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(shù)字射頻(RF)技術(shù)迅速發(fā)展帶來一個(gè)結(jié)果，就是頻譜越來越擁擠，使用效率也越來越高；與此同時(shí)，現(xiàn)代RF信號也變得異常復(fù)雜。為了改善容量、性能及保密性，一般會(huì)結(jié)合使用完善的RF技術(shù)，如突發(fā)、跳頻和自適應(yīng)調(diào)制，這些技術(shù)都表現(xiàn)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(cuò)和流行給設(shè)計(jì)工程師帶來各種挑戰(zhàn)，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(zhǔn)確細(xì)節(jié)，因此泰克公司射頻測試產(chǎn)品線副總裁Rick King指出：“RF領(lǐng)域中不能再忽略時(shí)間，現(xiàn)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(tǒng)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(nèi)領(lǐng)先的110MHz實(shí)時(shí)帶寬及73dB的無雜散動(dòng)態(tài)范圍，這兩個(gè)方面的高性能據(jù)稱在其它產(chǎn)品中難以兼得。

針對高端應(yīng)用的新產(chǎn)品RSA6100A，其中一個(gè)關(guān)鍵突破是引入數(shù)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(nèi)第一個(gè)實(shí)時(shí)RF頻譜畫面，使得工程師能夠查看以前從不知道存在的RF信號不穩(wěn)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(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成一目了然的視圖。”

DPX技術(shù)是把時(shí)域上的數(shù)字熒光示波器(DPO)技術(shù)引入到頻域中來，采用并行處理結(jié)構(gòu)，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。通過把時(shí)域信號連續(xù)轉(zhuǎn)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(yuǎn)遠(yuǎn)高于人眼能夠感受到的幀速率提取和實(shí)時(shí)計(jì)算離散傅立葉變換(DFT)，并把它們轉(zhuǎn)換成直觀的全面活動(dòng)的畫面。

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)品線產(chǎn)品經(jīng)理Matthew J. Maxwell強(qiáng)調(diào)：“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，并通過在顯示屏上改變顏色，來顯示每個(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(dú)特的頻率模板觸發(fā)(FMT)功能，使用戶可以根據(jù)頻譜中獨(dú)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(qiáng)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(tǒng)分析儀會(huì)漏掉的難檢的RF信號或頻率異常事件。

在調(diào)試RF電路時(shí)，F(xiàn)MT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(diào)制產(chǎn)物和瞬時(shí)頻譜抑制違規(guī)。FMT對監(jiān)控應(yīng)用和雷達(dá)工作必不可少，它能夠捕獲頻譜上相關(guān)的事件，如在復(fù)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(yīng)用來看，Maxwell指出，RSA6100A適合在數(shù)字預(yù)失真(DPD)功率放大器、無線電監(jiān)控、雷達(dá)設(shè)計(jì)等許多領(lǐng)域中應(yīng)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(qiáng)調(diào)了其對于數(shù)字電視的意義：“數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)制定對實(shí)時(shí)頻譜測試提出需求，而數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)在中國將很快使用，如何使數(shù)字電視在高速移動(dòng)下可靠地接受信號？在復(fù)雜的頻譜應(yīng)用環(huán)境中如何確保避免干擾？這些應(yīng)用研究也都需要實(shí)時(shí)頻譜分析儀。”

圖：RSA6100A系列的簡化方框圖

RSA6100A以測量為中心的用戶界面采用專門設(shè)計(jì)，不僅可以為用戶選擇的任意測量組合優(yōu)化參數(shù)，還可以隨時(shí)手動(dòng)調(diào)節(jié)這些控制功能。RSA6100系列還包括傳統(tǒng)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(biāo)/鍵盤及傳統(tǒng)的前面板操作控制功能。這些儀器采用Windows XP操作系統(tǒng)，為常見任務(wù)提供了用戶熟悉的界面，如文件管理、打印、復(fù)制/粘貼、導(dǎo)入/導(dǎo)出、工具、幫助等等。