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天线 信号分析 解决方案
产品特写
 
交互式多域调试技术
材料来源:《微波杂志》2018年7/8月号           录入时间:2018/7/29 9:48:16

物联网的不断扩张,伴随着射频集成技术的挑战,设计者将从跨学科的多功能设计中获益。单个产品通常包括射频、数字和模拟模块,这意味着工程师需要进行包括射频和嵌入式子系统的交互式调试。为了解决具有灵活性和价值的复杂调试问题,RIGOL将最新的实时频谱分析与嵌入式调试结合在多域系统中。

RIGOL多域分析结合了我们最新的实时频谱分析仪(RTSA)和高性能示波器,与传统仪器相比,信号的捕获、关联和分析更容易。不同于市场上其他基础的RTSA,RIGOL的RSA系列产品通过示波器辅助为先进的多域分析提供了硬件触发和中频输出。

信号分析

识别问题开始于在时域或RF域中进行信号捕获和检测。这种多域方法的优点之一是很容易通过时间或频谱来查看信号。当在RF传输中出现症状时,使用实时监测频率,使用无缝捕获能力来分析信号的特性。将此分析扩展到时域,功率-时间的视图,或通过示波器检测的IF信号。深度记忆和波形记录验证信号,因为它们在更长的时间维度上变化。使用实时分析仪来研究瞬态、高速事件。实时信号的最重要的视图之一是密度视图。密度视图能突出显示通过使用其他技术难以捕获的瞬态信号,通过颜色显示发生的概率(见图1)。即使当一个频谱被另一个频谱淹没时,密度视图仍有可能区分信号。

1隐藏信号伪影的密度视图。.

实时可视化模式可以捕获任何RF错误,并研究它们如何随时间变化。作为调试工具,RIGOL的RSA可以以三种不同的模式查看时间:密度显示信号随时间发生的概率。功率—时间显示时域信号,频谱图显示了频谱上的历史功率(见图2)。图中示出了跳频FSK调制的信号。顶部中心的图像显示传输的1毫秒重复率,左边的谱图显示跳频序列,底部面板中的频谱示出了最新捕获的FSK脉冲,以确定功率和频率特性。这些RF脉冲宽度中的每一个都小于2μs,以放大它们的时域活动,将范围连接到IF输出,这使得能够查看RF脉冲的精确定时,以便在其他信号的上下文中看到它。

2使用频谱图模式可视化时间和频谱。

关联

RSA和示波器(如RIGOL 4000系列)有三种方式可用于关联信号。对于所有三种方法,首先连接RSA和示波器,RSA触发输出连接到外部输入或标准通道,示波器的触发输出连接到RSA触发输入。最后,IF输出连接到50Ω模式的示波器通道。

第一种方法通过示波器自身触发。使用实时模式下的RSA,在连接到RSA中频输出的示波器通道上,选择视图和触发器。该示波器可以设置为RF功率变化触发,并将RF与示波器显示器上的其他信号相关。中频输出将实时中心频率转换为430MHz。在第二种方法中,RSA触发示波器,每当示波器标识触发事件时,使频谱的相关可视化成为可能。在这种模式下,频谱的基本可视化也可以用示波器上的FFT数学函数来完成。对于更复杂的RF信号,使用第三种触发方法。这利用了实时能力来触发功率电平或频谱内的特定值。将RSA触发模式设置为功率或频率掩蔽触发,启用RSA的触发,并使用此信号触发示波器。这允许在RF事件或EMI发射时查看嵌入式、功率和串行信号的状态。用于捕获FSK脉冲的频率掩蔽触发器如图3所示。

3:频率掩码触发模式显示。

分析

使用类似于4000系列的深度存储示波器,较长的记录使得能够查看RF事件前后的时间从而找到根本原因。这种基于时间的分析是至关重要的,因为许多故障产生不是瞬时的,而是先前事件的结果。像FPGA这样的可编程组件隐藏了许多错误。调试和验证其性能的一种方法是监视连续数据集的时间变化,以定位逻辑或状态错误。RIGOL的波形记录模式是多域分析的另一有力工具。记录模式使得能够捕获数千个触发事件的序列,接着使用通过/失败掩模或逐点RMS差分分析来回放和分析这些帧。比较错误的发生和建立共同的原因对于最终确定根本原因至关重要。图4在显示器底部显示了RSA触发通道1捕获的IF脉冲(紫色)。

44000系列示波器在帧记录中捕获掩模中心的毛刺。

结论

RIGOL的RSA系列实时频谱分析仪便于在多域调试中实现实时可视化。使用RIGOL的MSO4054示波器或已经在工作台上的500MHz混合信号示波器,RSA桥接了RF和嵌入式信号之间的间隙,使真正的多域分析成为可能。多域分析包括时间相关的RF和嵌入式信号、跨信号类型的可配置触发和RF信号的实时可视化,节省了工程师的时间和金钱。

RIGOL,Beaverton, Ore.

www.rigolna.com


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