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MDO4000系列混合域分析仪应用之一跨域分析

时间:07-13 来源:3721RD 点击:

一. 概述

  泰克最新推出的MDO4000系列混合域分析仪(图1-1),是一款具有创新意义的分析仪,自它诞生之日起,已经 获得国内外十多个最佳创新奖项(图1-2)。MDO4000之 所以获得巨大的成功,根源在于它推出了创新的概念- 跨域分析,利用跨域分析,可以发现传统手段无法发现 的嵌入式射频系统以及数字射频系统的疑难杂症。

  MDO4000 系列混合域分析仪究竟是什么?我们可以将 其基本功能总结如下:

  - 四通道500MHz/1GHz 带宽数字荧光示波器

  - 16 通道逻辑分析仪

  - 多种总线协议分析仪

  - 3GHz/6GHz 频谱分析仪

  - 大于等于1GHz 带宽的调制域分析仪

  五合一系统,是MDO4000 系列混合域分析仪的特色之 一,但MDO4000 绝不是以上罗列的五种测试工具的简 单组合,这五种功能工作在同一时钟、同一触发机制下, 使得MDO4000 具有创新的时域、频域、调制域时间相 关的跨域分析功能。为此,我们将MDO4000 系列混合 域分析仪的特色可以总结如下:

  - 时域、频域、调制域时间相关的跨域分析

  - 高性能宽带调制域分析

  - 紧凑的五合一测试系统


  MDO4000 系列混合域分析仪的以上特色,针对不同的 应用可以解决不同的问题,本应用文章为《MDO4000 系 列混合域分析仪应用之一 - 跨域分析发现当代数字射频 系统疑难杂症的创新手段》,重点阐述MDO4000的第一 个、也是最具创新意义的特色及其应用。其它两个特色 将在《MDO4000 系列混合域分析仪应用之二、之三》中 进一步阐述,有兴趣的读者可以进一步参阅。

二. 跨域分析简介

  时间相关的跨域分析是MDO4000 最具创新的特色,那 么什么是跨域分析?要理解这一问题,我们先对信号分 析做简要的总结。

  1. 信号分析概述

  从信号分析的理论可知,任何信号都可以从时域与频域 两方面进行分析,连接时域与频域的纽带是傅里叶变换, 图2-1-1就是这种关系的示意图。那么为什么要从时域 和频域两方面对信号进行分析?从图2-1-2 可以看出, 我们关心的信号的某些参数,如:周期,上升、下降沿 等用示波器很容易测试,而示波器是时域分析的典型测 试仪器。另一些参数,如:信号带宽、谐波等用示波器 很难测试,但用频谱仪可以轻松测出,而频谱仪是典型 的频域测试工具。由此可知,与时间相关的信号参数,需 要在时域进行分析,与频率相关的信号参数,需要在频 域进行分析。

  有了时域与频域分析,能否分析出某个信号的全部参 数?并不尽然!我们今天遇到的信号,极少是简单的基 带信号,通常都是带有一定调制的射频信号。对简单的 模拟调制信号如调幅、调频、调相以及相应的ASK、FSK 等简单的数字调制信号,用示波器(2-1-3)或频谱仪(图 2-1-4)可以分析其与调制有关的参数。但当今我们所遇 到的射频信号,往往是复杂的数字调制信号,如GSM、 CDMA、3G、4G 信号,或频率、幅度、相位在宽频带内 快速变化的信号,如跳频信号、雷达信号、超宽带通信 信号等,还有许多近场通信(NFC)信号,如RFID、ZigBee 等。对这些信号,仅从时域和频域上进行分析是远远不 够的,必须在调制域进行分析,才能得到信号的全貌。


简单信号的调制域分析可以通过射频信号的幅度、频率 或相位随时间变化的曲线进行分析(图2-1-5),而复杂 的数字调制信号的调制域分析又称矢量信号分析,这种 分析利用I、Q 星座图,对复杂数字调制信号的调制域参 数进行测试。图2-1-6与图2-1-7为两种不同的矢量信 号分析仪的测试截图,图2-1-6示意出带有线性调频的 雷达信号分析,图2-1-7示意出GSM信号的矢量分析, 二者界面不同,但都能完成同类工作。此外,矢量信号 分析可以通过软件完成,即矢量信号分析仪的界面都可 以脱机运行,因此用示波器或频谱仪对信号进行采集, 然后用矢量信号分析软件进行分析,是一种低成本、行 之有效的方法。MDO4000具有采集矢量信号的功能,有 关MDO4000 及矢量信号分析软件进行矢量信号分析的 应用,请参阅《MDO4000 系列混合域分析仪应用之二》。

  2. 射频信号多域分析 图2-1-6、图2-1-7,在显示复杂数字调制射频信号的 矢量分析的同时,还显示了被测射频信号的频谱,这是 矢量信号分析仪(或软件)的基本功能,同样,某些频谱仪 也带有矢量信号分析功能。由此可知,矢量信号分析可

以对输入的射频信号进行频域和调制域的多个参数进行 全面分析,这些不同的参数用多个窗口显示。多数情况 下,这些参数之间在时间轴上并不相关,只有实时频谱分 析仪才具有时间相关的特性。但是,有一点十分重要,那 就是无论是频谱仪或矢量信号分析仪,还是实时频

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