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示波器FFT进行频谱分析真的靠谱吗?


  来源: 泰克科技 时间:2021-01-26 编辑:仪器仪表WXF
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示波器被评为最常用的电子调试工具,因其强大的功能和通用性被广泛的应用。但随着电子技术的发展工程师测试的复杂程度大大提升,会面临更快信号,更复杂的混合信号调试甚至很多信号的频谱分析工作,很多工程师们认为示波器FFT进行频谱分析不靠谱,有很多的缺点:

●示波器FFT分析是通过调整水平时基来改变RBW,波西观测和频谱分析两者不可兼得。

进行很小RBW的测试场景,需要增大水平时基,严重影响了示波器处理速度。

操作方法不友好,无法直接设定频谱分析的条件。

只显示满屏信号的分析结果,无法在时域频域同时获得最优的信号呈现

动态范围有限

……


这些问题都越发让工程师头疼,难道真的要新买专业频谱分析仪才能解决这些问题吗?

泰克的4系列MSO示波器的Spectrum View功能可以完美解决这些问题!


图1 TEK049信号采集和分析架构示意图

图1 TEK049信号采集和分析架构示意图


基于TEK049创新平台的Spectrum View频谱分析功能,采用了数字下变频技术,得到数字IQ信号后再进行FFT,从而保证了频谱测试的灵活性和快捷性。图1给出了信号采集和处理架构示意图,模拟信号经过ADC转换为数字信号后,时域和频域是并行处理的,使得时域和频域捕获时间可以独立设置。


数字下变频广泛应用于无线通信系统中,下变频的过程如图2所示,包括数字IQ解调、低通滤波和样点抽取 (或称为重采样) 等功能部分。数字IQ解调器的本振频率与Spectrum View中设置的中心频率相同,从而完成载波对消得到零中频信号;低通滤波器用于滤除高阶混频产物,最后经过样点抽取得到IQ信号。


图2 数字下变频后得到IQ数据

图2 数字下变频后得到IQ数据


Spectrum View处理的是数字IQ信号,这也是相对于传统FFT的一大特色。相对于原始采集信号,IQ信号携带的频率要低很多,对IQ数据重采样无需太高采样率,大大降低了数据量,而捕获时间 (Spectrum Time) 又不受影响,即使需要较低的RBW,仍然具有非常高的处理速度。


图3 对I/Q样点数据重采样示意图

图3 对I/Q样点数据重采样示意图


为了便于理解,图3给出了对I/Q样点重采样的示例,假设重采样率为原始采样率的1/5,重采样的过程就是从5个原始样点中抽取一个样点的过程,该过程并没有改变相对时序关系,这意味着经过样点抽取后,相同的样点数目具有更大的Spectrum Time,从而实现高频率分辨率。

Spectrum View功能可以实现:

更好的频谱分析性能

时域及频域分析和控制互不干扰

完全按照频谱分析仪操作方法

可自定义在信号时间轴上的频域分析

动态性能大大提升


除了全新的spectrum view功能,4系列MSO混合信号示波器还提供超强洞察力,最多6个模拟通道,采用全新的触摸式用户界面和超高分辨率显示,告别示波器的复杂设定菜单,一键直达设置界面,大大提升操作效率。

关键词:示波器 FFT 频谱分析    浏览量:6829

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