实时频谱分析仪RF视图功能　应对跳频软件无线电挑战

昂。系统故障的部分主要原因为DSP、RF电路和控制软件，验证除错工具能够为系统设计人员提供很大的帮助，使其有效地发现问题。 

一旦找出错误，就须予以隔离和了解。为隔离问题和判定其根源，回溯信号路径以建立时间关联的错误非常重要，由于在SDR设计中信号信息的形式会改变，即从数字位变成连续变量的模拟电压，因此可能需要几件测试设备以诊断确切的问题来源。既然问题可能发生在信号路径中的任何一点，而且示波器和逻辑分析仪的内存容量有限，所以同时触发多个测试仪器并获取事件发生瞬间的能力，就显得极为重要。要做到这一点，每一台仪器都必须能在其领域中进行触发，如逻辑分析仪进行数字触发、示波器进行时域振幅触发、频谱分析仪则进行频域触发等。

包含实时频谱分析仪(RTSA)、任意波形发生器(AWG)、示波器和逻辑分析仪的整合点对点测试系统皆是理想的SDR测试工具。由测试与测量厂商挑选出的仪器，能利用交互触发和时间关联子系统视图一致地运作，以验证SDR性能，并在物理层和各种软件层执行多个测试程序，这些测试系统也可以用来了解频域和时域中SDR子系统之间的复杂互动，特别是突波信号(Burst)或跳频的信号。 

进行过滤和放大时，软件异常可能会在RF输出上造成暂时的RF能量脉冲。为了隔离软件和硬件性能，可以使用RTSA对频域中的瞬时进行触发、将事件获取到内存中，并驱动其他测试仪器以探测可能的错误来源。获取到的信号会以时间关联的方式表示，协助设计人员了解SDR的数字与模拟区块中的异常，如何以脉冲噪声的方式传播至RF输出。 

这些RTSA从频谱瞬时中找出问题的独特能力，可用来触发其他仪器，并取得差异极大之硬件与软件功能实作的时间关联视图，如RTSA可在信号路径的RF和中频(IF)部分获取信号，而逻辑分析仪可以获取数字基带信号，并将其与RTSA产生的符号表(Symbol Table)互相比较，不仅如此，某些RTSA还提供脱机软件，可用来分析从逻辑分析仪和示波器获得的数据，以进行硬件和软件的测量修正。 

验证基带IQ波形质量相当重要 

验证基带IQ波形质量对于系统工程师和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)设计人员都很重要。其可协助工程师测试基带在开发的初期阶段确认其功能是否正常，因为许多和数字电路有关的问题都出现在FPGA设计中。 

实际设计和应用中的基带信号为差分信号(I+、I-、Q+和Q-)，并可能有DC偏移，以前能够直接测试IQ信号的频谱分析仪非常少，能测试带有DC偏移之IQ信号的频谱分析仪就更少，因此工程师不得不使用示波器搭配额外的软件，以进行后续分析。  

选择RTSA使工程师能使用差动输入进行基带IQ测试，可在分析IQ、IF和RF信号时提供测量的一致性，使用RTSA测试IQ信号还可减少系统的复杂性、简化测试程序，同时提供比一般用途仪器更高的动态范围和更大的内存深度。

现代的RTSA集基带、RF和后续分析功能于一身，如RTSA能以14位的模拟数字转换器(ADC)，执行DC基带测量，确保测量的准确性。其中有些还拥有差动IQ输入功能，使工程师能将RTSA直接连接至基带IQ信号，以进行误差向量振幅(EVM)分析，且毋需任何额外的差动探棒组。除了EVM，这些RTSA还提供横跨多个领域的完全时间关联测量，包括时域、频域、调变域和星状图，这项功能在为跳频SDR进行疑难排除时极为重要。 

Live RF频谱视图清楚呈现跳频信号频率状态 

频率平复时间的定义为两个跳频频率之间的时间长度，这是跳频系统效率的主要来源之一，频率平复时间越短，系统的跳频速度就可以越快，测量频率平复时间可以确保合成器在最佳状况下运作，并将整体的系统性能最大化。

传统的频率平复时间测量方式受限于仪器，而且非常耗时，工程师必须依靠示波器和频率鉴别器进行测试，且只会显示信号包络和约略的信号稳定性。虽然示波器拥有极佳的时序分辨率，但是使用其测量细微的频率变化可能是一大挑战(视测量所需的频率分辨率而定)，示波器无法自动测量跳频的频率，也只能估计频率平复时间。

新开发的RTSA提供自动化的频率平复时间测量，工程师只要设定频率平复临界值和平滑系数等参数，就可以迅速准确地测量跳频信号的频率平复时间，也可以看到跳频时的频谱变化。除跨越多个领域的时间关联测量，有些RTSA还能够产生频谱的Live RF视图(图3)，并提供频罩触发(FMT)，这些独特的功能更有效地简化了跳频信号的疑难排除，使测量变得轻松(图4)。

图3　RTSA的数字荧光显示器和频罩触发有助于迅速辨识、获取和疑难排除跳频信号。

图4利用频谱图(左上)、频率对振幅(右上)、信号调变质