MDO4000 系列混合域分析儀應(yīng)用之二調(diào)制域分析

MDO4000系列混合域分析儀應(yīng)用之二調(diào)制域分析一.概述泰克最新推出的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)獲得國內(nèi)外十多個最佳創(chuàng)新獎項(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試工具的簡單組合，這五種功能工作在同一時鐘、同一觸發(fā)機制下，使得MDO4000具有創(chuàng)新的時域、頻域、調(diào)制域時間相關(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可以總結(jié)如下：

-時域、頻域、調(diào)制域時間相關(guān)的跨域分析

-高性能寬帶調(diào)制域分析

-緊湊的五合一測試系統(tǒng)MDO4000系列混合域分析儀的以上特色，針對不同的應(yīng)用可以解決不同的問題，MDO4000的最突出的特色—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)當代數(shù)字射頻系統(tǒng)疑難雜癥的創(chuàng)新手段》中進行了闡述，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》，重點闡述MDO4000的第二個特色，主要包括MDO4000在工業(yè)控制領(lǐng)域如汽車電子、無線抄表、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)時刻牢記MDO4000本質(zhì)的特色—跨域分析，即MDO4000在進行調(diào)制域分析的同時可以進行跨域分析，解決傳統(tǒng)手段難以發(fā)現(xiàn)的問題。二.MDO4000調(diào)制域分析簡介從信號分析的理論可知，任何信號都可以從時域與頻域兩方面進行分析，連接時域與頻域的紐帶是傅里葉變換。有了時域與頻域分析，能否分析出某個信號的全部參數(shù)？并不盡然！因為我們今天遇到的信號，極少是簡單的基帶信號，通常都是帶有一定調(diào)制的射頻信號。對簡單的模擬調(diào)制信號如調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相以及相應(yīng)的ASK、FSK等簡單的數(shù)字調(diào)制信號，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)。但當今我們所遇到的射頻信號，往往是復雜的數(shù)字調(diào)制信號，如GSM、CDMA、3G、4G信號，或頻率、幅度、相位在寬頻帶內(nèi)快速變化的信號，如跳頻信號、雷達信號、超寬帶通信信號等，還有許多近場通信(NFC)信號，如RFID、ZigBee等。對這些信號，僅從時域和頻域上進行分析是遠遠不夠的，必須在調(diào)制域進行分析，才能得到信號的全貌。

簡單信號的調(diào)制域分析可以通過射頻信號的幅度、頻率或相位隨時間變化的曲線進行分析（圖2-3），而復雜的數(shù)字調(diào)制信號的調(diào)制域分析又稱矢量信號分析，這種分析利用I、Q星座圖，對復雜數(shù)字調(diào)制信號的調(diào)制域參數(shù)進行測試。矢量信號分析可以通過軟件完成，即矢量信號分析儀的界面都可以脫機運行，因此用示波器或頻譜儀對信號進行采集，然后用矢量信號分析軟件進行分析，是一種低成本、行之有效的方法。用示波器采集射頻信號的好處是帶寬寬，目前市面上的示波器的采樣率已經(jīng)達到100GHz，因此其采集帶寬理論上可以達到50GHz，如果不考慮價格因素，應(yīng)該是比較好的調(diào)制域?qū)拵Х治龇桨?。但用示波器采集射頻信號，存在兩個嚴重的問題，一是示波器是針對時域測試設(shè)計的，它的前端未對輸入信號進行任何諸如選頻之類的處理，因此采集信號的信噪比較差。最主要的是示波器的動態(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。頻譜儀或矢量信號分析儀具有較高的射頻指標，內(nèi)置矢量信號分析功能，但由于其高指標射頻前端的限制，射頻信號的采集帶寬受限，目前最好的矢量信號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，頻譜儀或矢量信號分析儀在這方面無法滿足測試需求。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，高速采集射頻信號后進行FFT頻譜分析，其射頻前端兼顧了頻譜儀或矢量信號分析儀的高指標，又具備示波器的大帶寬，同時具有優(yōu)異的性價比，是矢量信號分析儀的最佳補充。MDO4000的動態(tài)范圍達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3GHz，射頻信號存儲深度達79毫秒，與泰克RSAVu或SignalVu矢量信號分析軟件配合，可以滿足6GHz以下多種矢量信號分析需求。三.泰克RSAVu矢量信號分析軟件泰克RSAVu矢量信號分析軟件可以在PC上離線分析泰克MDO4000混合域分析儀及泰克實時頻譜分析儀(RTSA)捕獲的數(shù)據(jù)，該軟件為用戶提供了泰克RSA3000系列實時頻譜分析儀完全相同的分析功能。該軟件還支持遠程接口，可以在自動測試環(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)，最大限度地減少一致性測試和應(yīng)力測試所需的時間。特別需要指出的是，泰克公司RSA3000實時頻譜分析儀是國內(nèi)全部RFID認證實驗室必配的RFID信號符合性測試的標準測試儀器，因此RSAVu矢量信號分析軟件可以滿足目前全部RFID標準的符合性測試需求。由于泰克RSA3000實時頻譜分析儀已經(jīng)停產(chǎn)，MDO4000+RSAVu是RSA3000的最佳替代產(chǎn)品。

四.泰克SignalVu-PC矢量信號分析軟件泰克SignalVu-PC矢量信號分析軟件可以在PC上離線分析泰克MDO4000混合域分析儀及泰克實時頻譜分析儀(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系列實時頻譜分析儀完全相同的分析功能。與RSAVu相比，泰克SignalVu-PC矢量信號分析軟件界面更加友好，分析功能更為強大。泰克SignalVu-PC矢量信號分析軟件，具有雷達信號自動分析功能，可以通過簡單的設(shè)置，把27個雷達脈沖參數(shù)自動測量出來，這些測試項目包含了雷達測量里面所有的通用測試項目,有頻域的，時域的，還有調(diào)制域的，同時里面還有許多是已往測量儀器和測試手段無法進行測量的項目，如脈沖到脈沖的相位，脈沖到脈沖的頻率，頻率偏差，頻