基于泰克示波器MSO64的新时频域信号分析技术
泰克新一代示波器MSO64为实例来讲解时频域信号分析技术。MSO64采用全新TEK049平台，不仅实现了4通道同时打开时25GS/s的高采样率，而且实现了12-bit高垂直分辨率。同时，由于采用了新型低噪声前端放大ASIC—TEK061，大大降低了噪声水平，在1mv/div时，实测的本底噪声RSM值只有58uV，远远低于市场同类示波器。这些特性都是MSO64频谱模式——Spectrum View获得高动态、低噪底的强有力保证。
图2测试了一个100MHz的CW信号，捕获了4个周期的时域波形。图中分别使用Spectrum View和传统的FFT(Math功能)测试该信号的频谱，通过对比可以看出，由于时域捕获时间较短，导致传统FFT频谱的分辨率非常低。相反，Spectrum View的频谱测试结果非�：茫唤鼍哂懈叻直媛剩业自胍卜浅５停梢郧逦毓鄄庑藕疟旧砑捌湫巢ê驮由�。与此同时，由于水平时基设置得较�。箍梢怨鄄獾绞庇虿ㄐ蔚南附谛畔�。
图3.RF Chirp Pulse时域参数及频谱测试
鉴于Spectrum View的这些优势，结合示波器其它功能，还可以对射频脉冲信号进行诊断测试，包括时域包络参数及信号频谱等。图3测试了一路200MHz载波的线性调频脉冲信号，脉冲周期5us，脉宽1us，带宽50 MHz，同时给出了时域波形、包络及频谱测试结果。测试过程中，还可以灵活调整Span和RBW以便观测包络谱或者线状谱，从而对信号进行更加细致的分析。多通道频谱分析示波器具有多个模拟通道，每个通道均可以激活Spectrum View功能，因此支持多通道频谱测试。在复杂调试过程中，可以实现对多点的波形和频谱监测。类似于MSO64的多通道时域波形显示方式，所激活的频谱既可以“堆栈(Stacked)”显示，也可以“重叠(Overlay)”显示。图4同时观测了两个通道的时域波形及频谱，并且采用了重叠显示，以便于频谱之间的对比。Spectrum View支持移动Spectrum Time的位置，如图4标记处所示，以观测不同时刻的频谱。每个通道Spectrum Time的位置默认是联动的，这保证了各个通道测试频谱的相关性。当取消联动设置后，也可以独立设置每个通道的Spectrum Time位置。所有通道的频谱共用相同的Span、RBW、FFT Window，这一点与时域要求多通道间共用采样率、水平时基及触发类似。尽管如此，各个通道的中心频率可以独立设置，默认是联动的，也可以根据需要设置为不同值。
如前文所述，Spectrum View支持滑动Spectrum Time的位置，对不同时段的信号作频谱测试，这使得对信号进行多域联动测试成为可能。下面分别测试了线性调频脉冲(Chirp Pulse)及跳频序列信号(Hopping Signal)，结合Spectrum View及Frequency Time Trend测试功能，实现了信号在时域、频域和调制域的联动测试。1.Chirp Pulse多域联动分析线性调频作为一种脉冲压缩技术，具有非常高的时间分辨率，广泛应用于雷达应用中。无论是线性调频脉冲，还是调频连续波，在产品研制阶段都需要验证信号的性能，需要对信号的时域参数、幅度参数及调制域参数进行测试。
本例实测了一个chirp pulse，时域参数可以使用示波器进行测试，频谱可以在Spectrum View中测试。Chirp pulse的调制域参数——调频曲线，则可以使用Frequency Time Trend测试，而且由调频曲线可以推导出chirp rate及linearity。除此之外，Frequency Time Trend支持引入低通滤波器，可以滤除调频曲线上叠加的宽带噪声，从而改善测试精度。调频曲线数据也可以保存下来，以便于开发人员对发射机进行修正处理。
分析2.Hopping Signal多域联动分析对于跳频信号，也可以对其完成多域联动测试，如图6所示，Frequency Time Trend测试了跳频状态序列，可以观测频率跳变过程，使用Cursor标定频率切换时间及频率驻留时间等。Spectrum Time位于图6红色标记处，其位置是可以移动的，测试的频谱就是当前位置对应的频谱。拖动Spectrum Time的位置，可以分别对不同的频点进行观测，亦可以观测频率切换过程中的频谱变化，如图7所示。
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