上一章主要介紹了虹科高速數(shù)字化儀的特點、RF測試選型以及RF動態(tài)范圍測量示例，本章將繼續(xù)為大家介紹多通道采集分析正交調(diào)制信號、RF頻率響應測量等內(nèi)容。

RF測試分析

數(shù)字化儀獲取數(shù)據(jù)并將其用于測量和分析。在這些例子中，虹科SBench6用于分析測試數(shù)據(jù)。當然也可以使用第三方軟件，如Mathworks MATLAB或LABVIEW，或者為特定的測量和分析操作編寫自定義軟件。在所有情況下，都可以使用驅(qū)動程序軟件將數(shù)字化儀與特定的應用程序相匹配。

一些基本的射頻測量如上圖所示。左上角網(wǎng)格中顯示的采集波形是雷達應用中常見的脈沖調(diào)制1 GHz正弦波。該信號被直接輸入到數(shù)字化儀中，但是如果其頻率高于數(shù)字化儀的帶寬，則也可以從下變頻器輸入。左下網(wǎng)格中的FFT顯示了所獲取波形的頻譜。虹科SBench6包括大量內(nèi)置的測量參數(shù)。圖片左側(cè)欄中的信息窗格列出了采集波形的峰間振幅和頻率測量值。

對脈沖定時的分析需要進一步處理以提取信號包絡。這分兩步完成。首先，使用基本模擬計算對波形進行平方，以獲得所獲取波形的乘積，方形波形顯示在右上角的網(wǎng)格中。然后，用截止頻率為10 MHz的數(shù)字低通濾波器對平方信號進行濾波。這去除了產(chǎn)生期望脈沖包絡的剩余1 GHz載波。脈沖頻率、周期、寬度和占空比的測量值顯示在與脈沖包絡相關的信息窗格中。

虹科SBench6提供了對調(diào)幅波形進行平方檢測的工具，從而允許直接測量脈沖波形參數(shù)。與數(shù)字化儀結(jié)合使用的MATLAB或LABVIEW提供了更復雜的解調(diào)過程。這意味著可以對雷達“啁啾”和巴克編碼信號進行頻率和相位解調(diào)。

接下來，讓我們來看看一些基本的功率測量。用獲取的信號的平方來計算波形的瞬時功率。平方后的電壓將被縮放，再將其除以50歐姆阻抗，從而產(chǎn)生以W為單位校準的結(jié)果圖。這種操作常常應用于波形參數(shù)計算信號的平均功率。該過程如上圖結(jié)果所示。

獲取的正弦波顯示在左側(cè)的網(wǎng)格中。左側(cè)信息窗格中顯示的參數(shù)讀取正弦信號的峰間和有效（RMS）振幅。通過再次應用乘法計算函數(shù)對輸入信號進行平方。然后使用信號設置控制對所得波形的幅度進行縮放。這允許以用戶定義的單位重新縮放顯示。通過將平方波形的垂直讀數(shù)除以50歐姆的阻抗來縮放數(shù)據(jù)。

結(jié)果顯示在右側(cè)網(wǎng)格中。垂直單位為毫瓦（mW）。此顯示為電源的瞬時功率。再次參考左側(cè)欄信息窗格，有兩個參數(shù)應用于測量該波形。第一個是最大值。這記錄了觀測到的峰值功率。第二個是功率波形的平均值，這是平均功率或平均功率。

這些測量的準確性取決于幾個因素。最重要的是數(shù)字化儀的頻率響應的平坦度。大多數(shù)寬帶數(shù)字化儀試圖將頻率響應平坦度保持在0.5 dB以內(nèi)。結(jié)果表明，最大電壓不確定性約為5%。如果需要更高的精度，可以進行校正。

多通道采集分析正交調(diào)制信號

多通道分析在RF射頻領域應用很多。最常見的是對正交調(diào)制信號的分析?；鶐啵↖）分量和正交（Q）分量被組合以調(diào)制RF載波。調(diào)制可以是簡單的相位調(diào)制或相位和幅度調(diào)制的組合。上圖顯示了16態(tài)正交幅度調(diào)制（16 QAM）信號的I和Q分量的采集。在該調(diào)制方案中，兩個串行數(shù)據(jù)流被組合以傳輸四個數(shù)據(jù)狀態(tài)，其中十六個傳輸?shù)姆枲顟B(tài)中的每一個符號狀態(tài)。

右側(cè)的兩個網(wǎng)格顯示了獲取的I和Q分量。如果這些分量在X-Y圖中交叉繪制，我們可以辨別出作為該信號編碼的補碼的十六個幅度/相位狀態(tài)。有十二種不同的相位狀態(tài)和四種額外的狀態(tài)，它們在45、135、225和315度使用相同的相位，但幅度減小。

RF頻率響應測量

使用兩個數(shù)字化儀采集通道和一個寬帶信號源可以很容易地估算電路或設備的頻率響應。有三種類型的信號在一個頻率范圍內(nèi)表現(xiàn)出均勻的振幅。掃頻正弦、脈沖和白噪聲各自具有在一定頻率范圍內(nèi)均勻的頻譜響應。掃頻正弦提供最大的動態(tài)范圍。脈沖函數(shù)通常是最容易設置和使用的。白噪聲由于其峰值與有效振幅之比高，具有最低的動態(tài)范圍。下圖是36 MHz低通濾波器的頻率響應測量示例。所使用的信號源是來自具有125 MHz帶寬的任意波形發(fā)生器（AWG）的脈沖函數(shù)。

脈沖函數(shù)顯示在左上角網(wǎng)格中，正下方是該輸入信號的FFT。頻譜整形是由于AWG的輸出響應以及脈沖函數(shù)的有限過渡時間。注意，頻譜相對平坦到50 MHz，這對于該示例來說是足夠的。右上角網(wǎng)格中的波形是濾波器的輸出。其FFT位于右下角網(wǎng)格中。在這里我們可以看到濾波器響應的形狀。界面光標可用于估計-3 dB點和測量帶寬。

以上是基于多通道數(shù)字化儀的RF測量的兩個簡單示例。所有測試都是基于完全同步的多個通道上的數(shù)據(jù)采集。多通道采集擴展同樣可以通過虹科星形集線器（Star-hub) 連接8塊數(shù)字化儀在一起。例如，將8個M4i系列數(shù)字化儀與Star-Hub連接在一起，可以創(chuàng)建一個最多有32個完全同步通道的系統(tǒng)。Star Hub在所有板之間分配觸發(fā)和時鐘信息。因此，所有連接的板都使用相同的時鐘和相同的觸發(fā)器運行，任何通道之間都沒有相位延遲。所有觸發(fā)源可以通過邏輯或組合，允許所有卡的所有通道同時成為觸發(fā)源。

這種多通道的能力允許數(shù)字化儀同時應用于多個通信通道，或創(chuàng)建用于天線和傳播研究的測量通道陣列。虹科數(shù)字化儀在帶寬高達1.5 GHz的射頻應用中提供了顯著的測量能力。它們的多功能性、緊湊的尺寸和多通道功能可以組合成強大的測試系統(tǒng)，用于您的射頻應用。