MDO4000調制域分析應用實(shí)例詳解

泰克最新推出的MDO4000系列混合域分析儀（圖1）自它誕生之日起，已經(jīng)獲得國內外十多個(gè)最佳創(chuàng )新獎項。MDO4000系列混合域分析儀究竟有何與眾不同之處？它的特色在于“五機合一”：四通道500MHz/1GHz帶寬數字熒光示波器；16通道邏輯分析儀；多種總線(xiàn)協(xié)議分析儀；3GHz/6GHz 頻譜分析儀；大于等于1GHz帶寬的調制域分析儀。但MDO4000絕不是以上五種測試工具的簡(jiǎn)單組合，這五種功能工作在同一時(shí)鐘、同一觸發(fā)機制下，使得MDO4000具有創(chuàng )新的時(shí)域、頻域、調制域時(shí)間相關(guān)的跨域分析功能。另外，高性能寬帶調制域分析也是MDO4000的一大特色。

MDO4000系列混合域分析儀的以上特色，針對不同的應用可以解決不同的問(wèn)題。本文重點(diǎn)闡述MDO4000在工業(yè)控制領(lǐng)域(如汽車(chē)電子、無(wú)線(xiàn)抄表、醫療電子、安防)和RFID中的應用。盡管本文是著(zhù)重介紹MDO4000在以上應用中的調制域分析，但需時(shí)刻牢記MDO4000本質(zhì)的特色——跨域分析，即MDO4000在進(jìn)行調制域分析的同時(shí)可以進(jìn)行跨域分析，解決傳統手段難以發(fā)現的問(wèn)題。

調制域分析簡(jiǎn)介

從信號分析的理論可知，任何信號都可以從時(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)信號的全部參數？并不盡然！因為我們今天遇到的信號，極少是簡(jiǎn)單的基帶信號，通常都是帶有一定調制的射頻信號。對簡(jiǎn)單的模擬調制信號如調幅、調頻、調相以及相應的ASK、FSK等簡(jiǎn)單的數字調制信號，用示波器（圖2-1）或頻譜儀（圖2-2）就可以分析其與調制有關(guān)的參數。然而當今射頻信號往往是復雜的數字調制信號，如GSM、CDMA、3G、4G信號，或頻率、幅度、相位在寬頻帶內快速變化的信號，如跳頻信號、雷達信號、超寬帶通信信號等，還有許多近場(chǎng)通信（NFC）信號，如RFID、ZigBee等。對這些信號，僅從時(shí)域和頻域上進(jìn)行分析是遠遠不夠的，必須在調制域進(jìn)行分析，才能得到信號的全貌。

簡(jiǎn)單信號的調制域分析可以通過(guò)射頻信號的幅度、頻率或相位隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)進(jìn)行分析（圖2-3），而復雜的數字調制信號的調制域分析又稱(chēng)矢量信號分析，這種分析利用I、Q星座圖，對復雜數字調制信號的調制域參數進(jìn)行測試。矢量信號分析可以通過(guò)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(jìn)行采集，然后用矢量信號分析軟件進(jìn)行分析，是一種低成本、行之有效的方法。

泰克公司創(chuàng )新的MDO4000混合域分析儀整合了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(jìn)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(shí)具有優(yōu)異的性?xún)r(jià)比，是矢量信號分析儀的最佳補充。MDO4000 的動(dòng)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(mǎn)足6GHz以下多種矢量信號分析需求。

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(xiàn)分析泰克MDO4000混合域分析儀及泰克實(shí)時(shí)頻譜分析儀( R T S A ) 捕獲的數據，該軟件為用戶(hù)提供了泰克RSA3000系列實(shí)時(shí)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(dòng)測試環(huán)境中執行數據分析。用戶(hù)可以以編程方式加載MDO或RSA數據文件，提取解調參數，最大限度地減少一致性測試和應力測試所需的時(shí)間。

泰克 RSAVu 矢量信號分析軟件支持全部商用標準，包括模擬解調分析、通用數字調制分析、相噪測試、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 信號分析)。

特別需要指出的是，泰克公司RSA3000實(shí)時(shí)頻譜分析儀是國內全部RFID認證實(shí)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(mǎn)足目前全部RFID標準的符合性測試需求。由于泰克RSA3000實(shí)時(shí)頻譜分析儀已經(jīng)停產(chǎn)， MDO4000 + RSAVu是RSA3000的最佳替代產(chǎn)品。

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(xiàn)分析泰克MDO4000混合域分析儀及泰克實(shí)時(shí)頻譜分析儀( R T S A )以及其它泰克示波器所捕獲的數據，該軟件為用戶(hù)提供了泰克RSA5000和RSA6000系列實(shí)時(shí)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(dòng)分析功能，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的設置，把27個(gè)雷達脈沖參數自動(dòng)測量出來(lái)，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(shí)域的，還有調制域的，同時(shí)里面還有許多是已往測量?jì)x器和測試手段無(wú)法進(jìn)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信號分析中的低位是非常重要的。

MDO4000 調制域分析應用案例

1.簡(jiǎn)單調制信號分析

簡(jiǎn)單調制信號主要包括ASK、FSK、PSK等簡(jiǎn)單的數字調制信號，它們在汽車(chē)電子、醫療電子、安防、無(wú)線(xiàn)抄表領(lǐng)域得到廣泛應用。簡(jiǎn)單數字調制系統的調測，重點(diǎn)在基帶電路，示波器將是主要的測試儀器，但根據測試規范，頻譜指標也必須測試，調制特性也是需要考慮的因素。

MDO4000集示波器、頻譜儀功能于一身，非常適于這類(lèi)應用。MDO4000本身具有射頻信號對時(shí)間光跡的功能，可以顯示射頻信號的幅度/頻率/相位隨時(shí)間變化的規律，對ASK、FSK、PSK信號，可以直觀(guān)地將波形顯示出來(lái)，利用示波器內置的多種測試功能，可以測量上述信號的幅度、周期、占空比、上升/下降沿等參數。

我們首先看一個(gè)汽車(chē)遙控鑰匙的頻譜與ASK調制波形實(shí)例（圖5-1-1）。在幅度隨時(shí)間變化的調制域波形中，我們可以清晰地看到導碼與數據之間的關(guān)系。在做ASK信號分析時(shí)，MDO4000的跨域分析特性也極具優(yōu)勢，圖5-1-2示意出ASK信號的基帶、時(shí)鐘、射頻調制波形與頻譜之間的關(guān)系。

圖5-1-3和圖5-1-4示意出遙控玩具車(chē)的控制信號，由于遙控玩具的射頻發(fā)射功率較低，對遙控信號的頻域和時(shí)域指標要求不高，但ASK的控制碼不能出錯，否則將無(wú)法實(shí)現遙控。圖5-1-3中第二個(gè)脈沖為窄脈沖，當遙控桿向上扳時(shí)，第二個(gè)脈沖變?yōu)閳D5-1-4的寬脈沖，MDO在測試遙控信號頻譜的同時(shí)，驗證了遙控碼的正確。

接下來(lái)我們看幾個(gè)FSK的實(shí)例，FSK調制比ASK的應用更為廣泛，因為這種調制更不易受外界干擾的影響，因此在汽車(chē)胎壓監測、安防、無(wú)線(xiàn)抄表及心臟起搏器等對抗干擾要求更高的場(chǎng)合得到廣泛應用。

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