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MDO4000调制域分析应用实例详解

发布时间:2020-07-01 01:38:07 阅读: 来源:螺旋输送机厂家

泰克最新推出的MDO4000系列混合域分析仪(图1)自它诞生之日起,已经获得国内外十多个最佳创新奖项。MDO4000系列混合域分析仪究竟有何与众不同之处?它的特色在于“五机合一”:四通道500MHz/1GHz带宽数字荧光示波器;16通道逻辑分析仪;多种总线协议分析仪;3GHz/6GHz 频谱分析仪;大于等于1GHz带宽的调制域分析仪。但MDO4000绝不是以上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。另外,高性能宽带调制域分析也是MDO4000的一大特色。

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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。本文重点阐述MDO4000在工业控制领域(如汽车电子、无线抄表、医疗电子、安防)和RFID中的应用。尽管本文是着重介绍MDO4000在以上应用中的调制域分析,但需时刻牢记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。

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。然而当今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。

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。

泰克公司创新的MDO4000混合域分析仪整合了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。

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( R T S A ) 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。

泰克 RSAVu 矢量信号分析软件支持全部商用标准,包括模拟解调分析、通用数字调制分析、相噪测试、W-CDMA、HSUPA、HSDPA、GSM/EDGE、CDMA2000 1x、CDMA2000 1xEV-DO、RFID、IEEE 802.11 a/b/g/n WLAN、IEEE 802.15.4 OQPSK (Zigbee)、P25 (C4FM 信号分析)。

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。

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( R T S A )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 调制域分析应用案例

1.简单调制信号分析

简单调制信号主要包括ASK、FSK、PSK等简单的数字调制信号,它们在汽车电子、医疗电子、安防、无线抄表领域得到广泛应用。简单数字调制系统的调测,重点在基带电路,示波器将是主要的测试仪器,但根据测试规范,频谱指标也必须测试,调制特性也是需要考虑的因素。

MDO4000集示波器、频谱仪功能于一身,非常适于这类应用。MDO4000本身具有射频信号对时间光迹的功能,可以显示射频信号的幅度/频率/相位随时间变化的规律,对ASK、FSK、PSK信号,可以直观地将波形显示出来,利用示波器内置的多种测试功能,可以测量上述信号的幅度、周期、占空比、上升/下降沿等参数。

我们首先看一个汽车遥控钥匙的频谱与ASK调制波形实例(图5-1-1)。在幅度随时间变化的调制域波形中,我们可以清晰地看到导码与数据之间的关系。在做ASK信号分析时,MDO4000的跨域分析特性也极具优势,图5-1-2示意出ASK信号的基带、时钟、射频调制波形与频谱之间的关系。

图5-1-3和图5-1-4示意出遥控玩具车的控制信号,由于遥控玩具的射频发射功率较低,对遥控信号的频域和时域指标要求不高,但ASK的控制码不能出错,否则将无法实现遥控。图5-1-3中第二个脉冲为窄脉冲,当遥控杆向上扳时,第二个脉冲变为图5-1-4的宽脉冲,MDO在测试遥控信号频谱的同时,验证了遥控码的正确。

接下来我们看几个FSK的实例,FSK调制比ASK的应用更为广泛,因为这种调制更不易受外界干扰的影响,因此在汽车胎压监测、安防、无线抄表及心脏起搏器等对抗干扰要求更高的场合得到广泛应用。

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