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 1. 簡單調制信號分析

簡單調制信號主要包括ASK，FSK，PSK 等簡單的數字調制信號，它們在汽車電子、醫療電子、安防、無線抄表領域得到廣泛應用。簡單數字調制系統的調測，重點在基帶電路，示波器將是主要的測試儀器，但根據測試規范，頻譜指標也必須測試，調制特性也是需要考慮的因素。

圖 5-1-1

圖 5-1-2

MDO4000 集示波器、頻譜儀功能于一身，非常適于這類應用。MDO4000 本身具有射頻信號對時間光跡的功能，可以顯示射頻信號的幅度/ 頻率/ 相位隨時間變化的規律，對ASK、FSK、PSK 信號，可以直觀地將波形顯示出來，利用示波器內置的多種測試功能，可以測量上述信號的幅度、周期、占空比、上升/ 下降沿等參數。一機在手，解決全部問題！

圖 5-1-3

我們首先看一個ASK 調制信號的實例( 圖5-1-1)，該例子為汽車遙控鑰匙的頻譜與ASK 調制波形。在幅度隨時間變化的調制域波形中，我們可以清晰地看到導碼與數據之間的關系。在做ASK 信號分析時，MDO4000的跨域分析特性也優勢，圖5-1-2 示意出ASK 信號的基帶、時鐘、射頻調制波形與頻譜之間的關系。圖5-1-3 和圖5-1-4 示意出遙控玩具車的控制信號，由于遙控玩具的射頻發射功率較低，對遙控信號的頻域和時域指標要求不高，但ASK 的控制碼不能出錯，否則將無法實現遙控。圖5-1-3 中第二個脈沖為窄脈沖，當遙控桿向上扳時，第二個脈沖變為圖5-1-4 的寬脈沖，MDO 在測試遙控信號頻譜的同時，驗證了遙控碼的正確。

圖 5-1-4

接下來我們看幾個FSK 的實例，FSK 調制比ASK 的應用更為廣泛，因為這種調制更不易受外界干擾的影響，因此在汽車胎壓監測、安防、無線抄表及*等對抗干擾要求更高的場合得到廣泛應用。

圖 5-1-5

圖5-1-5 為胎壓監測實例，圖中下半部分為FSK 頻譜顯示，上半部分橙色曲線為射頻信號頻率隨時間變化的曲線，該曲線可以清晰地顯現FSK 的數字碼。為了充分發揮MDO 的跨域分析功能，在測試時將電壓（黃色曲線）和電流（綠色曲線）信號接入到示波器通道，可以發現，在射頻信號發出時，電壓信號的紋波陡然增大。

圖 5-1-6

圖5-1-6~ 圖5-1-8 為無線抄表測試實例，同樣在測試射頻信號的頻譜的同時，測試了FSK 碼流變化的情況。圖中黃色曲線仍然是電壓信號，藍色曲線為電流信號，電壓紋波在FSK 發射時依然陡增。除了電壓電流信號，我們還接入了SPI 總線控制信號，可以發現，該FSK 碼流是在SPI 總線的控制下發射與中斷的。在驗證射頻指標和FSK 碼流的同時，我們還能發現該系統潛在的問題。在圖5-1-7 中，頻譜分析時間框設定在FSK 發射的中間部分，頻譜底噪正常，但當頻譜分析時間框設定在FSK 剛剛中斷發射時，從頻譜上可以看出底噪抬升了30dB。

圖 5-1-7

圖 5-1-8

2. RFID 標準符合性測試

RFID是一種低功耗的短程無線通信技術，全稱為“RadioFrequency Identification( 射頻識別)”。RFID 系統的組成一般至少包括兩個部分：電子標簽 ( 英文名稱為Tag) 和讀寫器( 英文名稱為Reader/Writer 或Interrogator)。電子標簽中一般保存有約定格式的電子數據，在實際應用中，電子標簽附著在待識別物體的表面。讀寫器可無接觸地讀取并識別電子標簽中所保存的電子數據，從而達到自動識別物體的目的。進一步通過

計算機及計算機網絡實現對物體識別信息的采集、處理及遠程傳送等管理功能。RFID 使用的頻率從低頻到微波，各頻段有各自的應用領域。表5-2-1 和表5-2-2 使用出RFID 的使用頻段及應用領域。

表5-2-1

表5-2-2

標準化組織針對不同頻段的RFID 制定了相應的標準如表5-2-3，可見，RFID 標準是很繁多的，RFID讀卡器、標簽的設計及測試，都要以相應的標準為依據。RFID 標簽的測試以物理性能測試及網絡性能測試為主，不在我們討論的范圍，而RFID 讀卡器的調測及標準符合性測試，則是我們討論的重點。

表5-2-3

RFID 讀卡器是高度集成的嵌入式射頻系統，MDO 的跨域分析功能，能夠更好地體現控制信號與射頻信號間的時序關系，在RFID 讀卡器調測中非常有用。圖5-2-1為RFID 讀卡器調測實例，圖中下半部分為RFID 信號頻譜，上半部分中，黃色信號為讀時鐘，藍色信號為發射控制，低電平時讀卡器射頻發射，發射的數據也通過該信號疊加上去。上半部分中的橙色信號為射頻信號的幅度隨時間的變化曲線，通過該曲線，我們很可以輕松地看到讀卡器與標簽信號間的握手過程，以及這些過程與相應的控制信號之間的關系。

圖5-2-1

將圖2-2-1 中的射頻信號存儲為TIQ 格式的原始IQ數據后，就可以利用RSAVu 矢量信號分析軟件調用，然后對該RFID 信號進行標準符合性測試( 圖5-2-2)

圖5-2-2

所謂標準符合性測試，是按照表5-2-3 相應的標準對RFID 讀卡器或系統進行符合性驗證。由于RFID 信號是突發的微功率信號，傳統的頻譜儀或矢量信號分析儀都必須將信號采集下來后再進行分析，MDO4000 +

RSAVu 是很好的解決方案。

圖5-2-3

圖5-2-3 示意出RFID 標準符合性測試的內容，圖5-2-4 為相應的RFID 信號的功率隨時間變化的波形圖。在這兩個圖中，分別標有綠色、藍色和灰色的框，代表時域、調制域和頻域的測試項目，MDO4000 本身就包含示波器、頻譜儀和調制域分析的功能，非常適合進行RFID 標準符合性測試。利用RSAVu 矢量信號分析軟件對MDO 采集的RFID 射頻信號進行分析，可以測試圖3-2-3 中全部指標，RSAVu 也支持全部RFID標準，并且支持用戶自定義的標準。

圖5-2-4

3. 商用通信信號分析

商用通信信號主要指現有通信體質如GSM、CDMA、W-CDMA、WLAN 等，在這種情況下，MDO 僅采集射頻信號，但跨域分析特性將使MDO 可以分析射頻信號與基帶控制信號的關系。此外，對TDMA 信號，MDO 射頻幅度隨時間變化曲線不僅顯示出時隙功率，還可以方便地測試時隙開啟可關閉瞬間的頻譜。

圖5-3-1

圖5-3-1 為數字對講機某個時隙的頻譜，由于上半部分中的頻譜分析時間位于時隙的中間，下半部分中的頻譜測試的ACPR 指標正常。但當頻譜分析時間位于時隙的關閉階段時，ACPR 指標嚴重劣化( 圖5-3-2)。

圖5-3-2

對一般的商用通信信號，可以用RSAVu 對MDO 采集的射頻信號進行分析，這在圖3-1 中已經示意，在此不再贅述。

圖5-3-3

由于MDO 具有大于1GHz 的采集帶寬，而SignalVu-PC 的分析帶寬沒有限制，因此利用MDO 進行寬帶采集后，一個帶寬內可能存在多個信號，SignalVu-PC可以設定分析中心頻率，對采集到的多個信號逐一分析。

圖5-3-4

圖5-3-4 將粉色光標移動到1.7GHz 處，設定QPSK參數后，得到CDMA 信號測試結果。MDO 一次采集，SignalVu 強大的分析功能可以分別進行分析。

4. 超寬帶信號分析

超寬帶信號包括寬帶跳頻、寬帶雷達及其它超寬帶通信信號。MDO 射頻采集帶寬大于1GHz，采樣率為10GB/S，因此對500ps 的脈寬及每秒十億跳的跳頻都可以進行分析。MDO 內置的射頻信號幅度/ 頻率/ 相位隨時間的變化曲線可以輕松顯示出雷達信號的脈沖特性及脈內頻率/ 相位特性。圖5-4-1 為MDO 實測的5 跳頻點的跳頻信號，每個跳頻點持續時間50ns，MDO 可以非常準確地進行測試。圖5-4-2 為MDO 實測10ns 脈寬、重復周期為100ns 的雷達信號，MDO不僅能夠準確測試10ns 脈寬，還能解調脈內頻率隨時間的變化。

圖5-4-1

圖5-4-2

無論進行雷達信號測試還是跳頻信號測試，MDO 寬帶調制域分析與跨域分析配合，可以協同發現系統潛在問題，并對射頻與基帶信號之間的時序關系進行測試。圖5-4-3 為實測跳頻信號，因為嵌入式程序的一個BUG，控制跳頻的觸發脈沖多了一個，導致系統多了一個持續10ms 左右的一個跳頻狀態。這個例子已經在《MDO4000 系列混合域分析儀應用之一 — 跨域分析發現當代數字射頻系統疑難雜癥的創新手段》，在此不做贅述。

圖5-4-3

圖5-4-4 為利用MDO 實測雙線性調頻雷達信號，線性跳頻帶寬為100MHz，雷達信號載頻1GHz，因此射頻信號既接入到射頻通道，又接入到MDO 示波器通道1 中，由此可以對比看出射頻脈沖和調制域脈沖包絡的

對應關系，利用示波器內置的多種測試功能，可以測試調制域脈沖包絡參數及線性跳頻參數。

圖5-4-4

圖5-4-5 為MDO 實測脈內相位編碼調制雷達信號，MDO 調制域中的相位波形直觀地顯示出相位編碼。圖5-4-6 為典型的雷達系統跨域分析，圖中顯示了30us脈寬，500MHz 帶寬的線性跳頻雷達系統的工作情況，橙色曲線為射頻信號他調制域脈沖包絡和線性跳頻特性，黃色脈沖為控制雷達發射的觸發信號，藍色方波為控制雷達接收的門信號，粉色脈沖為控制雷達接收的觸發信號，圖中左下角為利用示波器內置的測試功能，測試各種信號參數及時序關系的結果。

圖5-4-5

圖5-4-6

當然，本節中MDO 實測射頻信號，都可以轉存為TIQ文件用SignalVu-PC 打開，利用該軟件的分析功能進行測試。圖5-4-7 為SignalVu 軟件分析MDO 采集的雷達信號實例，該軟件可以測試27 向雷達參數，本例中存在兩類雷達脈沖，一類線性調頻帶寬為500MHz，另一類為線性調頻帶寬250MHz。

圖5-4-7

總結

MDO 寬帶調制域分析與跨域分析配合使用，可以解決傳統手段不能解決的問題。MDO 與泰克RSAVu 或SignalVu 矢量信號分析軟件協同工作，可以滿足寬帶高性能矢量信號分析的要求。