datasheet

技术文章—基于泰克MSO64的全新时频域信号分析技术

2019-07-01来源: EEWORLD关键字:泰克

与示波器传统的FFT测试频谱方法相比,Spectrum View具有独到的优势,那么性能优异的Spectrum View主要用于哪些场景呢?这是本文将重点介绍的内容。

 

本文将以泰克新一代示波器MSO64为实例来讲解时频域信号分析技术。MSO64采用全新TEK049平台,不仅实现了4通道同时打开时25GS/s的高采样率,而且实现了12-bit高垂直分辨率。同时,由于采用了新型低噪声前端放大ASIC—TEK061,大大降低了噪声水平,在1mv/div时,实测的本底噪声RSM值只有58uV,远远低于市场同类示波器。这些特性都是MSO64频谱模式——Spectrum View获得高动态、低噪底的强有力保证。

 

  

 

图1. MSO64采用全新TEK049平台和超低噪声前端TEK061

 

时频域同步分析

 

混合信号调试过程中,往往需要同时观测时域波形和信号频谱,对于这样的测试需求,示波器是非常理想的选择。虽然测试动态不如频谱仪,但示波器有着自己的优势:

 

可以同时完成波形及频谱分析,而且二者具有时间相关性;

 

支持多个通道的时频域同步分析,实现对电路的多点监测;

 

可以分析周期信号的频谱,也可以分析非周期信号的频谱;

 

可以分析极低频率(低至DC)信号的频谱,这是频谱仪所不能及的;

 

支持丰富的信号探测方式,可以通过标准同轴接口连接,也可以通过配套的电压、电流探头灵活探测。

 

作为一种全新的基于示波器的频谱分析方法,Spectrum View完美实现了信号的时域和频域并行处理。对于要求高频率分辨率的应用场合,传统的FFT方式需要增大水平时基才可以实现,这不仅降低了测量速度,而且也无法观测时域波形的细节。Spectrum View支持时频域的独立设置,即使在很小的水平时基设置下,依然可以获得很高的频率分辨率,不仅可以观测波形细节,同时具有较高的频谱刷新率。

 

图2测试了一个100MHz的CW信号,捕获了4个周期的时域波形。图中分别使用Spectrum View和传统的FFT (Math功能) 测试该信号的频谱,通过对比可以看出,由于时域捕获时间较短,导致传统FFT频谱的分辨率非常低。相反,Spectrum View的频谱测试结果非常好,不仅具有高分辨率,而且底噪也非常低,可以清晰地观测信号本身及其谐波和杂散。与此同时,由于水平时基设置得较小,还可以观测到时域波形的细节信息。

 

 

图2. 谐波、杂散测试:Spectrum View  vs  Conventional FFT

 

 

图3. RF Chirp Pulse时域参数及频谱测试

 

鉴于Spectrum View的这些优势,结合示波器其它功能,还可以对射频脉冲信号进行诊断测试,包括时域包络参数及信号频谱等。图3测试了一路200MHz载波的线性调频脉冲信号,脉冲周期5us,脉宽1us,带宽50 MHz,同时给出了时域波形、包络及频谱测试结果。测试过程中,还可以灵活调整Span和RBW以便观测包络谱或者线状谱,从而对信号进行更加细致的分析。

 

多通道频谱分析

 

示波器具有多个模拟通道,每个通道均可以激活Spectrum View功能,因此支持多通道频谱测试。在复杂调试过程中,可以实现对多点的波形和频谱监测。类似于MSO64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4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。

 

Spectrum View支持移动Spectrum Time的位置,如图4标记处所示,以观测不同时刻的频谱。每个通道Spectrum Time的位置默认是联动的,这保证了各个通道测试频谱的相关性。当取消联动设置后,也可以独立设置每个通道的Spectrum Time位置。

 

所有通道的频谱共用相同的Span、RBW、FFT Window,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。

 

 

图4. Spectrum View支持多通道波形及频谱测试

 

多域联动测试

 

如前文所述,Spectrum View支持滑动Spectrum Time的位置,对不同时段的信号作频谱测试,这使得对信号进行多域联动测试成为可能。

 

下面分别测试了线性调频脉冲 (Chirp Pulse) 及跳频序列信号 (Hopping Signal),结合Spectrum View及Frequency Time Trend测试功能,实现了信号在时域、频域和调制域的联动测试。

 

1. Chirp Pulse多域联动分析

 

线性调频作为一种脉冲压缩技术,具有非常高的时间分辨率,广泛应用于雷达应用中。无论是线性调频脉冲,还是调频连续波,在产品研制阶段都需要验证信号的性能,需要对信号的时域参数、幅度参数及调制域参数进行测试。

 

本例实测了一个chirp pulse,时域参数可以使用示波器进行测试,频谱可以在Spectrum View中测试。Chirp pulse的调制域参数——调频曲线,则可以使用Frequency Time Trend测试,而且由调频曲线可以推导出chirp rate及linearity。

 

除此之外,Frequency Time Trend支持引入低通滤波器,可以滤除调频曲线上叠加的宽带噪声,从而改善测试精度。调频曲线数据也可以保存下来,以便于开发人员对发射机进行修正处理。

 

 

图5. Chirp Pulse时域、频域和调制域联动分析

 

 

图6. Hopping Signal时域、频域和调制域联动分析

 

2. Hopping Signal多域联动分析

 

对于跳频信号,也可以对其完成多域联动测试,如图6所示,Frequency Time Trend测试了跳频状态序列,可以观测频率跳变过程,使用Cursor标定频率切换时间及频率驻留时间等。

 

Spectrum Time位于图6红色标记处,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,亦可以观测频率切换过程中的频谱变化,如图7所示。

 

 

图7. Hopping Signal时域、频域和调制域联动分析

 

结论

 

本文重点介绍了泰克示波器全新频谱分析功能Spectrum View的应用,相较于专门的频谱仪及示波器传统FFT功能,Spectrum View均具有独特的优势。该功能不仅可以完成普通的频谱测试,还可以实现时域波形与频谱的同步测试,而且支持多通道的联动测试。Spectrum Time位置的可移动性,结合Frequency Time Trend功能,使得示波器具备了多域联动分析功能。文中通过对线性调频脉冲及跳频序列信号进行测试,验证了多域联动分析的可行性。



关键字:泰克

编辑:muyan 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/ic466307.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:十倍性能提升!英特尔OpenVINO™助推工业质检智能化
下一篇:最后一页

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

解读泰克新一代中端示波器高测试精度的五大优势

。 现在工程师面临着更多小信号测试的挑战,如果您是做电源设计的工程师,纹波越来越小从以往的几十到一百多mV到目前只有十几mV甚至很多笔记本和手机上小到几个mV的微小纹波测试。无疑对测试纹波的工具示波器提出严峻的挑战,泰克全新一代示波器轻松解决微小信号测试问题。 还有一类更加挑战的测试要求,就是小信号是叠加在一个大的信号之上如何能准确测试呢?归根结底还是验证示波器的垂直分辨率的指标,为测试到信号的整体,可能选择一个较大的量程,但是又要看到其微小信号变化,请参考图1就非常清晰了解其测试效果的不同。 图1 不同位数ADC示波器测试小信号对比 泰克公司新4系、5系、6系MSO示波器采用硬件
发表于 2019-07-11
解读泰克新一代中端示波器高测试精度的五大优势

突破国际巨头垄断, 森思泰克首次实现大批量77GHz车载毫米波雷达的国产化

2019年5月底,随着一汽红旗最新力作HS5的隆重上市,森思泰克77GHz车载毫米波雷达成为国内首个真正实现 “上路”的ADAS毫米波雷达传感器,这也就意味着森思泰克成为国内首家实现77GHz车载毫米波雷达大批量生产、突破国际巨头垄断的企业。通过发挥公司的技术优势及强大的研发实力,森思泰克此次与一汽红旗开展了深度的技术合作,为其定制研发了车载主动安全核心传感器——77GHz车载毫米波雷达,产品各项指标水平优异、可靠性高。作为品牌的扛鼎之作,HS5通过搭载森思泰克自主研发的车道偏离监测系统、盲点监测系统、前碰预警系统+主动紧急制动系统,实现了从主动预警到被动防护的顶级主被动安全系统构建,安全性能大幅提升,为消费者提供了更加安全的行车
发表于 2019-06-15
突破国际巨头垄断, 森思泰克首次实现大批量77GHz车载毫米波雷达的国产化

e络盟供应泰克新一代3系列MDO和 4系列MSO示波器

全球电子元器件与开发服务分销商e络盟现发售泰克(Tektronix)最新推出的两款示波器 —— 3 系列 MDO混合域示波器和4 系列 MSO混合信号示波器,可提供较其他同类产品更优异的通用性和易用性。在两款新型示波器的开发过程中,泰克专门咨询了众多工程师用户以确定他们所面临的挑战,进而根据他们的日常需求量身打造出这两款产品。新一代 3 系列 MDO 和 4 系列 MSO示波器延续了 5 系列和 6 系列 MSO 示波器屡获殊荣的用户体验,采用高度直观的触摸式用户界面,并融合了手机和平板电脑中常见的触摸交互以及同类产品和现代工业设计中最大且最高分辨率的显示屏。  典型应用包括嵌入式设计和物联网、电源设计、教育
发表于 2019-06-12
e络盟供应泰克新一代3系列MDO和 4系列MSO示波器

步入“新常态”时代,泰克TIF 2019发布下一代示波器

泰克科技2019年度创新论坛(TIF 2019)于6月11日从上海开启,随后将进一步迈向槟城、新竹、台北、曼谷。TIF 2019关注工程师,立足下一代工程师创新,泰克帮助开启工程师时代的“新常态”。 泰克TIF 2019探讨“新常态”下如何助力应用创新,主要领域涉及下一代数据中心、加速半导体新技术发展、变身电源测试专家、高速信号测量四大主题。TIF 2019上海站期间,咔酷咔新能源执行董事、中国汽车工程学会会员及湖州政府充电规划专家刘波将带来汽车与新能源最新趋势与探讨,拥有20多年测试行业管理经验的泰克时域事业部总经理Chris Witt将带来泰克下一代示波器,前英特尔Serial Enabling 工作组联合主席Dan
发表于 2019-06-12
步入“新常态”时代,泰克TIF 2019发布下一代示波器

更快更准更无忧 泰克全新一代中端示波器亮相

“泰克一直秉承‘为工程师而生’的宗旨,在研发新产品时,我们的团队用了数百个小时与世界各地的工程师会面,测试并设计新功能和新模型。我们非常自信地把我们认为最好的示波器推向市场,因为它完全是依据工程师的使用习惯和视角来设计的。”泰克科技公司时域产品事业部副总裁兼总经理Chris Witt先生在发布会上表示。泰克科技大中华及东南亚区市场总监徐贇先生全程进行了翻译。泰克科技公司时域产品事业部副总裁兼总经理Chris Witt先生(右)、泰克科技大中华及东南亚区市场总监徐贇先生(左)、泰克中端示波器产品营销总监Dave Slack先生(中)全新3系列MDO和4系列MSO沿用了屡获大奖的工业设计,与同类相比拥有更大屏幕、更高分辨率的显示,尤其
发表于 2019-06-11
更快更准更无忧 泰克全新一代中端示波器亮相

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