实用实时频谱分析仪应用第2部分 - RTSA零扫宽模式用于脉冲信号分析

传统的频谱分析产生频率上的功率扫描图,揭示扫描设备的模拟分辨率带宽滤波器内捕获的信号强度。尽管对于在特定频率下精确描述连续波信号很有价值,但扫频分析可能会遗漏在合适时刻不扫频率的信息。幸运的是,具有重叠FFT的基于FFT的频谱分析仪具有以极短的持续时间截取感兴趣频率的信号的概率,并且不会丢失任何关键信号细节。由于信号的时域特性和射频和微波设备的时域响应(包括雷达,高级调制,功率放大器,

典型的频谱图可能会错过RTSA可以通过重叠FFT功能详细捕获的事件,方法是及时有效地拉伸频谱图。 例如,脉冲频率发生器跳频到另一个频率,产生大范围的瞬态行为和意外的高峰值功率。
典型的频谱图可能会错过RTSA可以通过重叠FFT功能详细捕获的事件,方法是及时有效地拉伸频谱图。例如,脉冲频率发生器跳频到另一个频率,产生大范围的瞬态行为和意外的高峰值功率。

零跨度测量的实时优势

数十年来,RF工程师一直在利用频谱分析仪(SA)功能,即零跨度测量。此测量功能通过将分辨率带宽滤波器(RBW)设置为单个频率,捕获时间片上的信号能量并随时间显示。该功能可用于简单的幅度调制(AM)。但是,面对更复杂的调制和超宽带雷达和电信信号,实时频谱分析仪(RTSA)为零跨度测量带来了新的功能和用途。即,RTSA宽瞬时带宽和数字RBW滤波器可以用于随时间连续捕获数十兆赫的频率跨度,并同时分析信号的频率,时间和调制域。

雷达和脉冲信号
RTSA非常适合解决许多需要频率和时域信息进行准确分析的雷达和脉冲信号分析挑战。

通过雷达测量,获取这种详细的多领域分析将需要几台仪器,这些仪器在大型测试系统装配中将会同步并出现一些错误。该系统的设置和编程需要大量的知识和经验。同样,研究先进的调制技术将需要几乎同样严格的要求。然而,RTSA能够产生实时触发,可以即时触发和分析信号,甚至可以触发记录信号行为,以便将来进行更深入的分析和回放。

RTSA多域显示器
RTSA多域显示器可以替代许多专为时域,频域和调制域信号分析而设计的定制测量系统。

此外,由单一仪器执行此功能可消除数据时间相关性的需求,因为显示域均来自同一时间采样信号。对于具有复杂调制方案的雷达和通信应用,使用RTSA进行零跨度测量对于测量时域功率行为非常重要,尤其对于暴露于高功率信号的信号链元件而言非常重要。例如,峰值功率,脉冲宽度,脉冲重复频率,解调和平均信号功率都可以通过标记,触发器,带宽和等待时间设置的简单设置来测量。

在零跨度模式下测量峰值功率和脉冲宽度

峰值功率和脉冲宽度测量对于理解信号链组件的规划,设计和故障排除非常重要。调制,脉冲和其他效应的变化可能会产生功率级,这些功率级可能会损坏或加速发送和接收电路组件的磨损。具有零跨度模式的RTSA能够提供有价值的测量结果,可用于高精度地确定峰值功率和脉冲宽度。

首先,由RTSA的瞬时带宽限制的RBW和VBW必须设置得足够宽以使脉冲在窗口内稳定。更宽的RBW将导致提供更准确的信号响应细节,并有助于计算上升时间和下降时间,因为更大的捕获带宽将导致更多的旁瓣功率和频率成分被纳入分析。一般的经验法则是,对于准确的特性测量,RBW是脉冲3-dB带宽的3到5倍。虽然如果只有脉冲的功率是感兴趣的,但可以使用较小的RBW来合理地估计脉冲功率。

频谱分析仪中的脉冲功率

RBW的宽度提高了时域的精度
增加RBW的宽度可以提高时域脉冲上升和下降时间测量的精确度(两个不同RBW设置下的1us脉冲宽度)。

对于重复性信号,视频触发可用于零跨度模式,以提供脉冲形状的稳定显示,这将允许标记和增量标记提供脉冲特征测量。另外,如果扫描时间设置得足够长以捕获多个脉冲,则可以捕获信号的脉冲重复频率。通过峰值功率测量和脉冲重复频率,可以计算信号的平均功率:

Pmean = Ppeak + 10log(脉冲宽度*脉冲重复频率)。

对于比RBW的建立时间更快的脉冲,脉冲越窄,峰值功率测量的不准确度就越大。

峰值功率读数

峰值功率读数

如果脉冲的建立时间小于RBW滤波器的建立时间,则脉冲顶部的峰值功率读数将不太准确。 (400ns,50ns和25ns的脉冲)
如果脉冲的建立时间小于RBW滤波器的建立时间,则脉冲顶部的峰值功率读数将不太准确。(400ns,50ns和25ns的脉冲)


2018年3月7日 12:02

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