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示波器中的矢量信号分析


时间:2018-03-02 编辑:白亭
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数字或矢量调制可以提供更高的频谱效率、更高的数据安全性、更高质量的通信。但其代价是系统的复杂性增加,进而导致测试困难度提高。

将矢量信号分析(VSA)添加到示波器,可以减少必需的测试仪器,并通过在单个仪器中整合分析来简化测试过程。本文将介绍矢量信号和有效测量这种信号所需的分析工具。

矢量状态测量

矢量或正交信号的产生通过在每一符号发送过程中发送多个位码,从而实现高频谱密度。考虑用每个发送符号对两个数字位进行编码的正交相移键控(QPSK)。这两个位可以选用00、01、10和11这四个值中的任意一个。

QPSK使用相位调制来对这些值进行编码,为两位数值中的每一个分配一个独特相位。通过将数据流分解成称为同相(I)和正交(Q)分量的两个正交分量,即可产生相移。再这些具有固定90°相差的分量上添加不同的幅度权重,可以产生任何可能的相位。在QPSK中,组合加权的I和Q分量以产生45°、135°、225°和315°的相移。这可以通过在X-Y显示中交叉绘制I和Q分量来视觉呈现。如图1所示,即使用了Teledyne LeCroy VectorLinQ软件选项。


图1:交叉绘制QPSK信号的I和Q分量,产生状态转换或轨迹图,以显示每个编码双对(bi-pair)的相位和幅度,以及状态之间的过渡路径。参考(理想)状态如“x”标记,测量状态以红色显示。


图1显示在左边的两个网格中获得的I和Q分量的波形;右侧X-Y图中是QPSK信号的状态转换或轨迹。轨迹图上的绿色“×”符号标记理想或参考状态位置,并可由用户定制。红色区域显示测量状态位置。蓝色轨迹显示状态之间的转换路径。相关的X-Y图是星座图。稍微深入细节,星座和状态转换图之间的区别是:星座图具体显示了恢复的符号时钟时间(红点)处的信号位置。状态转换图显示了这些点以及轨迹(信号从一个符号到下一个符号的遵循路径)。

理想情况下,测量的状态位置应处于参考状态之下。它们的位置与理想位置不同的程度可通过错误矢量幅度(EVM)参数来测量,该参数也显示在设置对话框的左上方。显示为EVM的数值是在该采集期间捕获的所有数字状态的幅度误差的RMS值。它同时也显示相位差,等于每个状态的信号矢量与理想参考矢量之间的相位差。显示为相位差的值是在信号采集期间捕获的所有状态的RMS。

调制载波

I和Q分量用于相位调制载波进行传输。矢量信号分析仪能够采集和解调这样的信号用于矢量分析,如图2所示。


关键词:示波器 测试测量 矢量信号分析 仪器    浏览量:2326

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