MDO4000系列混合域分析仪应用之二调制域分析 - 全文

　　高性能、宽带、多功能调制域分析的应用

　　

　　一。 概述

　　泰克最新推出的MDO4000系列混合域分析仪（图1-1），是一款具有创新意义的分析仪，自它诞生之日起，已经 获得国内外十多个最佳创新奖项（图1-2）。MDO4000之 所以获得巨大的成功，根源在于它推出了创新的概念－ 跨域分析，利用跨域分析，可以发现传统手段无法发现 的嵌入式射频系统以及数字射频系统的疑难杂症。

　　MDO4000 系列混合域分析仪究竟是什么？我们可以将 其基本功能总结如下：

　　- 四通道100MHz/300MHz/500MHz/1GHz 带宽数字荧光示波器

　　- 3GHz/6GHz 频谱分析仪

　　- 大于等于1GHz 带宽的调制域分析仪

　　- 16 通道逻辑分析仪

　　- 多种总线协议分析仪

　　五合一系统，是MDO4000 系列混合域分析仪的特色之一，但MDO4000 绝不是以上罗列的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。为此，我们将MDO4000 系列混合域分析仪的特色可以总结如下：

　　- 时域、频域、调制域时间相关的跨域分析

　　- 高性能宽带调制域分析

　　- 紧凑的五合一测试系统

　　

　　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，MDO4000 的最突出的特色— 跨域分析已经在应用文章为《MDO4000 系列混合域分析仪应用之一 — 跨域分析发现当代数字射频系统疑难杂症的创新手段》中进行了阐述， 本应用文章为《MDO4000 系列混合域分析仪应用之二 — 高性能宽带调制域分析的应用》，重点阐述MDO4000 的第二个特色，主要包括MDO4000在工业控制领域如汽车电子、无线抄表、医疗电子、安防中的应用；MDO4000 在RFID中的应用；MDO4000 在商用无线电通信系统如GSM、CDMA、3G、OFDM 中的应用以及MDO4000 在超宽带通信如宽带跳频、雷达中的应用。尽管本应用文章着重介绍MDO4000 在以上应用中的调制域分析，但应时刻牢记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。

　　二。 MDO4000 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。但当今我们所遇到的射频信号，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。

　　用示波器采集射频信号的好处是带宽宽，目前市面上的示波器的采样率已经达到100GHz，因此其采集带宽理论上可以达到50GHz，如果不考虑价格因素，应该是比较好的调制域宽带分析方案。但用示波器采集射频信号，存在两个严重的问题，一是示波器是针对时域测试设计的，它的前端未对输入信号进行任何诸如选频之类的处理，因此采集信号的信噪比较差。最主要的是示波器的动态范围较低，通常只有45dB 左右，根源在于示波器的AD转换仅有8 位。

　　频谱仪或矢量信号分析仪具有较高的射频指标，内置矢量信号分析功能，但由于其高指标射频前端的限制，射频信号的采集带宽受限，目前最好的矢量信号分析仪的采集带宽也低于200MHz，而现代超宽带通信系统的带宽往往大于500MHz，频谱仪或矢量信号分析仪在这方面无法满足测试需求。

　　泰克公司创新的MDO4000 混合域分析仪具有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。

　　三。 泰克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（RTSA） 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。

　　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。

　　

　　

　　四。 泰克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 （RTSA ）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。

　　

　　与RSAVu 相比，泰克SignalVu分析功能更为强大，设置参数更为灵活，因此其更面向研究领域。RSAVu 支持多种通信标准测试，选中相应的测试标准，无需进行复杂的参数设置就可以得到相应的测试结果。