利用混合域分析儀進行跨域分析

MDO4000系列混合域分析儀（圖1），是一款具有創(chuàng)新意義的分析儀，至今已經(jīng)獲得國內外十多個最佳創(chuàng)新獎項。原因為MDO4000的“五機合一”特色，即：四通道500MHz/1GHz帶寬數(shù)字熒光示波器，16通道邏輯分析儀，多種總線協(xié)議分析儀，3GHz/6GHz頻譜分析儀，以及大于等于1GHz帶寬的調制域分析儀。這五種功能工作在同一時鐘、同一觸發(fā)機制下，使得MDO4000具有創(chuàng)新的時域、頻域和調制域時間相關的跨域分析功能。

　　圖1:MDO4000系列混合域分析儀。

　　跨域分析簡介

　　隨著嵌入式技術、軟件無線電技術及數(shù)字射頻技術的發(fā)展，在設計、開發(fā)和調試這些系統(tǒng)的射頻驅動電路時，僅僅從頻域或時域進行測試，已經(jīng)無法滿足它們對高效率、高可靠性的需求。這需要一種測試工具，可以將射頻信號當作示波器的一個通道看待，在時域上將基帶信號、控制信號、總線信號、頻譜及射頻信號的調制域特性有機地結合在一起。這就是時域、頻域、調制域時間相關的跨域分析。目前，泰克MDO4000系列混合域分析儀是僅有的可以進行跨域分析的分析儀。

　　圖2（a）是典型的MDO4000系列混合域分析儀進行時間相關的跨域分析示意圖。圖中上半部分為時域波形，下半部分為頻域頻譜。這張圖顯示了2.4GHz載波被基帶數(shù)據(jù)進行ASK調制的過程。圖中，黃色為基帶信號，藍色為位參考信號。位參考信號兩個寬脈沖間共有七個位間隔，用以分隔8個串行二進制數(shù)，因此，黃色的基帶數(shù)據(jù)在位參考信號的分隔下呈現(xiàn)為數(shù)據(jù)0~7.那么哪里體現(xiàn)了時域、頻域的時間相關特性？在圖2（a）、2（b）上半部分中，紅色圓圈框住的橙色條表示頻譜在時間軸上的時刻，也就是說，圖2（a）、2（b）顯示的頻譜在時間軸上是上半部分橙色框時刻的頻譜。通過移動橙色框在時間軸上的位置，下半部分的頻譜就會有相應變化。

　　另一方面，在圖2（a）中，上半部分時域顯示還有一條橙色波形，該波形幾乎與黃色基帶信號一模一樣，實際上該波形為2.4GHz載波信號的幅度隨時間的變化，即射頻信號的調制域波形。由此可見，利用時間相關的跨域分析，可以輕松測試基帶信號、控制信號、射頻頻譜及射頻信號的調制域特性之間的因果關系。

　　圖2:MDO4000系列跨域分析示意圖。

　　如何實現(xiàn)跨域分析

　　既然跨域分析指的是時域、頻域、調制域協(xié)同分析，那么能否將用于時域分析的示波器和頻域及調制域分析的頻譜儀或矢量信號分析儀組成測試系統(tǒng)進行跨域分析？答案是否定的！因為示波器和頻譜儀或矢量信號分析儀是不同的儀器，即使都用外部時鐘同步，但獨立的觸發(fā)機制使得它們難以獲得相同時基；即使忽略各儀器觸發(fā)的不確定性所帶來的時基誤差，各臺儀器分別顯示的結果也很難在時間軸上對應起來。

　　或許有人會提出這樣一個疑問：既然示波器可以測試各通道不同信號的時序關系，如果犧牲一個示波器通道，將射頻信號接到該通道，然后利用示波器的FFT顯示該通道的頻譜，這樣不是就可以進行跨域分析了嗎？答案同樣也是否定的。

　　圖3是示波器截圖，1通道黃色信號為控制脈沖，2通道藍色信號為數(shù)據(jù)，3通道粉絲信號為接入的射頻信號，紅色曲線為3通道射頻信號的FFT頻譜。該射頻信號在控制脈沖發(fā)出以前發(fā)射900MHz載波，在控制脈沖發(fā)出后發(fā)射2.4GHz載波。從這張截圖可以發(fā)現(xiàn)如下問題：該示波器帶寬為1GHz,因此3通道無法正確顯示控制脈沖以后的2.4GHz載波；紅色FFT頻譜為3通道全部樣點的FFT,沒有時間軸上的信息。鑒于以上兩點，紅色FFT頻譜僅顯示900MHz載波頻譜，無法顯示整個頻譜變化的過程，因此這種方法無法用于跨域分析。

　　圖3:示波器截圖。