datasheet

示波器上的频域分析利器 ,Spectrum View测试分析

2019-06-19来源: EEWORLD关键字:Spectrum  View

示波器和频谱仪都是电子测试测量中必不可少的测试设备,分别用于观察信号的时域波形和频谱。时域波形是信号最原始的信息,而频谱的引入主要是为了便于分析信号,比如谐波和杂散的测试,从时域上很难观察到,但是从频域就可以非常明了的区分开。

 

示波器除了具有采集信号的基本功能,还可以对信号进行FFT变换得到频谱,从而兼具频谱分析功能。几乎所有的中高端示波器均支持FFT频谱分析。本文将要介绍的频谱分析功能——Spectrum View,是一款功能强大的频谱分析工具,它的引入开启了全新的时频域信号分析。

 

结合了TEK049 ASIC创新平台及TEK061低噪声前端放大芯片的频谱模式-- Spectrum View是获得高动态、低噪底的强有力保证。

 

  

 

图1. TEK049平台和超低噪声前端TEK061

 

Spectrum View特性一览

 

从实现方法上讲,Spectrum View也是采用FFT,但并不是直接处理采集的样点,而是先通过数字下变频 (DDC技术) 得到IQ数据,然后经过FFT得到信号频谱。这也是相对于传统FFT的一大特色。与原始采集信号相比,IQ信号携带的频率要低很多,对IQ数据重采样无需太高采样率,大大降低了数据量,提高了处理速度。

 

无论与频谱仪比较,还是与示波器传统的FFT方法相比,Spectrum View都具有自己的特色:

 

         

Spectrum View使得时、频域捕获时间相互独立,当设置较小的RBW时依然可以保证示波器的处理速度。传统FFT测试需要通过调整水平时基来改变RBW,在要求RBW很小的测试场景,需要增大水平时基,严重影响了示波器处理速度。

 

Spectrum View具有标准频谱仪的操作设置,如图2所示,具有更友好的交互界面,可以直接设置中心频率、Span、RBW及时域窗口的类型。

 

Spectrum View支持丰富的探测方式,且能够测试极低频率信号频谱,是普通频谱仪所不能及的;

 

支持多通道时、频域联合分析,而且支持触发捕获,使其可以分析瞬态或者间歇性信号的频谱;

 

支持多种时间窗类型,可以根据待测信号的特性进行选择,以保证测试结果的精确性;

 

支持峰值自动搜索功能,可以设定峰值搜索阈值,可显示多达11个Peak Marker;

 

支持Normal、Max. Hold、Min. Hold以及Average等四种迹线显示模式;

 

当显示多个通道的频谱时,既可以“堆栈 (Stacked) ”显示,也可以“重叠 (Overlay) ”显示;

 

所有通道具有相同的Span、RBW、FFT Window及Spectrum Time,但中心频率可以独立设定。

 

 

图2. Spectrum View操作界面

 

时频域并行分析

 

图3给出了信号采集和处理架构示意图,模拟信号经过ADC转换为数字信号后,时域和频域是并行处理的,从而可以独立设置时域和频域捕获时间。Spectrum View支持滑动Spectrum Time的位置,对不同时段的信号作频谱测试,这使得对信号进行时频域联动测试成为可能。

 

 

图3. 信号采集和分析架构示意图

 


 

图4. 时域、频域和调制域联动分析

 

作为示例,图4给出了一个跳频信号分析结果,同时给出了时域波形、频谱及跳频序列的结果。图中红色标记处为Spectrum Time,即用于FFT分析的时间,其位置是可以移动的,测试的频谱就是当前位置对应的频谱。拖动Spectrum Time的位置,可以分别对不同的频点进行观测,当前观测的是频率切换过程中的频谱变化。

 

多通道频谱测试

 

频谱应用过程中,Spectrum View与频谱仪FFT模式下的数据处理过程相同,虽然测试动态不如频谱仪,但是Spectrum View有着自己的优势,比如可以测试极低频率的信号,具有丰富灵活的探测方式,以及时频分析的相关性。此外,Spectrum View还支持多通道频谱测试,这得益于TEK049支持同时对每个通道的信号作频谱分析处理。

 

类似于TEK049的多通道时域波形显示方式,所激活的频谱既可以“堆栈 (Stacked) ”显示,也可以“重叠 (Overlay) ”显示。图5同时观测了两个通道的时域波形及频谱,并且采用了重叠显示,以便于频谱之间的对比。

 

所有通道的频谱共用相同的Span、RBW、FFT Window及Spectrum Time,这一点与时域要求多通道间共用采样率、水平时基及触发类似。尽管如此,各个通道的中心频率可以独立设置,默认是联动的,也可以根据需要设置为不同值。

 

Spectrum View支持自动搜索峰值,最多支持11个Peak Marker,幅值最大的频点自动标记为“Ref. Marker”,其它Marker的频点和幅值可以显示为绝对值,也可以显示为相对于“Ref. Marker”的相对值。如果所需要的Marker数目超过限制,还可以通过使用频域的cursor确定频率和幅值。

 

 

图5. 同时观测两个通道的时域波形及频谱

 

小结

 

文中介绍了Spectrum View功能,阐述了与传统示波器FFT方法的区别及优势。Tek049平台及低噪声放大前端Tek061的引入,可使得示波器达到低噪声水平,这是测试微弱信号频谱的重要前提。时域与频域并行处理架构,使得时频域数据捕获相互独立,同时Spectrum Time的可移动性,使得示波器具备了多域联动分析功能。

 



关键字:Spectrum  View

编辑:muyan 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/ic465144.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇: NI矢量信号收发仪产品家族再添新成员
下一篇:利用示波记录仪捕获采集中的波形异常的方法

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

核聚变提供无限清洁能源,Spectrum仪器数字化仪应用新突破

核聚变一直被视为能源生产的终极目标。太阳核心反应源于氢和氦原子结合时释放出的能量。由于海水中的原子取之不尽且无废料产生,科学家已经花费数十亿美元用于核聚变研究。然而,在地球上重现这种超高温高压的环境绝非易事。一家名为First Light Fusion (FLF)的英国公司开创了核聚变新方式,预计在2024年实现能量增益,即聚变反应产生的能量超过维持聚变反应所需的能量。为了满足核聚变所需条件,FLF进行了“子弹”发射测试并以超高速度对准一个目标。为了达到非常苛刻的精准度要求,FLF选择了Spectrum仪器的32个数字化仪用于结果监测。 机器3: 由192个电容器所组成的真空室 机器3作为电磁发射中的子弹
发表于 2019-06-11
核聚变提供无限清洁能源,Spectrum仪器数字化仪应用新突破

最多可同步80个通道 Spectrum推出16位任意波形发生器

Spectrum仪器通过模块化设计理念,为有多通道AWG需求的客户提供了独特的解决方案。这张长度仅有168厘米的独立PCIe卡共提供了8个AWG通道,为小巧且价格合理的测试系统提供了新的机遇。在Spectrum最新的65系列PCIe任意波形发生器中添加了两个新的8通道卡,意味着通过Spectrum的Star-Hub,一台电脑中最多可以完全同步80个通道。  65系列卡片都标配了一个容量为512MSamples的板载内存,用以存储和重放大量波形。使用PCIe-x4平台,这些AWG提供的数据传输速度比其它解决方案高5-10倍,提供700Mbyte/s的FIFO流速度。对于一些自动测试需要在多个通道重放许多
发表于 2019-05-16
最多可同步80个通道 Spectrum推出16位任意波形发生器

泰克推出Spectrum View(频谱视图)全新分析工具

泰克日前为5系列和6系列MSO混合信号示波器发布了新的固件,推出了一种名为Spectrum View(频谱视图)的全新分析工具,支持免费升级,可以在5系列和6系列MSO的高清大屏幕上执行混合域分析。只需更新最新固件,就可以把这种混合域功能添加到任何5或6系列MSO上,当然所有新仪器在出厂时都会自带这种功能。 到目前为止,泰克MDO4000C混合域示波器是唯一提供时域和频域同步分析的示波器,可独立控制模拟波形视图和频谱视图,因为它带了一台完整的频谱分析仪,并拥有自己的专用输入通道。 为满足高性能5系列和6系列MSO混合信号示波器对RF分析的需求,泰克采用了一种全新方法,不要求单独的输入通道,同时仍能提供类似的功能
发表于 2019-04-12
泰克推出Spectrum View(频谱视图)全新分析工具

规格更高、功能更强大,Spectrum全新16位任意波形发生器问市

全球领先的PC测试测量设计商Spectrum仪器今日宣布推出六款任意波形发生器(AWG)。新产品体积小且兼具成本效益,并针对信号质量进行了重点优化。新款65系列任意波形发生器包含16位模拟数字转换器和一个流速高达700MByte/s的PCIe x4接口。由于卡片长度为168mm,几乎适用于所有PC。凭借40 MS/s或125 MS/s的速度,产品的板载内存能够达到512 MSamples,输出水平高达±6 V并拥有4个额外的多功能输出。该系列卡片为需要在1MHz至60MHz频率区间进行信号获取的工程师提供极大的帮助。此外,该系列产品广泛适用于超声波、激光雷达、雷达、汽车、医学科学以及大型物理实验等领域。  新款
发表于 2019-03-13
规格更高、功能更强大,Spectrum全新16位任意波形发生器问市

Spectrum高速数字化仪在细胞分选领域实现突破

——东京大学研发出全球首款高吞吐图形细胞分选仪 细胞分选在生物学、病理学、免疫学以及病毒学研究中具有至关重要的地位。它需要根据细胞独特的化学特性和形状实现快速的查找和分选。传统的方式无法准确地分辨细胞之间的差异,或者耗费巨大的人力物力,有时甚至需要研究人员在速度和准确度之间进行取舍。东京大学化学系研发了一款智能图像激活细胞分选设备(intelligent Image-Activated Cell Sorter,IACS),其核心组件使用了Spectrum仪器所提供的高速数字化仪。这是全球首款基于图像的细胞分选技术,能够以前所未有的吞吐量和精准度进行细胞分选。该技术适用广泛,有望在生物、制药和医疗科学领域有更大的发展,尤其
发表于 2019-02-18
Spectrum高速数字化仪在细胞分选领域实现突破

Nokia 9 PureView登陆印度市场:售价高昂

      HMD Global宣布,全球首款五摄新机——Nokia 9 PureView正式登陆印度市场,售价49999印度卢比(约合人民币5030元)。  目前国行Nokia 9 PureView定价5499元,不过在第三方网店中,售价已经降至4999元,基本与印度售价持平。  Nokia 9 PureView最大的亮点是后置镜头达到了五枚,这是全球首款后置五摄手机。五枚镜头均为1200万像素(两颗彩色镜头、三颗黑白镜头),官方介绍这五枚镜头精密协作,进光量比单摄像头提升10倍。  每一颗镜头都会自动识别并适配各种场景,如此协作的效果要远超单颗摄像头独立工作。而且Nokia
发表于 2019-07-15

小广播

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2019 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved