時(shí)域在數(shù)字射頻領(lǐng)域中的作用

1、時(shí)域在數(shù)字射頻領(lǐng)域中的作用許多新興應(yīng)用要求功能強(qiáng)大的分析工具，除傳統(tǒng)的頻率軸和幅度軸之外，同時(shí)捕捉時(shí)光信息。當(dāng)前許多射頻信號(hào)在不同時(shí)光點(diǎn)之間變幻。有些信號(hào)會(huì)跳頻，有些信號(hào)則容易地達(dá)到尖峰，然后消逝。許多信號(hào)采納復(fù)雜的調(diào)制，其可能會(huì)在眨眼發(fā)生動(dòng)態(tài)變幻。這些活動(dòng)可能會(huì)產(chǎn)生自己的負(fù)面效應(yīng)，如隨機(jī)瞬變、干擾、開關(guān)異樣大事等。這些現(xiàn)象都有一個(gè)共同點(diǎn)，那就是時(shí)光不再是一個(gè)可以忽視的軸。本文考察了時(shí)光在數(shù)字射頻中的關(guān)鍵特性，還回顧和比較了發(fā)覺、觸發(fā)、捕捉和分析信號(hào)的辦法。射頻傳輸類別數(shù)字射頻的革命帶來了市場上種類豐盛的低成本低功耗器件，如將囫圇通信系統(tǒng)都集成到一塊中的單芯片產(chǎn)品等。日益稀缺的頻帶上傳送的信息

2、不斷激增，推進(jìn)著人們需要在每單位帶寬上實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)速率，同時(shí)需要復(fù)雜的通信協(xié)議，允許各種射頻設(shè)備和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和平共存。通信協(xié)議的一個(gè)關(guān)鍵目標(biāo)是用完可能少的帶寬牢靠地傳送數(shù)據(jù)包，同時(shí)使干擾達(dá)到最小。盡管不是為通信而設(shè)計(jì)的，但雷達(dá)系統(tǒng)在頻譜效率和最小干擾方面也擁有類似的目標(biāo)，同時(shí)在目標(biāo)中增強(qiáng)了平安性和避開檢測。這就產(chǎn)生了多種射頻傳輸類別，包括：* 傳輸打開的時(shí)光很短，只在發(fā)送數(shù)據(jù)單元時(shí)打開，一旦數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，就會(huì)釋放頻譜，以用于其他用途。在許多狀況下，這些短傳輸?shù)臅r(shí)光關(guān)系是未知的、隨機(jī)的。* 系統(tǒng)與超寬帶(uwb)和碼分多址(cdma)同時(shí)分享相同的頻譜。* 認(rèn)知(cr)調(diào)整頻率、調(diào)制和功率，以便

3、對(duì)某個(gè)時(shí)光點(diǎn)和位置的頻譜環(huán)境做出反應(yīng)。* 一個(gè)封裝內(nèi)包含多臺(tái)射頻設(shè)備。* 射頻設(shè)備與時(shí)鐘速率達(dá)到幾ghz的數(shù)字cpu分享相同的集成。射頻測量挑戰(zhàn)當(dāng)前射頻工具必需具備一些基本的測量任務(wù)，以便滿足設(shè)計(jì)工程師實(shí)現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)目標(biāo)。這些任務(wù)在某種形式上都包含各種射頻傳輸類別，涵蓋了從監(jiān)控到物理討論的各種應(yīng)用。檢定頻率漂移通常必需檢定頻率穩(wěn)定時(shí)光和響應(yīng)，以保證設(shè)備滿足功能需求和操作需求。通常要求不間斷地捕捉頻率隨時(shí)光不斷變幻的信號(hào)。檢測干擾信號(hào)及其來源干擾信號(hào)來來往往，通常是因?yàn)橄到y(tǒng)內(nèi)部或外部有意干擾源或無意干擾源的開關(guān)活動(dòng)導(dǎo)致的。通過記錄許多離散的干擾實(shí)例及周圍時(shí)光，可以確定干擾頻率，判斷出干擾來源。查

4、找和分析瞬時(shí)信號(hào)不管是毛刺還是預(yù)計(jì)傳輸，瞬時(shí)頻率變幻可能會(huì)意想不到地浮現(xiàn)在比較穩(wěn)定、甚至更大的信號(hào)當(dāng)中。檢測這些信號(hào)需要采納某種特別的手段，它可以把相關(guān)大事與觀測跨度上的其他信號(hào)區(qū)別開來。捕捉和分析基帶之上的信道化信號(hào)通帶信號(hào)可能會(huì)具有捷變和被調(diào)制的特點(diǎn)，因此必需捕捉某個(gè)時(shí)光周期中相關(guān)頻段上發(fā)生的一切大事。這就要求不間斷的頻譜記錄，以便能夠考察信號(hào)的頻譜、時(shí)光和調(diào)制特點(diǎn)。分析自適應(yīng)數(shù)字調(diào)制隨著帶寬變得越來越珍貴，平安變得越來越重要，自適應(yīng)數(shù)字調(diào)制正變得越來越普遍、越來越復(fù)雜。分析調(diào)制質(zhì)量及其與信號(hào)頻域特點(diǎn)和時(shí)域特點(diǎn)的關(guān)系，是轉(zhuǎn)型過程中舉行無線調(diào)試的關(guān)鍵一步。這通常要求舉行超出標(biāo)準(zhǔn)的測試，特殊是

5、在沒定義實(shí)現(xiàn)計(jì)劃時(shí)。通過回顧這些射頻測量任務(wù)，可以顯然看出，許多新興應(yīng)用要求功能強(qiáng)大的射頻分析解決計(jì)劃，除了傳統(tǒng)頻率軸和幅度軸外，該工具還要能夠捕捉時(shí)光信息。目前市場上提供了三類射頻信號(hào)分析儀：掃頻分析儀(sa)、矢量信號(hào)分析儀(vsa)和實(shí)時(shí)(rtsa)。下面我們將更認(rèn)真地考察每種分析儀及其滿足新興數(shù)字射頻設(shè)計(jì)要求的能力。掃頻分析儀傳統(tǒng)掃頻分析儀通過在相關(guān)頻率上掃描辨別率帶寬(rbw)，來舉行幅度對(duì)頻率測量。其缺點(diǎn)是，它一次只能記錄一個(gè)頻率中的幅度數(shù)據(jù)，要求輸入信號(hào)相對(duì)穩(wěn)定、不會(huì)發(fā)生變幻。圖1 掃頻分析儀步進(jìn)通過一系列頻段，常常會(huì)漏掉當(dāng)前掃描頻段外面發(fā)生的重要瞬時(shí)大事在圖1中，掃頻分析儀查看

6、時(shí)光ta上的頻段，但在更高頻率上發(fā)生了眨眼畸變。等到掃描到達(dá)較高的頻段時(shí)，也就是時(shí)光tb時(shí)，畸變已經(jīng)消逝了，因此掃頻分析儀沒有檢測到畸變。它沒有任何方式觸發(fā)定義的信號(hào)特點(diǎn)，也沒有任何方式累積長久的信號(hào)行為記錄。矢量信號(hào)分析儀矢量信號(hào)分析儀的浮現(xiàn)，滿足了數(shù)字調(diào)制信號(hào)的不同要求。與掃頻分析儀不同，vsa是為舉行調(diào)制測量優(yōu)化的。它捕捉囫圇信號(hào)及在某個(gè)時(shí)光點(diǎn)上發(fā)生的任何數(shù)字調(diào)制效應(yīng)，迅速提供許多關(guān)鍵調(diào)制參數(shù)的讀數(shù)，如誤差矢量幅度。射頻實(shí)時(shí)頻譜分析儀因?yàn)殡S時(shí)光變幻的信號(hào)在射頻應(yīng)用中越來越常見，人們?nèi)找嫫惹行枰环N新的射頻采集和分析辦法。實(shí)時(shí)頻譜分析儀應(yīng)運(yùn)而生，解決了這種麻煩的測量問題。單純地從三種頻譜分

7、析儀結(jié)構(gòu)來看，rtsa可以觸發(fā)頻域大事，然后捕捉和分析落在實(shí)時(shí)帶寬內(nèi)的任何通帶信號(hào)。圖2 實(shí)時(shí)頻譜分析儀結(jié)構(gòu)，儀器一次捕捉囫圇頻率通帶，支持靈便的觸發(fā)和分析功能圖2解釋了rtsa的結(jié)構(gòu)。一個(gè)集成式下變頻器把實(shí)時(shí)帶寬放在任何通帶上，直到分析儀的上限。在濾波后，下變頻后的信號(hào)通過一個(gè)，adc對(duì)信號(hào)舉行數(shù)字轉(zhuǎn)換。這可以實(shí)時(shí)觸發(fā)頻域大事，把信號(hào)捕捉到存儲(chǔ)器中，對(duì)時(shí)域、頻域和調(diào)制域舉行多域分析。rtsa的數(shù)字射頻結(jié)構(gòu)在測量期間可以延續(xù)捕捉信號(hào)，然后作為無縫的延續(xù)時(shí)光記錄把信號(hào)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。rtsa是唯一為生成三維顯示畫面優(yōu)化的射頻信號(hào)分析儀，即頻率、功率(幅度)和時(shí)光。清晰地顯現(xiàn)問題熟悉到存在問題只是

8、解決問題的第一步。與數(shù)字射頻有關(guān)的問題通常會(huì)以間接方式顯現(xiàn)。一臺(tái)設(shè)備中的瞬變可能會(huì)導(dǎo)致另一臺(tái)設(shè)備中的誤碼率提高。因?yàn)樽陨頁矶禄蚴艿剿矔r(shí)干擾，雷達(dá)可能間或會(huì)提供不精確的標(biāo)靶信息。功放器中的熱量或電氣儲(chǔ)藏效應(yīng)可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)走失，給鄰道帶來眨眼干擾。執(zhí)行計(jì)算密集型軟件子例程可能會(huì)導(dǎo)致電源變幻，影響射頻傳輸質(zhì)量。為了使射頻設(shè)計(jì)人員發(fā)覺問題，已經(jīng)研制出數(shù)字熒光或dpx技術(shù)，可變余輝crt。泰克實(shí)時(shí)頻譜分析儀中采納的數(shù)字熒光頻譜分析實(shí)現(xiàn)計(jì)劃把顯示處理與專用dsp硬件結(jié)合在一起，執(zhí)行頻率變換的速度要比傳統(tǒng)頻譜分析儀高出幾個(gè)量級(jí)。dpx技術(shù)每秒可以更新大約50 000條軌跡，頻譜更新速度約為傳統(tǒng)掃頻分析儀的100 000%。每次變換的信息在dpx引擎中結(jié)合在一起，以全面運(yùn)動(dòng)速率生成顯示畫面。這一引擎包括統(tǒng)計(jì)余輝處理，允許查看信號(hào)行為隨時(shí)光變幻的所有信息。它還可以立刻顯現(xiàn)散布在強(qiáng)信號(hào)中的弱信號(hào)，突出顯示不常見的短時(shí)光大事。余輝調(diào)整允許用戶針對(duì)變幻的信號(hào)條件優(yōu)化顯示特點(diǎn)，從動(dòng)態(tài)信號(hào)的實(shí)地射頻視圖，直到發(fā)覺只發(fā)生一次的大事。它可以揭示傳統(tǒng)頻譜分析儀或矢量信號(hào)分析儀看不到的信號(hào)行為。實(shí)時(shí)頻譜分析儀的其他功能則提供了多種手段，可以觸發(fā)信號(hào)行為，把信號(hào)捕捉到存儲(chǔ)器中，在時(shí)域、