爆破信號遠(yuǎn)程監(jiān)控與測量解決方案

第一種方法是將示波器的水平時基調(diào)大，使得一次捕獲N個脈沖。需要對哪個脈沖進(jìn)行測試時將其調(diào)整至屏幕中央位置，然后將水平時基延展開進(jìn)行測量。由于示波器的存儲深度均有限，當(dāng)水平時基很大時，示波器的采樣率就會急劇降低。采樣率降低對測量脈沖波形很不利，尤其是上升/下降時間等參數(shù)。

經(jīng)過分析不難看出，此方法有此弊端的主要原因是大量記錄深度被用在無用的靜默時間波形上，存儲深度利用率有限！

第二種方法是利用示波器的History歷史回放功能。此時，示波器的水平時基范圍只需稍大于單個脈沖波形的長度即可。我們可以定義一個示波器捕獲脈沖的個數(shù)N，待N個脈沖捕獲完畢之后可重復(fù)回放N個脈沖，并分別單獨進(jìn)行測試。

這種方法就使示波器丟掉脈沖間的靜默時間段，從而有效利用示波器的存儲深度，提高采樣率，最終得到更加真實的脈沖波形。R&S RTE示波器標(biāo)配有History歷史波形回放功能，可有效完成多脈沖測量任務(wù)。如下圖，R&S RTE示波器捕獲了5個脈沖的示意圖。

頻域方面，我們主要對爆破脈沖的頻譜進(jìn)行分析，以確定主要能量集中區(qū)域。如下圖，示波器連續(xù)捕獲了5個脈沖波形，利用R&S RTE的FFT頻譜分析功能，得到色溫顯示的頻譜。

圖示頻譜帶寬為0-20MHz，時域波形的主要能量也就集中在這一帶寬之內(nèi)，再高的頻段內(nèi)的能量已經(jīng)十分微弱。由于時域波形同時包含了爆破脈沖和脈沖之間的噪聲信號，因此我們需要做頻譜分離，以區(qū)分哪些屬于噪聲信號哪些屬于脈沖信號？

利用R&S RTE示波器的Gate FFT即門控FFT頻譜分析功能，RTE示波器可以分析時域波形某一段時間內(nèi)波形的頻譜。

如下圖所示，在原始時域波形上，分別對兩個窗口內(nèi)的波形進(jìn)行頻譜分析。第一個窗口只包含單獨一個脈沖，第二個窗口包含兩個脈沖之間的噪聲信號。從而得到兩個頻譜，分別對應(yīng)脈沖和噪聲的頻譜。

根據(jù)分析結(jié)果可知，原始時域波形整體頻譜中藍(lán)色的波瓣狀頻譜屬于爆破脈沖，而紅黃色帶狀頻譜屬于噪聲頻譜，整個噪聲主要能量集中在3MHz帶寬內(nèi)，主要屬于環(huán)境噪聲。

頻譜分離的結(jié)果也進(jìn)一步驗證了頻譜色溫顯示的含義。在色溫頻譜顯示中，藍(lán)紫色區(qū)域表示頻譜出現(xiàn)的概率低，紅黃色區(qū)域頻譜出現(xiàn)概率高。由于噪聲是一直存在的，所以其對應(yīng)的帶狀頻譜呈現(xiàn)紅黃色，而在時域上間隔出現(xiàn)的爆破脈沖出現(xiàn)的概率相對低，所以其頻譜對應(yīng)藍(lán)色區(qū)域。

通過頻域分析，我們可以大致得出爆破信號能量主要集中在20MHz帶寬以內(nèi)，環(huán)境噪聲主要集中在3MHz以內(nèi)。時域和頻域的綜合分析使得我們對整個爆破脈沖的特性有了充分了解，示波器時頻域分析性能是我們得出測量分析結(jié)果的有力工具。