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頻譜分析儀是射頻微波設(shè)計和測試工作中的常用儀器，它能夠幫助電子工程師完成頻譜觀測、功率測量以及復(fù)雜信號解調(diào)分析等工作。 傳統(tǒng)上一般將頻譜儀分為三類：掃頻式頻譜儀，矢量信號分析儀和實時頻譜分析儀。實時頻譜分析儀是隨著現(xiàn)代FPGA技術(shù)發(fā)展起來的一種新式頻譜分析儀，與傳統(tǒng)頻譜儀相比，它的最大特點在于在信號處理過程中能夠完全利用所采集的時域采樣點，從而實現(xiàn)無縫的頻譜測量及觸發(fā)。由于實時頻譜儀具備無縫處理能力，使得它在頻譜監(jiān)測，研發(fā)診斷以及雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計中有著廣泛的應(yīng)用。 今天簡單分享一下在檢測和檢定RF信號時，為何不能使用掃頻分析儀（SA）和矢量信號分析儀（VSA），而必須選擇實時頻譜分析儀。
掃頻分析儀 掃頻分析儀最初是使用純模擬器件構(gòu)建的，之后一直隨著其服務(wù)的應(yīng)用不斷發(fā)展。當(dāng)前一代掃頻分析儀包括各種數(shù)字單元，如 ADC、 DSP 和微處理器。但基本掃描方法在很大程度上保持不變，最適合觀測受控的靜態(tài)信號。掃頻分析儀通過把關(guān)心的信號向下變頻，并掃描通過解析帶寬(RBW) 濾波器的傳輸頻帶，來測量功率隨頻率變化。RBW 濾波器后面跟有一個檢測器，檢測器計算選擇的頻寬內(nèi)每個頻率點的幅度。 盡管這種方法可以提供很高的動態(tài)范圍，但是它要求輸入信號相對穩(wěn)定及不變，一次只能計算一個頻率點的幅度數(shù)據(jù)。如果信號迅速變化，那么在統(tǒng)計上可能會漏掉變化。掃頻分析儀結(jié)構(gòu)沒有提供一種可靠的方式，發(fā)現(xiàn)這類瞬態(tài)信號的存在，因此調(diào)試許多現(xiàn)代RF信號要求非常長的時間和大量的工作。除漏掉瞬時信號外，現(xiàn)代通信和雷達(dá)中使用的脈沖信號的頻譜還可能會被錯誤地表示。如果不進行重復(fù)掃描，那么掃頻分析儀結(jié)構(gòu)不能表示脈沖占用的頻譜。
矢量信號分析儀 分析傳送信號的數(shù)字調(diào)制要求進行矢量測量，以同時提供幅度信息和相位信息。VSA 數(shù)字化儀器傳輸頻帶內(nèi)部的所有RF功率，把數(shù)字化的波形放到存儲器中。存儲器中的波形同時包含幅度信息和相位信息，DSP可以使用這些信息進行解調(diào)、測量或顯示處理。 盡管 VSA 增加了在存儲器中存儲波形的功能，但其分析瞬態(tài)事件的能力有限。在典型的 VSA 自由運行模式下，采集的信號必須存儲在存儲器中，然后才能進行處理。這種批處理的串行特點意味著儀器對采集之間發(fā)生的事件是看不見的。
實時頻譜分析儀 實時分析信號意味著必須以足夠快的速度執(zhí)行分析操作，以準(zhǔn)確地處理關(guān)心的頻段中的所有信號成分。 實時頻譜分析儀(RSA)旨在解決瞬時動態(tài) RF信號有關(guān)的測量挑戰(zhàn)。RSA 使用實時數(shù)字信號處理(DSP)執(zhí)行信號分析，DSP在存儲器存儲之前完成。實時處理允許用戶發(fā)現(xiàn)其它結(jié)構(gòu)看不到的事件，并觸發(fā)這些事件，可以選擇性把事件捕獲到存儲器中。然后可以使用批處理在多個域中全面分析存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)。另外還可以使用實時DSP 引擎，執(zhí)行信號調(diào)節(jié)、校準(zhǔn)和某些類型的分析。 RSA的核心是實時處理模塊，實時引擎工作速度足夠快，可以處理每個樣點，而不會有空白。可以連續(xù)應(yīng)用幅度和相位校正，補償模擬IF和RF響應(yīng)。不僅可以全面校正存儲器中存儲的數(shù)據(jù)，還可以執(zhí)行所有后續(xù)實時處理，在校正的數(shù)據(jù)上操作。 實時引擎還支持RF分析需求的下述功能： ◆ 實時校正，改善模擬信號路徑 ◆ DPX® 實時 RF 顯示，可以發(fā)現(xiàn)掃頻分析儀和VSA漏掉的事件 ◆ 信號發(fā)生的持續(xù)性確定的DPX Density測量和觸發(fā) ◆ 高級時間判定觸發(fā)，如欠幅脈沖觸發(fā)，通用在高性能 示波器中提供 ◆ 頻域觸發(fā)，支持頻率模板觸發(fā)(FMT) ◆ 觸發(fā)用戶指定帶寬，支持濾波功率觸發(fā) ◆ 實時解調(diào)，允許用戶“收聽”繁忙頻段中的特定信號 ◆ 數(shù)字化數(shù)據(jù)的數(shù)字IQ流，允許不間斷地輸出信號，進行外部存儲和處理
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發(fā)表于 2020-3-12 15:13:42
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