基于示波器的調(diào)制系統(tǒng)時(shí)延測(cè)量

3.希爾伯特變換與其他自定義算法

除了前面兩項(xiàng)示波器內(nèi)置的運(yùn)算以外，還有很多成熟的算法，比如運(yùn)用希爾伯特變換來(lái)檢波從而獲得相位翻轉(zhuǎn)點(diǎn)。圖 6是在示波器內(nèi)集成MATLAB程序檢測(cè)信號(hào)相位翻轉(zhuǎn)點(diǎn)的例子。還有用互相關(guān)運(yùn)算來(lái)獲得時(shí)延?，F(xiàn)在和將來(lái)不斷有學(xué)者研究各種新的信號(hào)處理算法來(lái)解決時(shí)延測(cè)量的問(wèn)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(lái)實(shí)現(xiàn)這類算法。

圖 6 示波器內(nèi)置MATLAB程序檢測(cè)調(diào)制信號(hào)包絡(luò)

三.示波器時(shí)延測(cè)量不確定度評(píng)估

本文所述測(cè)量方法的不確定度，既有來(lái)源于示波器的，也有源于測(cè)量算法的。示波器本身的時(shí)延測(cè)量不確定度包括抖動(dòng)噪底、觸發(fā)抖動(dòng)、時(shí)間分辨率、電纜和通道校準(zhǔn)的不確定度等。為了提高這部分測(cè)量的精度，可以選用抖動(dòng)噪底小、采樣率高的示波器。示波器時(shí)延測(cè)量不確定度的大小可以通過(guò)實(shí)際測(cè)試來(lái)估計(jì)。測(cè)試的連接圖類似圖 1，但不再接入被測(cè)設(shè)備，電纜#1和#3直接通過(guò)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(duì)電纜#3去嵌。信號(hào)源分別輸出100MHz～20GHz若干組正弦信號(hào)，在示波器中多次測(cè)量?jī)陕沸盘?hào)的時(shí)延，記錄測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差值。交換電纜#1和#2再測(cè)試一遍。結(jié)果顯示每次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差在500fs量級(jí)，經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)后兩個(gè)通道的時(shí)延殘差小于2ps。圖 7是示波器測(cè)量得到的、沒(méi)有包含被測(cè)設(shè)備的時(shí)延統(tǒng)計(jì)值。

四.結(jié)束語(yǔ)

本文所述的設(shè)備時(shí)延方法已經(jīng)在多個(gè)單位的項(xiàng)目中得到實(shí)際驗(yàn)證。這些項(xiàng)目的被測(cè)設(shè)備涉及BPSK、QPSK、FSK、QAM、PDM等多種體制的調(diào)制系統(tǒng)。無(wú)論是測(cè)試的簡(jiǎn)便性和自動(dòng)化程度，還是測(cè)量結(jié)果的不確定度，都比之前的頻域測(cè)量法和人工讀數(shù)更優(yōu)。