基于示波器的調(diào)制系統(tǒng)時延測量

3.希爾伯特變換與其他自定義算法

除了前面兩項示波器內(nèi)置的運算以外，還有很多成熟的算法，比如運用希爾伯特變換來檢波從而獲得相位翻轉(zhuǎn)點。圖 6是在示波器內(nèi)集成MATLAB程序檢測信號相位翻轉(zhuǎn)點的例子。還有用互相關(guān)運算來獲得時延?，F(xiàn)在和將來不斷有學者研究各種新的信號處理算法來解決時延測量的問題。LeCory示波器中可以集成使用者自定義的MATLAB、C/C++、VB Script程序，來實現(xiàn)這類算法。

圖 6 示波器內(nèi)置MATLAB程序檢測調(diào)制信號包絡(luò)

三.示波器時延測量不確定度評估

本文所述測量方法的不確定度，既有來源于示波器的，也有源于測量算法的。示波器本身的時延測量不確定度包括抖動噪底、觸發(fā)抖動、時間分辨率、電纜和通道校準的不確定度等。為了提高這部分測量的精度，可以選用抖動噪底小、采樣率高的示波器。示波器時延測量不確定度的大小可以通過實際測試來估計。測試的連接圖類似圖 1，但不再接入被測設(shè)備，電纜#1和#3直接通過轉(zhuǎn)接器連接在一起。示波器使用LeCoryLabMaster 10-65Zi，采樣率設(shè)為160GSa/s，在示波器內(nèi)設(shè)置對電纜#3去嵌。信號源分別輸出100MHz～20GHz若干組正弦信號，在示波器中多次測量兩路信號的時延，記錄測量值的標準偏差值。交換電纜#1和#2再測試一遍。結(jié)果顯示每次測量的標準偏差在500fs量級，經(jīng)過校準后兩個通道的時延殘差小于2ps。圖 7是示波器測量得到的、沒有包含被測設(shè)備的時延統(tǒng)計值。

四.結(jié)束語

本文所述的設(shè)備時延方法已經(jīng)在多個單位的項目中得到實際驗證。這些項目的被測設(shè)備涉及BPSK、QPSK、FSK、QAM、PDM等多種體制的調(diào)制系統(tǒng)。無論是測試的簡便性和自動化程度，還是測量結(jié)果的不確定度，都比之前的頻域測量法和人工讀數(shù)更優(yōu)。