PXA信號(hào)分析儀的實(shí)時(shí)頻譜分析功能闡釋
加入技術(shù)交流群
隨著信號(hào)變得更加復(fù)雜和靈敏，無間隙測(cè)量技術(shù)——實(shí)時(shí)頻譜分析和時(shí)間捕獲——逐步獲得主流應(yīng)用的認(rèn)可。Agilent PXA信號(hào)分析儀更進(jìn)一步將這些新增功能集成到傳統(tǒng)信號(hào)分析儀，使用戶不必購買專用或單用途儀器。（圖1）
安捷倫實(shí)時(shí)頻譜分析（RTSA）作為新型和現(xiàn)有PXA的升級(jí)選件，使得PXA成為業(yè)界首款支持在購買后添加實(shí)時(shí)分析功能的傳統(tǒng)信號(hào)分析儀。使得用戶可以新實(shí)時(shí)頻譜儀十分之一的價(jià)格用用實(shí)時(shí)功能。
RTSA支持用戶在實(shí)驗(yàn)室工作臺(tái)或現(xiàn)場(chǎng)中查看、捕獲和認(rèn)知難以捕捉的信號(hào)。為進(jìn)行更深入的分析，用戶可以搭配使用實(shí)時(shí)PXA與Agilent 89600 VSA軟件，對(duì)復(fù)雜的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行全面表征。
圖1. 實(shí)時(shí)PXA是一款經(jīng)濟(jì)高效的解決方案，可以借助傳統(tǒng)的掃描分析來識(shí)別雜散信號(hào)，切換至實(shí)時(shí)模式以觀測(cè)脈沖雜散信號(hào)。
盡管不同用戶對(duì)“實(shí)時(shí)分析”的理解不同，但它包含一個(gè)一致的核心概念：對(duì)于擁有數(shù)字中頻（IF）部分的頻譜或信號(hào)分析儀，針對(duì)某個(gè)測(cè)量結(jié)果或觸發(fā)操作而言，實(shí)時(shí)操作將對(duì)全部信號(hào)的采樣進(jìn)行處理。（圖2）多數(shù)情況下，相對(duì)于傳統(tǒng)的頻譜測(cè)量結(jié)果，測(cè)量結(jié)果屬于標(biāo)量（例如功率或幅度）。
圖2：實(shí)時(shí)操作存在于當(dāng)計(jì)算速度足夠快且能夠?qū)Σ蓸訑?shù)據(jù)進(jìn)行無間隙分析時(shí)。在本例中，CALC操作包括快速傅立葉變換（FFT）計(jì)算或功率譜計(jì)算，以及平均值計(jì)算、顯示更新等。
Real-time operation: No gaps between time acquisitions 實(shí)時(shí)操作：采集時(shí)間無間隙
除了無間隙分析之外，實(shí)時(shí)射頻分析儀還具備四個(gè)關(guān)鍵屬性：高速測(cè)量、穩(wěn)定的測(cè)量速度、先進(jìn)的復(fù)合顯示和頻率模板觸發(fā)（FMT）。
通常，實(shí)時(shí)處理過程中的頻譜流被用于下述兩種用途：頻譜可與復(fù)合頻譜顯示結(jié)合，或與一個(gè)限制模板進(jìn)行比較，以實(shí)施頻率模板測(cè)試FMT。配有選件RTSA的實(shí)時(shí)PXA同時(shí)支持這兩種功能。
使用PXA執(zhí)行實(shí)時(shí)頻譜分析
和專用實(shí)時(shí)頻譜分析儀一樣，實(shí)時(shí)PXA使用ASIC和FPGA將采樣信號(hào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為信號(hào)頻譜，速度接近300,000頻譜/秒。頻譜數(shù)據(jù)被整合用于構(gòu)建信息詳盡的顯示，例如密度或直方圖?；蛘撸鶕?jù)限制條件和邏輯標(biāo)準(zhǔn)對(duì)頻譜流依次順數(shù)進(jìn)行測(cè)試，以生成針對(duì)特定頻譜和特定行為的頻率模板觸發(fā)。
為增強(qiáng)實(shí)時(shí)頻譜分析的性能，安捷倫設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)專注于四個(gè)關(guān)鍵方面：帶寬、動(dòng)態(tài)范圍、截獲概率（POI）和集成分析能力。
帶寬
因?yàn)楸环治龅男盘?hào)帶寬和頻帶寬度越來越高，用戶有必要使用更高的帶寬。配有RTSA的PXA可為實(shí)時(shí)測(cè)量提供高達(dá)160 MHz的分析帶寬，足以應(yīng)對(duì)當(dāng)前的寬帶信號(hào)和信號(hào)環(huán)境。無間隙帶寬不僅適用于實(shí)時(shí)頻譜分析，而且還適用于FMT、無間隙時(shí)間捕捉以及中頻觸發(fā)的實(shí)時(shí)幅度計(jì)算。
另一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是：實(shí)時(shí)PXA不同于部分類似產(chǎn)品，它始終能夠在高達(dá)160 MHz的帶寬范圍內(nèi)收集無間隙數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)模式始終可以捕獲間歇信號(hào)或快速變化的信號(hào)的細(xì)節(jié)，用戶對(duì)這一點(diǎn)充滿信心。
動(dòng)態(tài)范圍
實(shí)時(shí)PXA可在160 MHz 帶寬范圍內(nèi)提供高達(dá)-75 dB的無雜散動(dòng)態(tài)范圍，當(dāng)存在大信號(hào)時(shí)，支持用戶對(duì)小型的快速偶發(fā)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。動(dòng)態(tài)范圍通過PXA的低本底噪聲而得到增強(qiáng)，在處理極小信號(hào)時(shí)，還可通過添加“低噪聲路徑”選件（在處理高電平信號(hào)的同時(shí)還能改進(jìn)靈敏度）得到進(jìn)一步加強(qiáng)。在所有情況下，PXA的低本底噪聲會(huì)增強(qiáng)區(qū)分小信號(hào)和噪聲的能力。
截獲概率
POI是實(shí)時(shí)頻譜分析的關(guān)鍵基準(zhǔn)。實(shí)時(shí)PXA能夠檢測(cè)低至5.0 ns的信號(hào)，保證100%截獲概率時(shí)（全幅度精度）可檢測(cè)低至3.57μs的信號(hào)。無間隙分析只是POI的其中一部分，影響儀器分析性能的其它因素包括分析儀和處理器動(dòng)態(tài)范圍（包含靈敏度）、采樣帶寬、處理的連續(xù)性和FFT重疊處理（用于窗功能形狀補(bǔ)償）。
評(píng)論