量裝置、以及根據(jù)權(quán)利要求15的計(jì)算機(jī)程序得以解 決，所述比特?cái)?shù)用于在測量裝置中的顯示存儲器的每一存儲單元中存儲的測量信號的頻率 值。另外的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在相應(yīng)的從屬權(quán)利要求中尋求保護(hù)。
[0012] 在采樣值范圍和時間點(diǎn)內(nèi)（在時域測量裝置的情況下）或在對應(yīng)于顯示器的特定 像素的頻率窗口內(nèi)（在頻域測量裝置的情況下）在顯示器的更新周期內(nèi)測量信號的所有周 期測量部分中的測量信號的采樣值的每次出現(xiàn)導(dǎo)致顯示存儲器的相應(yīng)的存儲單元的頻率 值的增加。
[0013] 在每一更新周期之后，實(shí)際上存儲在顯示存儲器的每一存儲單元中的頻率值以相 應(yīng)亮度或者以相應(yīng)顏色顯示在對應(yīng)于存儲單元的顯示器的像素中。
[0014] 創(chuàng)新性地，顯示存儲器的每一存儲單元具有減少的比特?cái)?shù)且存儲有第一頻率值和 至少一個壓縮的第二頻率值的總和，所述第一頻率值在顯示器的更新周期內(nèi)的測量信號的 多個第一測量部分中確定，所述至少一個壓縮的第二頻率值由通過壓縮系數(shù)將相應(yīng)的未壓 縮的第二頻率值進(jìn)行壓縮而確定。
[0015] 優(yōu)選地，每一未壓縮的第二頻率值和相應(yīng)地每一壓縮的第二頻率值在顯示器的更 新周期內(nèi)的測量信號的多個第二測量部分的相應(yīng)的一部分中確定。
[0016] 通過使用每一存儲單元中的第一頻率值，顯示測量信號的采樣值的統(tǒng)計(jì)分布是可 行的，然而，通過使用每一存儲單元中的至少一個壓縮的第二頻率值，在采樣值范圍和時間 點(diǎn)內(nèi)（在顯示器中的具體像素的頻率窗口內(nèi)），測量信號的采樣值的罕見或異常出現(xiàn)（即， 尖峰）可以被顯示。
[0017] 此外，通過使用每一存儲單元中的第一頻率值和至少一個第二頻率值的總和，可 以有利地獲得顯示存儲器的每一存儲單元內(nèi)的減少的比特?cái)?shù)的良好利用。將具有減少的比 特?cái)?shù)的每一存儲單元中的第一頻率值和至少一個壓縮的第二頻率值相加有利地使得測量 信號的采樣值的統(tǒng)計(jì)分布和測量信號的采樣值中的零星異常同時顯示。
[0018] 用于將每一未壓縮的第二頻率值壓縮至壓縮的第二頻率值的壓縮系數(shù)優(yōu)選地適 于產(chǎn)生具有值1或〇的壓縮的第二頻率值。
[0019] 通常，用于壓縮每一存儲單元中的未壓縮的第二頻率值的壓縮系數(shù)對于每一壓縮 的第二頻率值優(yōu)選是相同的。
[0020] 在本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方式中，第一頻率值在更新周期的測量信號的所有連續(xù) 的第一測量部分中確定，而至少一個第二頻率值在顯示器的更新周期的測量信號的所有連 續(xù)的第二測量部分中確定。測量信號的所有連續(xù)的第一測量部分以周期性變化與測量信號 的所有連續(xù)的第二測量部分一起設(shè)置。如果測量信號的采樣值的統(tǒng)計(jì)分布大約時間不變， 那么本發(fā)明的第一實(shí)施方式傳遞了統(tǒng)計(jì)分布，該統(tǒng)計(jì)分布相當(dāng)?shù)亟朴诶硐氲慕y(tǒng)計(jì)分布。 [0021 ] 在本發(fā)明的第一實(shí)施方式的優(yōu)選例中，測量信號的連續(xù)的第一測量部分的數(shù)目對 應(yīng)于所有存儲單元中的多個第一頻率值中的第一頻率值，該第一頻率值首先到達(dá)值2,該值 進(jìn)行減少的比特?cái)?shù)次冪，減去值1，減去在一個更新的周期內(nèi)的顯示器的列的所有存儲單元 中的采樣值總和，且減去第二測量部分的數(shù)目和壓縮系數(shù)之間的商。
[0022] 在本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施方式和第三優(yōu)選實(shí)施方式中，在測量信號的第二測量部 分中的至少一個未壓縮的第二頻率值的確定被分配在測量信號的第一測量部分中的第一 頻率值的確定上。因此，在本發(fā)明的第二實(shí)施方式和第三實(shí)施方式中測量信號的時變統(tǒng)計(jì) 分布可以更真實(shí)地顯示。
[0023] 在本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，未壓縮的第二頻率值優(yōu)選地在測量信號的多個第二 測量部分中確定，該多個第二測量部分對應(yīng)于壓縮系數(shù)的值，并且一個壓縮的第二頻率值 由通過壓縮系數(shù)對這些未壓縮的第二頻率值進(jìn)行壓縮而確定。以周期性變化確定每一壓縮 的第二頻率值與在測量信號的第一測量部分的一部分中確定的第一頻率值的一部分，所述 第一測量部分的一部分對應(yīng)于一個更新周期內(nèi)所有第一測量部分的數(shù)目和壓縮的第二頻 率值的數(shù)目之間的商。
[0024] 在本發(fā)明的第三實(shí)施方式中，一個更新周期內(nèi)的每一壓縮的第二頻率值的確定優(yōu) 選地以彼此等距分布在一個更新周期的第一測量部分之間，在第一測量部分中確定第一頻 率值的部分。
[0025] 第一測量部分的數(shù)目和第二測量部分的數(shù)目優(yōu)選地在至少一個更新周期之后確 定。
[0026] 如果在顯示存儲器的所有存儲單元中的第一頻率值中的確定的最大第一頻率值 小于實(shí)際的第一測量部分的數(shù)目（該數(shù)目對應(yīng)于分配用于存儲出現(xiàn)的最大第一頻率值的 顯示存儲器的每一單元中的比特?cái)?shù)），那么第一測量部分的數(shù)目優(yōu)選地在至少一個更新周 期內(nèi)增大。
[0027] 第一測量部分的增加的數(shù)目優(yōu)選地對應(yīng)于第一測量部分的實(shí)際的數(shù)目乘以第一 測量部分的實(shí)際數(shù)目和顯示存儲器的所有存儲單元中的第一頻率值中的確定的最大第一 頻率值之間的商。
[0028] 如果顯示存儲器的所有存儲單元中的第一頻率值中的確定的最大第一頻率值到 達(dá)具體的限值，那么第一測量部分的數(shù)目優(yōu)選地在至少一個更新周期內(nèi)減少。
[0029] 該限值優(yōu)選地對應(yīng)于值2,該值進(jìn)行減少的比特?cái)?shù)次冪，減去一個更新周期內(nèi)的顯 示器的列的所有存儲單元中的總采樣值，減去一個更新周期內(nèi)的測量信號的第二測量部分 的數(shù)目和壓縮系數(shù)之間的整數(shù)商。
[0030] 第一測量部分的減少的數(shù)目優(yōu)選地對應(yīng)于所有存儲單元中的第一頻率值中的確 定的最大第一頻率值，所述最大第一頻率值達(dá)到所述限值。
[0031] 在確定所述限值的步驟中，如果在一個更新周期內(nèi)的第二測量部分的數(shù)目和壓縮 系數(shù)之間的商產(chǎn)生了模量，那么該模量優(yōu)選地通過以下來避免，通過相等地增大壓縮系數(shù) 和第二測量部分的數(shù)目，該第二測量部分通過壓縮系數(shù)在一個更新周期內(nèi)要在最新的壓縮 中被壓縮。
[0032] 如果每個更新周期測量信號的測量部分的數(shù)目變化，則優(yōu)選地必須執(zhí)行參數(shù)值 (第二測量部分和/或壓縮系數(shù)）的以下變化。
[0033] 如果每個更新周期測量信號的測量部分的數(shù)目增大，則一個更新周期內(nèi)的第一測 量部分的數(shù)目保持恒定且在實(shí)際更新周期內(nèi)通過壓縮系數(shù)要在最新的壓縮中壓縮的第二 測量部分的數(shù)目增大以實(shí)現(xiàn)所有更新周期內(nèi)的壓縮的第二測量部分的恒定數(shù)目。
[0034] 在下一個更新周期中，該壓縮系數(shù)增大以實(shí)現(xiàn)在所有的更新周期內(nèi)的壓縮的第二 測量部分的恒定數(shù)目。
[0035] 如果每一更新周期內(nèi)測量信號的測量部分的數(shù)目減小，在一個更新周期內(nèi)的第一 測量部分的數(shù)目保持恒定且在實(shí)際更新周期內(nèi)的第二測量部分的數(shù)目減小。用于每一存儲 單元的第二頻率值在實(shí)際的更新周期內(nèi)的減小的數(shù)目的第二測量部分中確定。
[0036] 在下一個更新周期中，壓縮系數(shù)減小以實(shí)現(xiàn)在所有的更新周期內(nèi)壓縮的第二測量 部分的恒定數(shù)目。
【附圖說明】
[0037] 以下將通過示例基于附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的測量裝置和本發(fā)明的方法的實(shí)施方 式。其中：
[0038] 圖1為具有像素的顯示圖，該像素顏色對應(yīng)于測量信號的直方圖的頻率值；
[0039] 圖2為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的具有在測量信號的每一第一測量部分和第 二測量部分中的采樣值的時間圖；
[0040]圖3為根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的具有在測量信號的每一第一測量部分和第 二測量部分中的采樣值的時間圖；
[0041]圖4為根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的具有在測量信號的每一第一測量部分和第 二測量部分中的采樣值的時間圖；
[0042] 圖5為具有顯示存儲器的本發(fā)明的的測量裝置的實(shí)施方式的框圖，該顯示存儲器 具有存儲單元，該存儲單元具有用于存儲測量信號的頻率值的減小的比特?cái)?shù)；
[0043] 圖6A為用于減少用于在測量裝置中的顯示存儲器的每一存儲單元中存儲的測量 信號的頻率值的比特?cái)?shù)的本發(fā)明的方法的第一實(shí)施方式的流程圖；
[0044] 圖6B為用于減少用于在測量裝置中的顯示存儲器的每一存儲單元中存儲的測量 信號的頻率值的比特?cái)?shù)的本發(fā)明的方法的第二實(shí)施方式的流程圖；以及
[0045] 圖6C為用于減少用于在測量裝置中的顯示存儲器的每一存儲單元中存儲的測量 信號的頻率值的比特?cái)?shù)的本發(fā)明的方法的第三實(shí)施方式的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046] 以下將詳細(xì)地解釋理解本發(fā)明所需要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。
[0047] 在顯示器的一個更新周期