概述
泰克推出的mdo4000 系列混合域分析儀( 圖1-1)，是一款具有創(chuàng)新意義的分析儀，自它誕生之日起，已經(jīng)獲得國(guó)內(nèi)外十多個(gè)創(chuàng)新獎(jiǎng)項(xiàng)( 圖1-2)。mdo4000 之所以獲得巨大的成功，根源在于它推出了創(chuàng)新的概念- 跨域分析，利用跨域分析，可以發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)手段無(wú)法發(fā)現(xiàn)的嵌入式射頻系統(tǒng)以及數(shù)字射頻系統(tǒng)的疑難雜癥。mdo4000 系列混合域分析儀究竟是什么？我們可以將其基本功能總結(jié)如下：四通道100mhz/300mhz/500mhz/1ghz 帶寬數(shù)字熒光示波器3ghz/6ghz 頻譜分析儀大于等于1ghz 帶寬的調(diào)制域分析儀16 通道邏輯分析儀多種總線協(xié)議分析儀五合一系統(tǒng)，是mdo4000 系列混合域分析儀的特色之一，但mdo4000 絕不是以上羅列的五種測(cè)試工具的簡(jiǎn)單組合，這五種功能工作在同一時(shí)鐘、同一觸發(fā)機(jī)制下，使得mdo4000 具有創(chuàng)新的時(shí)域、頻域、調(diào)制域時(shí)間相關(guān)的跨域分析功能。為此，我們將mdo4000系列混合域分析儀的特色總結(jié)如下：時(shí)域、頻域、調(diào)制域時(shí)間相關(guān)的跨域分析高性能寬帶調(diào)制域分析緊湊的五合一測(cè)試系統(tǒng)mdo4000 系列混合域分析儀的以上特色，針對(duì)不同的應(yīng)用可以解決不同的問(wèn)題，mdo4000 的zui突出的特色 — 跨域分析已經(jīng)在應(yīng)用文章為《mdo4000 系列混合域分析儀應(yīng)用之一 — 跨域分析發(fā)現(xiàn)當(dāng)代數(shù)字射
頻系統(tǒng)疑難雜癥的創(chuàng)新手段》中進(jìn)行了闡述，本應(yīng)用文章為《mdo4000 系列混合域分析儀應(yīng)用之二 — 高性能寬帶調(diào)制域分析的應(yīng)用》，重點(diǎn)闡述mdo4000的第二個(gè)特色，主要包括mdo4000 在工業(yè)控制領(lǐng)域如汽車電子、無(wú)線抄表、醫(yī)療電子、安防中的應(yīng)用；mdo4000 在rfid 中的應(yīng)用；mdo4000 在商用無(wú)線電通信系統(tǒng)如gsm、cdma、3g、ofdm 中的應(yīng)用以及mdo4000 在超寬帶通信如寬帶跳頻、雷達(dá)中的應(yīng)用。盡管本應(yīng)用文章著重介紹mdo4000 在以上應(yīng)用中的調(diào)制域分析，但應(yīng)時(shí)刻牢記mdo4000 本質(zhì)的特色 — 跨域分析，即mdo4000 在進(jìn)行調(diào)制域分析的同時(shí)可以進(jìn)行跨域分析，解決傳統(tǒng)手段難以發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。
圖 1-1. 創(chuàng)新的 mdo4000 混合域分析儀
圖 1-2. mdo4000 獲得測(cè)量業(yè)內(nèi)多個(gè)創(chuàng)新獎(jiǎng)
mdo4000 調(diào)制域分析簡(jiǎn)介
從信號(hào)分析的理論可知，任何信號(hào)都可以從時(shí)域與頻域兩方面進(jìn)行分析，連接時(shí)域與頻域的紐帶是傅里葉變換。有了時(shí)域與頻域分析，能否分析出某個(gè)信號(hào)的全部參數(shù)？并不盡然！因?yàn)槲覀兘裉煊龅降男盘?hào)，極少是簡(jiǎn)單的基帶信號(hào)，通常都是帶有一定調(diào)制的射頻信號(hào)。對(duì)簡(jiǎn)單的模擬調(diào)制信號(hào)如調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相以及相應(yīng)的ask、fsk 等簡(jiǎn)單的數(shù)字調(diào)制信號(hào)，用示波器( 圖2-1) 或頻譜儀( 圖2-2) 就可以分析其與調(diào)制有關(guān)的參數(shù)。但當(dāng)今我們所遇到的射頻信號(hào)，往往是復(fù)雜的數(shù)字調(diào)制信號(hào)，如gsm、cdma、3g、4g 信號(hào)，或頻率、幅度、相位在寬頻帶內(nèi)快速變化的信號(hào)，如跳頻信號(hào)、雷達(dá)信號(hào)、超寬帶通信信號(hào)等，還有許多近場(chǎng)通信(nfc) 信號(hào)，如rfid、zigbee 等。對(duì)這些信號(hào)，僅從時(shí)域和頻域上進(jìn)行分析是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須在調(diào)制域進(jìn)行分析，才能得到信號(hào)的全貌。簡(jiǎn)單信號(hào)的調(diào)制域分析可以通過(guò)射頻信號(hào)的幅度、頻率或相位隨時(shí)間變化的曲線進(jìn)行分析( 圖2-3)，而復(fù)雜的數(shù)字調(diào)制信號(hào)的調(diào)制域分析又稱矢量信號(hào)分析，這種分析利用i、q 星座圖，對(duì)復(fù)雜數(shù)字調(diào)制信號(hào)的調(diào)制域參數(shù)進(jìn)行測(cè)試。矢量信號(hào)分析可以通過(guò)軟件完成，即矢量信號(hào)分析儀的界面都可以脫機(jī)運(yùn)行，因此用示波器或頻譜儀對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集，然后用矢量信號(hào)分析軟件進(jìn)行分析，是一種低成本、行之有效的方法。用示波器采集射頻信號(hào)的好處是帶寬寬，目前市面上的示波器的采樣率已經(jīng)達(dá)到100ghz，因此其采集帶寬理論上可以達(dá)到50ghz，如果不考慮價(jià)格因素，應(yīng)該是比較好的調(diào)制域?qū)拵Х治龇桨浮５檬静ㄆ鞑杉漕l信號(hào)，存在兩個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題，一是示波器是針對(duì)時(shí)域測(cè)試設(shè)計(jì)的，它的前端未對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行任何諸如選頻之類的處理，因此采集信號(hào)的信噪比較差。zui主要的是示波器的動(dòng)態(tài)范圍較低，通常只有45db 左右，根源在于示波器的ad 轉(zhuǎn)換僅有8 位。頻譜儀或矢量信號(hào)分析儀具有較高的射頻指標(biāo)，內(nèi)置矢量信號(hào)分析功能，但由于其高指標(biāo)射頻前端的限制，射頻信號(hào)的采集帶寬受限，目前的矢量信號(hào)分析儀的采集帶寬也低于200mhz，而現(xiàn)代超寬帶通信系統(tǒng)的帶寬往往大于500mhz，頻譜儀或矢量信號(hào)分析儀在這方面無(wú)法滿足測(cè)試需求。泰克公司創(chuàng)新的mdo4000 混合域分析儀具有示波器和頻譜儀的硬件，特別是其頻譜儀的硬件，高速采集射頻信號(hào)后進(jìn)行fft 頻譜分析，其射頻前端兼顧了頻譜儀或矢量信號(hào)分析儀的高指標(biāo)，又具備示波器的大帶寬，同時(shí)具有優(yōu)異的性價(jià)比，是矢量信號(hào)分析儀的補(bǔ)充。mdo4000 的動(dòng)態(tài)范圍達(dá)60db 以上，大大高于示波器，其采集帶寬大于1ghz，在某些條件下，可以達(dá)3ghz，射頻信號(hào)存儲(chǔ)深度達(dá)79 毫秒，與泰克rsavu 或signalvu 矢量信號(hào)分析軟件配合，可以滿足6ghz 以下多種矢量信號(hào)分析需求。
圖2-1. 用示波器測(cè)試ask 信號(hào)
圖2-2. 用頻譜儀測(cè)試ask 信號(hào)
圖2-3. ask 信號(hào)幅度隨時(shí)間變化曲線
泰克rsavu 矢量信號(hào)分析軟件
泰克 rsavu 矢量信號(hào)分析軟件可以在pc 上離線分析泰克mdo4000 混合域分析儀及泰克實(shí)時(shí)頻譜分析儀(rtsa) 捕獲的數(shù)據(jù)，該軟件為用戶提供了泰克rsa3000 系列實(shí)時(shí)頻譜分析儀*相同的分析功能。該軟件還支持遠(yuǎn)程接口，可以在自動(dòng)測(cè)試環(huán)境中執(zhí)行數(shù)據(jù)分析。用戶可以以編程方式加載mdo 或rsa 數(shù)據(jù)文件，提取解調(diào)參數(shù)，zui大限度地減少一致性測(cè)試和應(yīng)力測(cè)試所需的時(shí)間。泰克 rsavu 矢量信號(hào)分析軟件支持全部商用標(biāo)準(zhǔn)，包括模擬解調(diào)分析、通用數(shù)字調(diào)制分析、相噪測(cè)試、wcdma、hsupa、hsdpa、gsm/edge、cdma20001x、cdma2000 1xev-do rfid、ieee 802.11 a/b/g/n wlan、ieee 802.15.4 oqpsk (zigbee)、p25 (c4fm信號(hào)分析)。特別需要指出的是，泰克公司rsa3000 實(shí)時(shí)頻譜分析儀是國(guó)內(nèi)全部rfid 認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室必配的rfid 信號(hào)符合性測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試儀器，因此 rsavu 矢量信號(hào)分析軟件可以滿足目前全部rfid 標(biāo)準(zhǔn)的符合性測(cè)試需求。由于泰克rsa3000 實(shí)時(shí)頻譜分析儀已經(jīng)停產(chǎn)，mdo4000+rsavu 是rsa3000 的替代產(chǎn)品。
圖3-1. rsavu 測(cè)試16 qam 信號(hào)
圖3-2. rsavu 測(cè)試rfid 1800-6c 標(biāo)準(zhǔn)
泰克signalvu-pc 矢量信號(hào)分析軟件
泰克 signalvu-pc 矢量信號(hào)分析軟件可以在pc 上離線分析泰克mdo4000 混合域分析儀及泰克實(shí)時(shí)頻譜分析儀(rtsa ) 以及其它泰克示波器所捕獲的數(shù)據(jù)，該軟件為用戶提供了泰克rsa5000 和rsa6000 系列實(shí)時(shí)頻譜分析儀*相同的分析功能。與rsavu 相比，泰克 signalvu-pc 矢量信號(hào)分析軟件界面更加友好，分析功能更為強(qiáng)大。泰克 signalvu-pc 矢量信號(hào)分析軟件，具有雷達(dá)信號(hào)自動(dòng)分析功能，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的設(shè)置，把27 個(gè)雷達(dá)脈沖參數(shù)自動(dòng)測(cè)量出來(lái)，這些測(cè)試項(xiàng)目包含了雷達(dá)測(cè)量里面所有的通用測(cè)試項(xiàng)目, 有頻域的，時(shí)域的，還有調(diào)制域的，同時(shí)里面還有許多是已往測(cè)量?jī)x器和測(cè)試手段無(wú)法進(jìn)行測(cè)量的項(xiàng)目，如脈沖到脈沖的相位，脈沖到脈沖的頻率，頻率偏差，頻率誤差，相位偏差，相位誤差等。尤其是相位信息的測(cè)量，因?yàn)橄辔恍畔⒃诶走_(dá)信號(hào)分析中的低位是非常重要的。與rsavu 相比，泰克signalvu 分析功能更為強(qiáng)大，設(shè)置參數(shù)更為靈活，因此其更面向研究領(lǐng)域。rsavu支持多種通信標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，選中相應(yīng)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的參數(shù)設(shè)置就可以得到相應(yīng)的測(cè)試結(jié)果。
圖4-1. signalvu-pc 對(duì)線性調(diào)頻雷達(dá)信號(hào)的分析