一、概述
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(dāng)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(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(dāng)今我們所遇到的射頻信號,往往是復(fù)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(dá)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(fù)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(fù)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(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(yán)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(biāo),內(nèi)置矢量信號分析功能,但由于其高指標(biāo)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(biāo),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(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,射頻信號存儲深度達(dá)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(yuǎn)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(rèn)證實驗室必配的RFID 信號符合性測試的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(dá)信號自動分析功能,可以通過簡單的設(shè)置,把27 個雷達(dá)脈沖參數(shù)自動測量出來,這些測試項目包含了雷達(dá)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,頻率誤差,相位偏差,相位誤差等。尤其是相位信息的測量,因為相位信息在雷達(dá)信號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)測試,選中相應(yīng)的測試標(biāo)準(zhǔn),無需進行復(fù)雜的參數(shù)設(shè)置就可以得到相應(yīng)的測試結(jié)果。
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