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瞬态信号的捕获和分析


□ 钱 永 陈 峰

  摘要:本文首先归纳了瞬态信号对测试技术的要求,然后介绍作为第三代无线信号分析仪的实时频谱分析仪,并阐述了泰克公司专门为瞬态信号的捕获和分析提供的四合一解决方案。
  关键词:DPX(数字荧光技术);FMT(频率模板触发);实时捕获带宽;动态范围
  
  前 言
  
  由于军事和通信领域的持续发展,RF技术创新一直稳定加速增长,直到今天这种增长仍在继续。随着RF信号在现代世界中变得无所不在,产生RF信号的设备之问的干扰问题也随之增长。无线信号已经从以前的稳定、有规律、可以预知,向着无法预知,瞬变和越来越复杂的方向发展,这就对我们的测试提出了一个新的挑战。如何捕获、分析这些瞬变的复杂无线信号变得越来越重要。
  
  
  瞬态信号对测试技术的要求
  
  瞬态信号特性概述
  对于瞬态信号我们一般需要测试的参数包括:瞬态速度,即跳频信号的速率或者是脉冲信号的宽度;瞬态方式,即瞬态信号是频率瞬变还是幅度瞬变;瞬变规律,即跳频的频点、顺序、驻留时间、或者瞬态信号的间隔、每秒钟出现的次数等。
  
  瞬态信号测试的技术基础
  ·实时捕获能力
  传统的扫频式(超外差式)频谱分析仪以一定步长扫描整个频段,由于扫描整个频段需要一段时间,通常会漏掉在当前扫描频段之外发生的重要瞬态事件。对于瞬态信号来说,必须具备实时捕获能力,即能在所关心的频段内一次性的捕获频段内的所有信号。
  ·实时带宽
  针对实时捕获能力提出了一个实时带宽的问题,即一次性捕获的带宽。由于各种技术的限制,任何一种仪器都不可能在无限的宽带内实时捕获信号,总是有一个带宽限制,即实时带宽。
  ·动态范围
  动态范围指在仪表中同时显示大信号和小信号的能力。如在无线电监测中,往往存在一个强的正常的信号,而干扰信号往往是比较弱的,这就要求仪表有比较大的动态范围才能同时观察大的正常信号和小的干扰信号。动态范围和实时带宽是一对互相制约的因素。
  ·时间分辨率
  由于瞬态信号是随时间变化的信号,变化往往非常快,这就要求测试仪表能够提供高的时间分辨率,捕获信号所有的变化,实时测试信号的变化情况。
  ·高速采样速率
  决定仪表时间分辨率的关键因素是仪表的采样速率。当我们测试一个脉冲信号时,脉冲信号出现的时间(脉宽)是非常短的,一般是微秒级,有时甚至是纳秒级,假设是10μs,那么仪表的采样率至少是1/10μs=0.1MSample/s。一般仪表在计算时往往要取一组采样点来计算,考虑到频率精度,假如取1000个点,则0.1M×1000=lOOMSample,即仪表的采样速率至少要100MSample/s才能满足要求。 ......
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