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為什么射頻信號(hào)測(cè)試要用示波器

來(lái)源：西安安泰測(cè)試設(shè)備有限公司 更新時(shí)間：2020-11-03 14:36:59 閱讀量：532
每一位做射頻或者高速數(shù)字設(shè)計(jì)的工程師都會(huì)同時(shí)面臨頻域和時(shí)域測(cè)試的問題。比如從事高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)的工程師通常從時(shí)域分析信號(hào)的波形和眼圖，也會(huì)借用頻域的S參數(shù)分析傳輸通道的插入損耗，或者用相位噪聲指標(biāo)來(lái)分析時(shí)鐘抖動(dòng)等。對(duì)于無(wú)線通信、雷達(dá)、導(dǎo)航信號(hào)的分析來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)上需要進(jìn)行頻譜、雜散、臨道yi制等頻域測(cè)試，但隨著信號(hào)帶寬更寬以及脈沖調(diào)制、跳頻等技術(shù)的應(yīng)用，有時(shí)采用時(shí)域的測(cè)量手段會(huì)更加有效。
現(xiàn)代實(shí)時(shí)示波器的性能比起10多年前已經(jīng)有了大幅度的提升，可以滿足高帶寬、高精度的射頻微波信號(hào)的測(cè)試要求。除此以外，現(xiàn)代實(shí)時(shí)示波器的觸發(fā)和分析功能也變得更加豐富、操作界面更加友好、數(shù)據(jù)傳輸速率更高、多通道的支持能力也更好，使得高帶寬實(shí)時(shí)示波器可以在寬帶信號(hào)測(cè)試領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。
為什么射頻信號(hào)測(cè)試要用示波器呢？
時(shí)域測(cè)量的直觀性
要進(jìn)行射頻信號(hào)的時(shí)域測(cè)量的一個(gè)很大原因在于其直觀性。比如在下圖中的例子中分別顯示了4個(gè)不同形狀的雷達(dá)脈沖信號(hào)，信號(hào)的載波頻率和脈沖寬度差異不大，如果只在頻域進(jìn)行分析，很難推斷出信號(hào)的時(shí)域形狀。由于這4種時(shí)域脈沖的不同形狀對(duì)于ZZ的卷積處理算法和系統(tǒng)性能至關(guān)重要，所以就需要在時(shí)域?qū)π盘?hào)的脈沖參數(shù)進(jìn)行精確的測(cè)量，以保證滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。

更高分析帶寬的要求

在傳統(tǒng)的射頻微波測(cè)試中，也會(huì)使用一些帶寬不太高（<1GHz）的示波器進(jìn)行時(shí)域參數(shù)的測(cè)試，比如用檢波器檢出射頻信號(hào)包絡(luò)后再進(jìn)行參數(shù)測(cè)試，或者對(duì)信號(hào)下變頻后再進(jìn)行采集等。此時(shí)由于射頻信號(hào)已經(jīng)過(guò)濾掉，或者信號(hào)已經(jīng)變換到中頻，所以對(duì)測(cè)量要使用的示波器帶寬要求不高。
但是隨著通信技術(shù)的發(fā)展，信號(hào)的調(diào)制帶寬越來(lái)越寬。比如為了兼顧功率和距離分辨率，現(xiàn)代的雷達(dá)會(huì)在脈沖內(nèi)部采用頻率或者相位調(diào)制，典型的SAR成像雷達(dá)的調(diào)制帶寬可能會(huì)達(dá)到2GHz以上。在衛(wèi)星通信中，為了小型化和提高傳輸速率，也會(huì)避開擁擠的C波段和Ku波段，采用頻譜效率和可用帶寬更高的Ka波段，實(shí)際可用的調(diào)制帶寬可達(dá)到3GHz以上甚至更高。另外示波器的幅頻特性曲線并不是從直流到額定帶寬都平坦，而是達(dá)到一定頻點(diǎn)后就開始明顯下降，因此選擇實(shí)時(shí)示波器時(shí)，示波器的帶寬應(yīng)該大于需要的分析帶寬，至于大多少，要具體看示波器實(shí)際的頻響曲線和被測(cè)信號(hào)的要求。
在這么高的傳輸帶寬下，傳統(tǒng)的檢波或下變頻的測(cè)量手段會(huì)遇到很大的挑戰(zhàn)。由于很難從市面上尋找到一個(gè)帶寬可達(dá)到2GHz以上同時(shí)幅頻/相頻特性又非常理想的檢波器或下變頻器，所以會(huì)造成測(cè)試結(jié)果的嚴(yán)重失真。
同時(shí)，如果需要對(duì)雷達(dá)脈沖或者衛(wèi)星通信信號(hào)的內(nèi)部調(diào)制信息進(jìn)行解調(diào)，也需要非常高的實(shí)時(shí)帶寬。傳統(tǒng)的頻譜儀測(cè)量精度和頻率范圍很高，但實(shí)時(shí)分析帶寬目前還達(dá)不到GHz以上。因此，如果要進(jìn)行GHz以上寬帶信號(hào)的分析解調(diào)，目前常用的手段就是借助于寬帶示波器或者高速的數(shù)采系統(tǒng)。
哪些示波器能測(cè)射頻信號(hào)呢？歡迎咨詢安泰測(cè)試技術(shù)工程師，為您提供示波器選型、培訓(xùn)、維修一站式服務(wù)。
標(biāo)簽： 示波器 泰克示波器   安泰測(cè)試
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