超越傳統(tǒng)的頻譜分析

關(guān)鍵字：頻譜分析

引言

傳統(tǒng)的頻譜分析儀是標量測量設(shè)備，主要顯示標量值(信號幅值)隨頻率變化曲線圖。最常見的測量就是對頻譜組成部分(例如諧波、互調(diào)和雜散信號)的信號功率和頻率的測量。功率與頻率的比值可以根據(jù)分辨率帶寬(RBW)進行積分或修正，以產(chǎn)生噪聲功率(和相位噪聲)、頻帶功率、相鄰信道功率和占用帶寬。

頻譜分析儀也可以用于測量時域或調(diào)制域特征。測量這些特性的最簡單方法就是停止頻譜分析儀的頻率掃描(例如將測量寬度設(shè)置為0 Hz)，并設(shè)置適當?shù)闹行念l率和RBW寬度，使其足以包含感興趣的信號。此時，分析儀的X軸以時間為單位，該“零掃寬”測量跡線結(jié)果為射頻信號的包絡(luò)，即射頻信號的AM解調(diào)測量結(jié)果或觸發(fā)脈沖功率信息。通過使用類似設(shè)置并偏置分析儀的中心頻率，可使感興趣的信號處于RBW濾波器的裙邊之上，可以進行FM解調(diào)測量。這些技術(shù)通常很有效，但是可能非常麻煩(例如設(shè)置和解釋過程很復(fù)雜)、不精確，且靈活性受到限制。

因此，為了滿足現(xiàn)代通信系統(tǒng)的要求，需要一種更好的綜合信號分析方法。使用這種新的綜合分析方法，分析儀表既可以作為高性能頻譜分析儀解決方案，提供簡單易用的用戶界面；同時可以根據(jù)設(shè)計者的需求，輕松快速地轉(zhuǎn)換成功能全面的矢量信號分析儀。

發(fā)展趨勢

當前的許多信號都是通過射頻脈沖調(diào)制的或經(jīng)過復(fù)雜調(diào)制的信號，在過去15至20年的時間里，隨著數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，這一趨勢也越來越明顯。信號分析儀也隨之呈現(xiàn)相應(yīng)的發(fā)展趨勢：

矢量信號分析儀(VSA)問世并快速發(fā)展。它將時域和頻域能力以及完整的根據(jù)時間選擇(例如時間門概念)頻譜分析功能集于一身。

用矢量信號分析儀進行通用和特定格式(特定標準)的數(shù)字調(diào)制分析。VSA是進行此類分析的理想平臺。

在通用頻譜分析儀中，以選裝軟件的方式添加特定標準的數(shù)字調(diào)制分析。

雖然VSA是分析現(xiàn)代信號的理想工具，但是其操作步驟比傳統(tǒng)的頻譜分析儀更加復(fù)雜。特別是在進行傳統(tǒng)頻譜測量的時候，VSA新增加的能力可能增加操作的新增加的能力可能增加操作的復(fù)雜程度。當用戶需求僅限于進行基本的頻譜分析和基于標準的解調(diào)時，上述最后一種趨勢提供了一種良好的解決方案。

全新解決方案

對于現(xiàn)代信號分析應(yīng)用來說，新型Agilent MXA信號分析儀是眾多可選方案的基礎(chǔ)。這款新型信號分析儀可以配置成傳統(tǒng)的頻譜分析儀，具有射頻工程師期待的易用性和頻譜分析儀應(yīng)該具有的全部性能。對于需要全方位矢量信號分析的應(yīng)用來說，MXA信號分析儀的用戶通過選裝內(nèi)置的Agilent89600矢量信號分析軟件將其立刻轉(zhuǎn)變成為一臺矢量信號分析儀。該應(yīng)用提供了完整的矢量分析能力，包括對頻譜、占用帶寬、CCDF和信號功率進行靈活的時間選通測量(見圖1)。

安捷倫的89600 VSA軟件提供對模擬信號AM/FM/PM的精確解調(diào)，同時提供對各種通用數(shù)字調(diào)制信號和特定標準信號進行調(diào)制分析的選件。

對于基于標準的數(shù)字調(diào)制應(yīng)用(例如W-CDMA或WiMAX-mobile OFDMA)中的設(shè)計驗證等任務(wù)，Agilent MXA提供了內(nèi)置的測量應(yīng)用。這些基于標準的測量功能使用戶可以輕松設(shè)置和測量該標準中重要的指標參數(shù)，是89600 VSA軟件全面矢量信號分析的一種更簡單的替代方案。這些快速、簡單的模式(或應(yīng)用)更改使工程師可以優(yōu)化測量功能并輕松使用。它還使他們能夠快速配置信號分析儀，以滿足可能遇到的信號分析的要求。圖2顯示了用于在測量模式之間轉(zhuǎn)換的MXA信號分析儀的顯示畫面。

結(jié)語

安捷倫新型MXA信號分析儀提供了一種新的綜合方法，在當前的傳統(tǒng)頻譜分析中添加矢量信號分析和數(shù)字解調(diào)功能。這樣，它將幫助行業(yè)進一步發(fā)展，不再將頻譜分析和矢量解調(diào)作為兩個獨立的任務(wù)，使設(shè)計者能夠在日常工作過程中同時高效地完成這兩種任務(wù)。