MDO4000調(diào)制域分析應(yīng)用實(shí)例詳解

泰克最新推出的MDO4000系列混合域分析儀（圖1）自它誕生之日起，已經(jīng)獲得國內(nèi)外十多個(gè)最佳創(chuàng)新獎(jiǎng)項(xiàng)。MDO4000系列混合域分析儀究竟有何與眾不同之處？它的特色在于“五機(jī)合一”：四通道500MHz/1GHz帶寬數(shù)字熒光示波器；16通道邏輯分析儀；多種總線協(xié)議分析儀；3GHz/6GHz 頻譜分析儀；大于等于1GHz帶寬的調(diào)制域分析儀。但MDO4000絕不是以上五種測試工具的簡單組合，這五種功能工作在同一時(shí)鐘、同一觸發(fā)機(jī)制下，使得MDO4000具有創(chuàng)新的時(shí)域、頻域、調(diào)制域時(shí)間相關(guān)的跨域分析功能。另外，高性能寬帶調(diào)制域分析也是MDO4000的一大特色。

MDO4000系列混合域分析儀的以上特色，針對(duì)不同的應(yīng)用可以解決不同的問題。本文重點(diǎn)闡述MDO4000在工業(yè)控制領(lǐng)域(如汽車電子、無線抄表、醫(yī)療電子、安防)和RFID中的應(yīng)用。盡管本文是著重介紹MDO4000在以上應(yīng)用中的調(diào)制域分析，但需時(shí)刻牢記MDO4000本質(zhì)的特色——跨域分析，即MDO4000在進(jìn)行調(diào)制域分析的同時(shí)可以進(jìn)行跨域分析，解決傳統(tǒng)手段難以發(fā)現(xiàn)的問題。

調(diào)制域分析簡介

從信號(hào)分析的理論可知，任何信號(hào)都可以從時(shí)域與頻域兩方面進(jìn)行分析，連接時(shí)域與頻域的紐帶是傅里葉變換。有了時(shí)域與頻域分析，能否分析出某個(gè)信號(hào)的全部參數(shù)？并不盡然！因?yàn)槲覀兘裉煊龅降男盘?hào)，極少是簡單的基帶信號(hào)，通常都是帶有一定調(diào)制的射頻信號(hào)。對(duì)簡單的模擬調(diào)制信號(hào)如調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相以及相應(yīng)的ASK、FSK等簡單的數(shù)字調(diào)制信號(hào)，用示波器（圖2-1）或頻譜儀（圖2-2）就可以分析其與調(diào)制有關(guān)的參數(shù)。然而當(dāng)今射頻信號(hào)往往是復(fù)雜的數(shù)字調(diào)制信號(hào)，如GSM、CDMA、3G、4G信號(hào)，或頻率、幅度、相位在寬頻帶內(nèi)快速變化的信號(hào)，如跳頻信號(hào)、雷達(dá)信號(hào)、超寬帶通信信號(hào)等，還有許多近場通信（NFC）信號(hào)，如RFID、ZigBee等。對(duì)這些信號(hào)，僅從時(shí)域和頻域上進(jìn)行分析是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須在調(diào)制域進(jìn)行分析，才能得到信號(hào)的全貌。

簡單信號(hào)的調(diào)制域分析可以通過射頻信號(hào)的幅度、頻率或相位隨時(shí)間變化的曲線進(jìn)行分析（圖2-3），而復(fù)雜的數(shù)字調(diào)制信號(hào)的調(diào)制域分析又稱矢量信號(hào)分析，這種分析利用I、Q星座圖，對(duì)復(fù)雜數(shù)字調(diào)制信號(hào)的調(diào)制域參數(shù)進(jìn)行測試。矢量信號(hào)分析可以通過軟件完成，即矢量信號(hào)分析儀的界面都可以脫機(jī)運(yùn)行，因此用示波器或頻譜儀對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集，然后用矢量信號(hào)分析軟件進(jìn)行分析，是一種低成本、行之有效的方法。

泰克公司創(chuàng)新的MDO4000混合域分析儀整合了示波器和頻譜儀的硬件，特別是其頻譜儀的硬件，高速采集射頻信號(hào)后進(jìn)行FFT頻譜分析，其射頻前端兼顧了頻譜儀或矢量信號(hào)分析儀的高指標(biāo)，又具備示波器的大帶寬，同時(shí)具有優(yōu)異的性價(jià)比，是矢量信號(hào)分析儀的最佳補(bǔ)充。MDO4000 的動(dòng)態(tài)范圍達(dá)60dB以上，大大高于示波器，其采集帶寬大于1GHz，在某些條件下，可以達(dá)3GHz，射頻信號(hào)存儲(chǔ)深度達(dá)79毫秒，與泰克RSAVu或SignalVu矢量信號(hào)分析軟件配合，可以滿足6GHz以下多種矢量信號(hào)分析需求。

RSAVu矢量信號(hào)分析軟件

泰克 RSAVu 矢量信號(hào)分析軟件可以在PC上離線分析泰克MDO4000混合域分析儀及泰克實(shí)時(shí)頻譜分析儀( R T S A ) 捕獲的數(shù)據(jù)，該軟件為用戶提供了泰克RSA3000系列實(shí)時(shí)頻譜分析儀完全相同的分析功能。 該軟件還支持遠(yuǎn)程接口，可以在自動(dòng)測試環(huán)境中執(zhí)行數(shù)據(jù)分析。用戶可以以編程方式加載MDO或RSA數(shù)據(jù)文件，提取解調(diào)參數(shù)，最大限度地減少一致性測試和應(yīng)力測試所需的時(shí)間。

泰克 RSAVu 矢量信號(hào)分析軟件支持全部商用標(biāo)準(zhǔn)，包括模擬解調(diào)分析、通用數(shù)字調(diào)制分析、相噪測試、W-CDMA、HSUPA、HSDPA、GSM/EDGE、CDMA2000 1x、CDMA2000 1xEV-DO、RFID、IEEE 802.11 a/b/g/n WLAN、IEEE 802.15.4 OQPSK (Zigbee)、P25 (C4FM 信號(hào)分析)。

特別需要指出的是，泰克公司RSA3000實(shí)時(shí)頻譜分析儀是國內(nèi)全部RFID認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室必配的RFID信號(hào)符合性測試的標(biāo)準(zhǔn)測試儀器，因此 RSAVu 矢量信號(hào)分析軟件可以滿足目前全部RFID標(biāo)準(zhǔn)的符合性測試需求。由于泰克RSA3000實(shí)時(shí)頻譜分析儀已經(jīng)停產(chǎn)， MDO4000 + RSAVu是RSA3000的最佳替代產(chǎn)品。

SignalVu-PC 矢量信號(hào)分析軟件

泰克 SignalVu-PC 矢量信號(hào)分析軟件可以在PC上離線分析泰克MDO4000混合域分析儀及泰克實(shí)時(shí)頻譜分析儀( R T S A )以及其它泰克示波器所捕獲的數(shù)據(jù)，該軟件為用戶提供了泰克RSA5000和RSA6000系列實(shí)時(shí)頻譜分析儀完全相同的分析功能。與RSAVu相比，泰克 SignalVu-PC 矢量信號(hào)分析軟件界面更加友好，分析功能更為強(qiáng)大。

泰克 SignalVu-PC 矢量信號(hào)分析軟件，具有雷達(dá)信號(hào)自動(dòng)分析功能，可以通過簡單的設(shè)置，把27個(gè)雷達(dá)脈沖參數(shù)自動(dòng)測量出來，這些測試項(xiàng)目包含了雷達(dá)測量里面所有的通用測試項(xiàng)目,有頻域的，時(shí)域的，還有調(diào)制域的，同時(shí)里面還有許多是已往測量儀器和測試手段無法進(jìn)行測量的項(xiàng)目，如脈沖到脈沖的相位，脈沖到脈沖的頻率，頻率偏差，頻率誤差，相位偏差，相位誤差等。尤其是相位信息的測量，因?yàn)橄辔恍畔⒃诶走_(dá)信號(hào)分析中的低位是非常重要的。

MDO4000 調(diào)制域分析應(yīng)用案例

1.簡單調(diào)制信號(hào)分析

簡單調(diào)制信號(hào)主要包括ASK、FSK、PSK等簡單的數(shù)字調(diào)制信號(hào)，它們在汽車電子、醫(yī)療電子、安防、無線抄表領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。簡單數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的調(diào)測，重點(diǎn)在基帶電路，示波器將是主要的測試儀器，但根據(jù)測試規(guī)范，頻譜指標(biāo)也必須測試，調(diào)制特性也是需要考慮的因素。

MDO4000集示波器、頻譜儀功能于一身，非常適于這類應(yīng)用。MDO4000本身具有射頻信號(hào)對(duì)時(shí)間光跡的功能，可以顯示射頻信號(hào)的幅度/頻率/相位隨時(shí)間變化的規(guī)律，對(duì)ASK、FSK、PSK信號(hào)，可以直觀地將波形顯示出來，利用示波器內(nèi)置的多種測試功能，可以測量上述信號(hào)的幅度、周期、占空比、上升/下降沿等參數(shù)。

我們首先看一個(gè)汽車遙控鑰匙的頻譜與ASK調(diào)制波形實(shí)例（圖5-1-1）。在幅度隨時(shí)間變化的調(diào)制域波形中，我們可以清晰地看到導(dǎo)碼與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。在做ASK信號(hào)分析時(shí)，MDO4000的跨域分析特性也極具優(yōu)勢，圖5-1-2示意出ASK信號(hào)的基帶、時(shí)鐘、射頻調(diào)制波形與頻譜之間的關(guān)系。

圖5-1-3和圖5-1-4示意出遙控玩具車的控制信號(hào)，由于遙控玩具的射頻發(fā)射功率較低，對(duì)遙控信號(hào)的頻域和時(shí)域指標(biāo)要求不高，但ASK的控制碼不能出錯(cuò)，否則將無法實(shí)現(xiàn)遙控。圖5-1-3中第二個(gè)脈沖為窄脈沖，當(dāng)遙控桿向上扳時(shí)，第二個(gè)脈沖變?yōu)閳D5-1-4的寬脈沖，MDO在測試遙控信號(hào)頻譜的同時(shí)，驗(yàn)證了遙控碼的正確。

接下來我們看幾個(gè)FSK的實(shí)例，F(xiàn)SK調(diào)制比ASK的應(yīng)用更為廣泛，因?yàn)檫@種調(diào)制更不易受外界干擾的影響，因此在汽車胎壓監(jiān)測、安防、無線抄表及心臟起搏器等對(duì)抗干擾要求更高的場合得到廣泛應(yīng)用。

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