测量明星创新产品标杆 泰克混合域示波器发展趋势 - 全文

　　泰克MDO4000 系列产品代表着一种新的仪器品种：混合域示波器或MDO。这是第一个专为在时域和频域中、在数字信号、模拟信号和RF射频信号之间同时进行时间相关测量而设计的仪器。

　　趋势：无线技术无处不在

　　近几年来，使用无线技术传送的数据数量一直在迅猛增长。几乎在每个领域中，无线链路都在代替或扩展传统有线通信，例如：

　　照明使用的无线墙上开关和调光装置

　　实用新型产品（如自来水软化器）使用的无线控制/显示面板

　　家庭立体声使用的无线数据连接

　　无线轮胎气压监测传感器

　　便携式视频游戏控制杆之间的无线连接

　　激增的无线技术包括非开放频段技术和开放频段技术。非开放频段技术主要由广播公司或服务提供商（电视、无线广播、移动通信）使用，开放频段技术则在“自由频段” （蓝牙、无线局域网、车库开门装置、远程无键输入）中在相对较短的距离上运行。

　　现代无线系统采用完善的调制方案。这些调制方案一般使用数字信号处理（DSP）来实现，可以用笛卡尔复数形式的I （同相）和Q （正交）数据来表达，进而用来调制发送的RF 信号。

　　顾名思义，现代无线技术同时涵盖了时域和频域。此外，信号存在于三个域中：数字域、模拟域和RF 频域。

　　图1. 现代无线发射机简化的方框图。

　　若设计人员需要对跨越这三个测量域的系统进行必要的测量、调试和检验，往往需要花费许多的精力与时间。到目前为止，没有任何一台仪器是为这些测量类型与需要而优化的，这样使得设计与调试工作更显艰巨。他们需要一种为在这三个域中“同时”进行测量的专门设计的测量工具。

　　趋势：当前嵌入式设计人员的职责不断扩大

　　无线技术无处不在的这种趋势，给嵌入式系统设计人员的职责带来了深远的影响，为了迎合市场与应用需求，他们正努力在设计中采用一些新兴并自己所不熟悉的RF 射频技术。

　　嵌入式设计人员经常发现，自己必需解决许多问题，但在执行任务时却没有所需的适当设备，列举一些例子：

　　设计和调试采用了ASK 或FSK 调制方式的简单RF 链路

　　确定蓝牙无线电集成电路是否以预想的方式传送信号

　　在运行过程中调试IEEE 802.11 芯片组的程序

　　检测和同步相同频段、相同设备上的多种无线技术，避免自我干扰

　　在通信建立时追踪无线电发射机和接收机之间的交互

　　作为嵌入式设计人员的首选工具，示波器只是为进行时域测量所优化的。MSO （混合信号示波器）可以同时测量模拟信号和数字信号（包括各种总线数据与指令），但很难使用示波器在RF 载波上有效测量RF 信号。另外，也很难把时域中的事件与频域中的事件充分关联起来，而这一点对查找系统级问题至关重要。

　　频谱分析仪可以在频域中进行测量，但这些工具并不是大多数嵌入式系统或硬件设计人员的首选工具。在系统其余部分使用频谱分析仪进行时间相关的测量几乎是不可能的。

　　设计人员需要一种测量工具扩展传统MSO的测量优势，允许用户把频域中的现象与导致这些现象的时域事件关联起来，以便查找这些事件之间的逻辑与时间关系，进而帮助设计人员洞悉与透视系统中的真实情况。

　　趋势：无线电变成嵌入式系统

　　在过去20年中，无线电设计一直受到主导电子设计的嵌入式微控制器的发展趋势所影响，其结果是现代无线电包含着多条数据总线（串行总线和并行总线）、多个微控制器和一个重要的软件组件。

　　无线电设计人员经常发现自己需要解决许多问题，但没有适当的测量与检测设备，例如：

　　确定编程错误会否导致所发送功率偏低

　　查找所发送的无线电信号中造成间歇性串扰的来源

　　检验跳频算法是否正确地工作

　　作为这些设计人员的首选工具，扫频分析仪是为测量单个频域信号而优化的。它不能测量时域信号，也不能在RF信号与设备中大量其它电子信号之间提供任何有意义的时间关联。传统扫频分析仪不适合考察随时间变化的 RF射频信号，对调试无线嵌入式系统中的问题更是远远不足。

　　矢量信号分析仪是一种现代型频谱分析仪，是为测量随时间变化的射频信号而开发的。在某些情况下，可以在示波器中增加矢量信号分析软件（ 如泰克公司提供的 SignalVu 矢量信号分析软件），分析随时间变化的RF 射频信号；但是，示波器的带宽可能不能直接测量RF载频，或没有足够的灵敏度与动态范围来检定RF 射频信号。

　　示波器可以在时域中进行多通道测量，但在示波器通道上增加矢量分析软件可能会限制示波器进行相干分析的基本功能。对数字状态逻辑信号、模拟信号和RF射频信号进行不同的时域分析，对调试嵌入式系统至关重要。

　　设计人员需要一个集成了现代频谱分析仪测量优势（矢量信号分析）的测量工具，允许用户简便地进行完善的、时间相关的模拟、数字时域与频域的测量。

　　趋势：RF 信号随时间变化

　　现代通信越来越多地随时间变化。无线电通常会以间歇方式发送信号，以节约能耗。许多现代调制方案使用扩频技术，在多个频率中编码信号。