MDO4000系列混合域分析仪应用之二调制域分析

射频/微波/无线测试

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描述

  高性能、宽带、多功能调制域分析的应用

  MDO4000

  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100MHz/300MHz/500MHz/1GHz 带宽数字荧光示波器

  - 3GHz/6GHz 频谱分析仪

  - 大于等于1GHz 带宽的调制域分析仪

  - 16 通道逻辑分析仪

  - 多种总线协议分析仪

  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

  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,MDO4000 的最突出的特色— 跨域分析已经在应用文章为《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》中进行了阐述, 本应用文章为《MDO4000 系列混合域分析仪应用之二 — 高性能宽带调制域分析的应用》,重点阐述MDO4000 的第二个特色,主要包括MDO4000在工业控制领域如汽车电子、无线抄表、医疗电子、安防中的应用;MDO4000 在RFID中的应用;MDO4000 在商用无线电通信系统如GSM、CDMA、3G、OFDM 中的应用以及MDO4000 在超宽带通信如宽带跳频、雷达中的应用。尽管本应用文章着重介绍MDO4000 在以上应用中的调制域分析,但应时刻牢记MDO4000 本质的特色 — 跨域分析,即MDO4000在进行调制域分析的同时可以进行跨域分析,解决传统手段难以发现的问题。

  二。 MDO4000 调制域分析简介

  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。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!因为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(图2-1)或频谱仪(图2-2)就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。

  MDO4000

  MDO4000

MDO4000   

  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2-3),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。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。

  用示波器采集射频信号的好处是带宽宽,目前市面上的示波器的采样率已经达到100GHz,因此其采集带宽理论上可以达到50GHz,如果不考虑价格因素,应该是比较好的调制域宽带分析方案。但用示波器采集射频信号,存在两个严重的问题,一是示波器是针对时域测试设计的,它的前端未对输入信号进行任何诸如选频之类的处理,因此采集信号的信噪比较差。最主要的是示波器的动态范围较低,通常只有45dB 左右,根源在于示波器的AD转换仅有8 位。

  频谱仪或矢量信号分析仪具有较高的射频指标,内置矢量信号分析功能,但由于其高指标射频前端的限制,射频信号的采集带宽受限,目前最好的矢量信号分析仪的采集带宽也低于200MHz,而现代超宽带通信系统的带宽往往大于500MHz,频谱仪或矢量信号分析仪在这方面无法满足测试需求。

  泰克公司创新的MDO4000 混合域分析仪具有示波器和频谱仪的硬件,特别是其频谱仪的硬件,高速采集射频信号后进行FFT 频谱分析,其射频前端兼顾了频谱仪或矢量信号分析仪的高指标,又具备示波器的大带宽,同时具有优异的性价比,是矢量信号分析仪的最佳补充。MDO4000 的动态范围达60dB 以上,大大高于示波器,其采集带宽大于1GHz,在某些条件下,可以达3GHz,射频信号存储深度达79毫秒,与泰克RSAVu或SignalVu矢量信号分析软件配合,可以满足6GHz以下多种矢量信号分析需求。

  三。 泰克RSAVu 矢量信号分析软件

  泰克 RSAVu 矢量信号分析软件可以在PC 上离线分析泰克MDO4000混合域分析仪及泰克实时频谱分析仪(RTSA) 捕获的数据,该软件为用户提供了泰克RSA3000 系列实 时频谱分析仪完全相同的分析功能。 该软件还支持远程接 口,可以在自动测试环境中执行数据分析。用户可以以编 程方式加载MDO或RSA 数据文件,提取解调参数,最大限度地减少一致性测试和应力测试所需的时间。

  特别需要指出的是,泰克公司RSA3000实时频谱分析仪是国内全部RFID认证实验室必配的RFID 信号符合性测试的标准测试仪器,因此 RSAVu 矢量信号分析软件可以满足目前全部RFID 标准的符合性测试需求。由于泰克RSA3000实时频谱分析仪已经停产, MDO4000+RSAVu是RSA3000 的最佳替代产品。

  MDO4000

MDO4000  

  四。 泰克SignalVu-PC 矢量信号分析软件

  泰克 SignalVu-PC 矢量信号分析软件可以在PC上离线分析泰克MDO4000 混合域分析仪及泰克实时频谱分析仪 (RTSA )以及其它泰克示波器所捕获的数据,该软件为用户提供了泰克RSA5000和RSA6000系列实时频谱分析仪完全相同的分析功能。与RSAVu 相比,泰克 SignalVu- PC 矢量信号分析软件界面更加友好,分析功能更为强大。

  泰克 SignalVu-PC 矢量信号分析软件,具有雷达信号自动分析功能,可以通过简单的设置,把27 个雷达脉冲参数自动测量出来,这些测试项目包含了雷达测量里面所有的通用测试项目,有频域的,时域的,还有调制域的,同时里面还有许多是已往测量仪器和测试手段无法进行测量的项目,如脉冲到脉冲的相位,脉冲到脉冲的频率,频率偏差,频率误差,相位偏差,相位误差等。尤其是相位信息的测量,因为相位信息在雷达信号分析中的低位是非常重要的。

MDO4000  

  与RSAVu 相比,泰克SignalVu分析功能更为强大,设置参数更为灵活,因此其更面向研究领域。RSAVu 支持多种通信标准测试,选中相应的测试标准,无需进行复杂的参数设置就可以得到相应的测试结果。

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