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
