作者丨鼎阳科技 张贺阳
引言
射频脉冲信号广泛应用于脉冲调制应用中，对于从事相关领域的工程师而言，总是绕不开脉冲信号的测试。在一些蜂窝通信、无线传感器网络等应用中，信号设计和验证需要脉冲信号分析和时域/频域/调制的综合测试工具。
鼎阳科技SSA5000A的脉冲测量功能提供脉冲分析，可以帮助工程师更好的分析当今的动态信号环境。
01 脉冲信号的特性
下图给出了产生射频脉冲信号的最简单方式，可以把脉冲调制器理解为开关，基带脉冲控制信号的导通与关断，从而将输入的CW信号转换为射频脉冲信号。这个过程也可以理解为CW信号与基带脉冲信号的时域相乘。
CW与基带脉冲相乘得到射频脉冲信号
两个信号时域相乘，相当于二者频谱的卷积。CW信号的频谱理论上是单根谱线，根据基带脉冲信号的频谱，可以得到射频脉冲信号的频谱。
射频脉冲信号的线状谱
射频脉冲的频谱如上图所示，由于为周期信号，其频谱为离散谱，每一根谱线的幅度按照Sinc函数规律变化。相邻谱线之间的间距为基带脉冲周期T的倒数。
实际使用频谱仪测试时，通过设置不同的分辨率带宽RBW，可以显示包络谱或者线状谱。当RBW小于谱线间距时，便可以得到线状谱；当逐步增大RBW时，则逐步显示为脉冲包络谱。
就时域而言，脉冲信号最大的特性在于时域的不连续。时域的突发特性是脉冲用在通信中的基本要求，因此脉冲信号参数也是通信信号质量评估的主要指标。脉冲信号的时域不连续同时也给我们在功率及频谱测试中增加了不少困难。
在本文中我们将讨论脉冲的时域和频域测试。
02 使用SSA5000A的脉冲分析功能测量脉冲
正确配置SSA5000A
频谱分析仪作为能兼顾频谱功率和带宽分析的通用仪表，如果对功率精度没有特别苛刻的要求，利用频谱仪在观察频谱的同时也可以进行功率测试。SSA5000A的脉冲测量功能可以用于测量脉冲的宽度、幅度和时间参数。
在脉冲分析功能中，频谱仪为零扫宽模式，此时频谱仪相当于一个峰值功率计，可以在特定的频点以一定的带宽对信号进行包络检波并画出功率随时间变化的曲线。此时频谱仪的RBW就相当于这个检波器的带宽。零扫宽模式下频谱仪将固定本振在中心频率处，因此在进行脉冲分析时，我们需要在频率设置中正确设置中心频率。如果设置的中心频率和实际载波频率有一定的偏差，可能也会得到不错的测试结果，这是因为此时脉冲信号的大部分功率可以通过中频滤波器。
脉冲分析功能测试结果
测试结果如上图所示，此时频谱仪的横轴为时间，纵轴依然为功率。分析仪将自动识别脉冲信号的上升沿和下降沿，计算出脉冲开和关期间的功率以及上升/下降时间。对于窄脉冲，可以增加分析仪的RBW，从而获得更加精确的测量结果。
事实上，频谱分析仪测得的上升时间一般不会超过频谱分析仪的最佳上升时间。分析仪的上升时间有下面这个公式来决定：Tr=0.66/max RBW。
