實(shí)時(shí)頻譜分析儀可揭示難檢的毛刺和其它瞬態(tài)RF信號

數字射頻(RF)技術(shù)迅速發(fā)展帶來(lái)一個(gè)結果，就是頻譜越來(lái)越擁擠，使用效率也越來(lái)越高；與此同時(shí)，現代RF信號也變得異常復雜。為了改善容量、性能及保密性，一般會(huì )結合使用完善的RF技術(shù)，如突發(fā)、跳頻和自適應調制，這些技術(shù)都表現出功率和頻率隨時(shí)間變化的特點(diǎn)，且具有瞬變性。這些信號的交錯和流行給設計工程師帶來(lái)各種挑戰，他們必須捕獲和分析這些隨時(shí)間變化的RF信號。

RF工程師比以前更需要查看隨時(shí)間變化的RF信號的準確細節，因此泰克公司射頻測試產(chǎn)品線(xiàn)副總裁Rick King指出：“RF領(lǐng)域中不能再忽略時(shí)間，現在是需要下一代實(shí)時(shí)頻譜分析技術(shù)的時(shí)候了。”依靠傳統掃頻分析儀和矢量信號分析儀(VSA)，工程師一直不能100%地捕獲和分析這些瞬態(tài)RF信號。泰克最新推出的RSA6100A系列實(shí)時(shí)頻譜分析儀使得工程師能夠迅速捕獲和分析問(wèn)題。

該系列產(chǎn)品提供捕獲帶寬和動(dòng)態(tài)范圍的極佳組合，6.2GHz RSA6106A和14GHz RSA6114A提供了業(yè)內領(lǐng)先的110MHz實(shí)時(shí)帶寬及73dB的無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍，這兩個(gè)方面的高性能據稱(chēng)在其它產(chǎn)品中難以兼得。

針對高端應用的新產(chǎn)品RSA6100A，其中一個(gè)關(guān)鍵突破是引入數字熒光(DPX)技術(shù)，King表示：“DPX波形處理器技術(shù)生成了業(yè)內第一個(gè)實(shí)時(shí)RF頻譜畫(huà)面，使得工程師能夠查看以前從不知道存在的RF信號不穩定性和瞬變，大大改善了頻譜更新速率和信息顯示能力，把大量的RF數據轉化成一目了然的視圖。”

DPX技術(shù)是把時(shí)域上的數字熒光示波器(DPO)技術(shù)引入到頻域中來(lái)，采用并行處理結構，與速度最快的掃頻分析儀和矢量信號分析儀相比，其頻譜處理速度提高了近1,000倍，每秒可以處理48,000多個(gè)頻譜測量。通過(guò)把時(shí)域信號連續轉換到頻域中，DPX技術(shù)為同時(shí)顯示頻繁的事件和不頻繁的事件提供了一種手段，以遠遠高于人眼能夠感受到的幀速率提取和實(shí)時(shí)計算離散傅立葉變換(DFT)，并把它們轉換成直觀(guān)的全面活動(dòng)的畫(huà)面。

可變顏色等級余輝會(huì )保持異常信號，直到能夠看到這些信號，因此泰克公司RF產(chǎn)品線(xiàn)產(chǎn)品經(jīng)理Matthew J. Maxwell強調：“RSA6100A有助于揭示難檢的毛刺和其它瞬時(shí)事件。在每次更新時(shí)，都將記錄捕獲帶寬中每個(gè)頻率上的功率電平值，并通過(guò)在顯示屏上改變顏色，來(lái)顯示每個(gè)頻率上信號功率隨時(shí)間變化情況。”可以揭示位于隨時(shí)間變化的頻譜包絡(luò )峰值幅度以下的頻譜信息。

另外一個(gè)重要方面，RSA6100A提供了獨特的頻率模板觸發(fā)(FMT)功能，使用戶(hù)可以根據頻譜中獨特的事件模式的發(fā)生情況觸發(fā)測量。FMT的高動(dòng)態(tài)范圍可以觸發(fā)微弱的瞬時(shí)信號，同時(shí)忽略已知的強信號。FMT在RSA6100A系列整個(gè)110MHz實(shí)時(shí)帶寬上工作，能夠可靠地捕獲傳統分析儀會(huì )漏掉的難檢的RF信號或頻率異常事件。

在調試RF電路時(shí)，FMT對找到小功率或隨時(shí)間變化的信號至關(guān)重要。它可以檢測偶爾發(fā)生的信號、存在的互調制產(chǎn)物和瞬時(shí)頻譜抑制違規。FMT對監控應用和雷達工作必不可少，它能夠捕獲頻譜上相關(guān)的事件，如在復雜的頻譜條件下微弱的信號脈沖，單純基于電平觸發(fā)則不能捕獲這些事件。

從應用來(lái)看，Maxwell指出，RSA6100A適合在數字預失真(DPD)功率放大器、無(wú)線(xiàn)電監控、雷達設計等許多領(lǐng)域中應用。針對中國情況，清華大學(xué)電子工程系教授、中國科學(xué)院院士吳佑壽強調了其對于數字電視的意義：“數字電視標準制定對實(shí)時(shí)頻譜測試提出需求，而數字電視廣播標準在中國將很快使用，如何使數字電視在高速移動(dòng)下可靠地接受信號？在復雜的頻譜應用環(huán)境中如何確保避免干擾？這些應用研究也都需要實(shí)時(shí)頻譜分析儀。”

圖：RSA6100A系列的簡(jiǎn)化方框圖

RSA6100A以測量為中心的用戶(hù)界面采用專(zhuān)門(mén)設計，不僅可以為用戶(hù)選擇的任意測量組合優(yōu)化參數，還可以隨時(shí)手動(dòng)調節這些控制功能。RSA6100系列還包括傳統頻譜分析儀中最經(jīng)常使用的功能，如峰值和均值檢測、波形平均、最大保持、最小保持、參考波形和各種工作模式下的分辨率帶寬濾波器。RSA6100A系列采用10.4英寸XGA觸摸屏顯示器，提供鼠標/鍵盤(pán)及傳統的前面板操作控制功能。這些儀器采用Windows XP操作系統，為常見(jiàn)任務(wù)提供了用戶(hù)熟悉的界面，如文件管理、打印、復制/粘貼、導入/導出、工具、幫助等等。