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基于泰克示波器MSO64的瞬態(tài)過程分析


  來源: 泰克科技 時(shí)間:2020-05-06 編輯:清風(fēng)
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泰克新一代示波器MSO64采用全新TEK049平臺,不僅實(shí)現(xiàn)了4通道同時(shí)打開時(shí)25GS/s的高采樣率,而且實(shí)現(xiàn)了硬件12-bit高垂直分辨率。同時(shí),由于采用了新型低噪聲前端放大 ASIC—TEK061,大大降低了噪聲水平,在1mv/div時(shí),實(shí)測的本底噪聲RSM值只有58uV,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于市場同類示波器。這些特性都是MSO64頻譜模式——Spectrum View獲得高動態(tài)、低噪底的強(qiáng)有力保證。


近日 Spectrum View 又新增了 RF_vs_Time Waveform 測試功能,使用該功能可以分析信號的瞬態(tài)變化過程,包括信號幅度、頻率和相位的瞬態(tài)變化趨勢,因此通常將其稱為信號的瞬態(tài)過程分析。典型的信號瞬態(tài)過程分析應(yīng)用場景包括:脈沖信號包絡(luò)及脈內(nèi)調(diào)制分析、跳頻信號分析、PLL頻率鎖定時(shí)間測試、RF開關(guān)切換時(shí)間測試、脈沖調(diào)制器上升時(shí)間測試、RF Module及模擬IQ調(diào)制器絕對時(shí)延測試等。本文將重點(diǎn)介紹瞬態(tài)分析功能在脈沖、跳頻及PLL頻率鎖定時(shí)間測試中的應(yīng)用。




圖1. MSO64采用全新TEK049平臺和超低噪聲前端TEK061


瞬態(tài)過程分析基礎(chǔ)


信號的瞬態(tài)過程分析,實(shí)際就是信號的三要素——幅度、頻率和相位隨時(shí)間的變化過程分析,不同的信號關(guān)注的參數(shù)不同,比如跳頻信號尤為關(guān)注頻率的變化規(guī)律,脈沖信號比較關(guān)注信號包絡(luò)及其時(shí)間參數(shù)等。但無論關(guān)注什么參數(shù),總要先得到幅度、頻率和相位的波形。Spectrum View是如何得到這些波形的呢?


Spectrum View采用了圖2所示的DDC (數(shù)字下變頻)架構(gòu),經(jīng)對原始采樣點(diǎn)處理,可以得到信號的數(shù)字IQ數(shù)據(jù),信號幅度、頻率和相位特征均包含于IQ數(shù)據(jù)中。每一組IQ樣點(diǎn)對應(yīng)的幅度、頻率和相位時(shí),便可以得到它們隨時(shí)間的變化趨勢,從而完成信號瞬態(tài)過程的分析。



圖2. 數(shù)字下變頻后得到IQ數(shù)據(jù)


瞬態(tài)過程分析應(yīng)用場景


(1) 脈沖及跳頻信號測試


對于從事射頻脈沖信號分析測試的工程師而言,通常都要測試脈沖的上升/下降時(shí)間、脈寬及周期等時(shí)間參數(shù),以及脈內(nèi)功率平均值及最大值。只有得到射頻脈沖信號的包絡(luò)后,才能更加方便地進(jìn)行這些參數(shù)的測試。過去通常使用一個(gè)外部包絡(luò)檢波器,提取包絡(luò)后再使用示波器測試。采用 Spectrum View 的瞬態(tài)分析功能,無需任何外部附件,即可輕松得到信號的包絡(luò),圖3所示的“C1-M”曲線即為包絡(luò)。


值得一提的是,示波器的自動測量功能也可以應(yīng)用于時(shí)域包絡(luò),從而自動完成脈沖信號時(shí)間參數(shù)及功率參數(shù)的測試,而不再需要使用光標(biāo)測試,從而提高了測試精度?,F(xiàn)代雷達(dá)越來越多的采用脈沖壓縮技術(shù),以保證探測距離的同時(shí),提高距離分辨率,其中以線性調(diào)頻脈沖(chirp pulse)多見。線性調(diào)頻脈沖信號的測試,除了要觀測上述的時(shí)間和功率參數(shù),還要對脈內(nèi)的頻率調(diào)制作解調(diào)分析,以檢驗(yàn) 調(diào)頻帶寬 、 調(diào)頻斜率 及 線性度。在 Spectrum View 的瞬態(tài)模式下,可以完成解調(diào)分析,如圖3所示的“C1-f”曲線,并支持測試結(jié)果的保存,以作進(jìn)一步的分析。



圖3. RF Chirp Pulse的頻譜、波形、包絡(luò)、頻率及相位曲線


類似地, Spectrum View 還可以應(yīng)用于跳頻信號的分析,觀測的依然是頻率解調(diào)曲線。得到跳頻圖案后,可以進(jìn)一步分析每個(gè)頻點(diǎn)的 駐留時(shí)間 以及 相鄰頻點(diǎn) 之間的切換時(shí)間等參數(shù)。



圖4. Spectrum View的瞬態(tài)模式可以直接解調(diào)出跳頻圖案


(2) PLL頻率鎖定時(shí)間測試


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