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MDO4000混合域示波器结构解密(上)

时间:01-12 来源:互联网 点击:

波器都是用来观察时域的信号的,它的使用界面与功能都是围绕时域的概念来设计的,因此,用户无法直观的调节例如:中心频率,跨度,RBW分辨率带宽等参数来调节频谱,他必须要使用时域的观念,即调节采样率、记录长度等来控制他所要观看的FFT频谱的中心频率,跨度,RBW分辨率带宽等。比方说,对于输入100MHz的方波进行FFT,使用500MS/s的采样率以及1MB的记录长度,得出来的FFT频谱的中心频率,跨度,RBW分辨率带宽究竟是多少呢?我们可想而知,没有经过计算,用户很难直观地知道两者之间的关系。计算经过计算,获得确切的所需设置通常也是不可能的。此外,FFT通常在与时域曲线相同的窗口中显示,因此很容易导致客户对这些画面与时域的波形发生混淆。因此,从使用的便利性来说,示波器FFT从根本上就不是为了观看射频频域信号而优化的,对比使用频谱分析仪来观看与测量射频与频域信号,频谱分析仪要直观得多。

另外值得注意的是,示波器的带宽都是从DC开始的,而一般的频谱分析仪都并不是从DC开始的,因为一般频谱分析仪的输入前端都备有衰减器,来保护耐压比较差的混频器,而且混频器的线性范围都比较窄,透过衰减信号使得落在混频器的线性范围内来避免不必要的谐波失真。但是因为加入了衰减器的缘故,频谱分析仪一般比较困难将它的低频响应扩展到DC,比较常见的是从9KHz开始。

MDO4000混合域示波器

大多数频谱分析仪能够以“零跨度”画面的形式显示时域数据。从表面上看,这似乎为许多用户提供了充分的时域分析功能。但实际上,普通频谱分析仪(即使有零跨度功能)对进行时域测量来说也是次优方案。与普通频谱分析仪相比,MDO混合域示波器拥有多个主要优势:

  • 多条输入通道,包括模拟、数字、总线等,提供系统级洞察力
  • 一条专用RF输入通道,多个并发的时间相关的频域和时域视图,提供系统重要信息
  • 能够观察RF信号随时间的变化,而没有传统频谱分析仪的结构限制
  • 基于时间的宽频谱捕获带宽采集结构,可以简便地分析随时间变化、快速发生的RF信号

第一个主要优势源于多条输入通道。MDO4000混合域示波器利用MSO专用示波器和数字通道,得到一个能够超越普通频谱分析仪单通道功能的信号测量产品。

现代RF射频信号由复杂的嵌入式系统来生成、接收和管理。串行和并行数据总线用于不同组件之间的通信。可以由微处理器来管理电源。RF射频系统本身可以是更大的电子器件的一部分,预计提供与RF射频系统相关的进一步功能。

现今的趋势是RF射频信号在现代电子系统中被“孤立”的可能性变得很小,这些无线器件都与其它的ADC,DSP,MEMORY等芯片高度地被集成在同一个嵌入式系统内。由于传统频谱分析仪只有一条输入通道,专门用来进行简单的RF射频测量,因此它不能采集嵌入式设计(RF, 模拟, 数字,总线)的整套信号以及它们之间的交互如何。

MDO4000系列混合域示波器提供了一套完整的输入通道:

  • 4条模拟时域通道,500 MHz或1 GHz带宽,拥有串行总线解码和触发功能
  • 16条数字时域通道,高达60.6 ps定时分辨率,拥有串行总线解码和触发功能
  • 1条RF频域通道,拥有3 GHz或6 GHz输入频率范围

图12.传统示波器简化的采集系统。

图13.MDO4000混合域示波器简化的采集系统,RF射频通道是专用独立的。

图14.中红圈部分是专用的RF 通道,与示波器的通道是互相独立的。

更重要的是,这些输入通道在时间上都是相关的。

比方说,混合域示波器可以显示与测量从发送给RF发射机的串行数据命到达的时刻,到RF突发脉冲被发射时刻之间的定时关系,从而了解电子系统内部多个信号之间的交互关系,这样对透视、诊断和调试设备的行为至关重要。

由于能够同时观察随时间变化的信号的时域和频域状况,因此对了解信号行为的真正特点现在要容易得多了。一些简单的射频事件,如跳频信号,使用传统的频谱分析仪很难得到概括的了解。现在有了MDO4000混合域示波器就可以同时观察与测量驱动跳频的控制信号(模拟),控制命令在总线上所传输的码型(数字)以及跳频射频信号的频谱,和它们在时间上的定时关系。

图15. 简化的MDO4000混合域示波器RF通道结构的方框图

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