日圖課堂|MDO優于頻譜分析儀

MDO優于頻譜分析儀

大多數頻譜分析儀能夠以“零跨度”畫面的形式顯示時域數據。從表面上看，這似乎為許多用戶提供了充分的時域分析功能。但實際上，普通頻譜分析儀( 即使有零跨度功能) 對進行時域測量來說也是次優方案。

與普通頻譜分析儀相比，MDO 擁有多個主要優勢：

多條輸入通道，包括模擬、數字、總線等，提供系統級洞察力

一條RF 輸入通道，多個并發的時間相關的頻域和時域視圖，提供系統重要信息

能夠觀察RF 信號隨時間的變化，而沒有傳統頻譜分析儀的結構限制

基于時間的寬頻譜捕獲帶寬采集結構，可以簡便地分析隨時間變化、快速發生的RF 信號

多條輸入通道

*個主要優勢源于多條輸入通道。MDO4000 混合域示波器利用MSO 示波器和數字通道，得到一個能夠超越普通頻譜分析儀單通道功能的信號測量產品。現代RF 射頻信號由復雜的嵌入式系統來生成、接收和管理。串行和并行數據總線用于不同組件之間的通信。可以由微處理器來管理電源。RF 射頻系統本身可以是更大的電子器件的一部分，預計提供與RF 射頻系統相關的進一步功能。

趨勢是RF 射頻信號在現代電子系統中被“孤立”的可能性變成小得多。由于傳統頻譜分析儀只有一條輸入通道，專門用來進行簡單的RF 射頻測量，因此它不能采集嵌入式設計(RF, 模擬, 數字) 的整套信號以及它們之間的交互。

MDO4000 系列混合域示波器提供了一套完整的輸入通道：

4 條模擬時域通道，500 MHz 或1 GHz 帶寬，擁有串行總線解碼和觸發功能

16 條數字時域通道，高達60.6 ps 定時分辨率，擁有串行總線解碼和觸發功能

1 條RF 頻域通道，擁有3 GHz 或6 GHz 輸入頻率范圍

更重要的是，這些輸入通道在時間上是相關的。混合域示波器可以顯示與測量從發送給RF 發射機的串行數據命到達的時刻，到RF 突發脈沖被發射時刻之間的定時關系，從而了解電子系統內部多個信號之間的交互關系，這樣對透視、診斷和調試設備的行為至關重要。盡管示波器用戶已經熟悉這一領域的這種多通道視圖，混合域示波器使得頻譜分析儀用戶*次能夠輕松獲得多通道同時分析的優勢。

圖7. 頻譜分析儀以20 kHz 的RBW 測量20 MHz 頻譜中的信號。

同時的RF 信號時域與頻域視圖

由于能夠同時觀察隨時間變化的信號的時域和頻域，因此了解信號行為的真正特點現在要容易得多了。一些簡單的射頻事件，如跳頻信號，使用傳統的頻譜分析儀很難得到概括的了解。下面的實例演示了MDO 混合域示波器結構的優勢。傳統的頻譜分析儀會掃描用戶自定義的頻譜。在圖7所示的實例中，傳統頻譜分析儀被設置成以20 kHz 的分辨率帶寬掃描通過20 MHz 的頻譜。在這些設置下，頻譜分析儀的掃描時長默認為146 ms。在Max Hold曲線( 藍色曲線) 和Normal 曲線( 黃色曲線) 中，很難從累積的或瞬時的頻譜視圖中了解信號的時域特點。使用傳統頻譜分析儀觀察這個信號時域特點的*方式是采用零跨度模式；但是，頻譜分析儀零跨度模式下的時域帶寬受到頻譜分析儀zui大分辨率帶寬的限制。由于這個信號的頻譜特點明顯超出了典型頻譜分析儀的分辨率帶寬的極限(10 MHz)，因此使用傳統頻譜分析儀零跨度模式并不能觀察這類信號。此外，在傳統頻譜分析儀中選擇零跨度模式時，信號的頻譜視圖就無法提供了。圖8 是現在在MDO4000 上時域畫面和頻域畫面觀察的同一信號。在顯示的Max Hold 和Normal 曲線中，現在很明顯這個信號不象傳統頻譜分析儀看到得那樣亂。Normal 曲線顯示了與時域畫面中顯示的頻譜時間相關的信號的FFT( 時域和頻域相關部分將詳細討論頻譜時間)。在頻譜分析儀的RBW 設置下，顯示這個信號要求的采集時間稱為頻譜時間。這個采集時間小于115 us，代表著圖7 中信號的相同帶寬，但信號采集速度要快1300 倍。了解RF 信號并發的時間和頻率視圖提供了必要的信息，可以了解現代信號特點，正確進行測量設置。在概括介紹頻譜分析儀結構時，我們將詳細討論這個實例。

圖8. 相同的信號和設置，在MDO 上的時域和頻域視圖。

RF 信號隨時間變化的視圖

傳統頻譜分析儀的時域視圖只能分析信號幅度隨時間變化，如前所述，傳統頻譜分析儀不能同時顯示信號的頻譜和時域視圖。此外，傳統頻譜分析儀不能隨時顯示頻率和和相位隨時間的變化。考慮到這些局限性，我們將比較MDO4000 混合域示波器在觀察脈沖式信號時與傳統頻譜分析儀相比的優勢，其中所使用是相對重復性、不隨頻率變化的信號。圖9 (a/b) 顯示了脈沖式信號的頻譜和零跨度視圖。圖9(b) 中的零跨度畫面顯示了幅度隨時間變化的時變特點。這個信號似乎是某種脈沖式能量，占空比約為每10 us。在RBW 設置成頻譜分析儀zui大值時，傳統頻譜分析儀的零跨度模式可以地表示信號的時域視圖。如果信號的上升時間比輸入信號的RBW 快，那么幅度隨時間變化的畫面就是一個扭曲的表達。MDO4000 系列混合域示波器基礎知識大全

圖9 (a,b). 顯示了寬帶脈沖信號 (a) 在零跨度時的頻譜(b) 它的時域視圖。

圖10 顯示了同一信號的時域與頻域畫面同時在MDO4000 混合域示波器被顯示。注意時域畫面可以立即看到幅度隨時間的變化和測量。對比圖10 中的幅度隨時間的變化與傳統頻譜分析儀圖9(b) 的零跨度畫面，RBW 的限制導致的信號失真就十分明顯了。幅度隨時間的變化曲線中的測量中得知，信號的上升時間為2.883 ns，脈沖時長為1 us。傳統頻譜分析儀帶寬和RBW 有限，因此不能準確地顯示或測量上升時間。MDO4000 混合域示波器不僅能夠觀察RF 射頻信號隨時間的變化( 包括幅度、相位和頻率隨時間的變化)，而且其結構不會象傳統頻譜分析儀那樣導致信號的時域曲線失真，因為MDO4000 混合域示波器的時域視圖不受儀器的RBW 設置限制。

圖10. 帶時域測量的脈沖式信號的時域和頻域視圖。