АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ НА ПРИМЕРЕ КОНКРЕТНОГО ПРИБОРА (ЧАСТЬ 1)

Ссылка на страничку сайта Магазина Gtest(R) с предлагаемыми Анализаторами спектра, а также рекомендуемые приборы и статьи для дальнейшего самообразования - в самом конце этого Раздела

Анализатор спектра реального времени RSA3408B с технологией DPX™ и диапазоном частот от 0 Гц до 8 ГГц

RSA3408B облегчает работу по обнаружению возможных проблем при разработке устройств, которые другие анализаторы сигнала пропускают. Революционная технология отображения спектра DPX™ позволяет в реальном времени получить интуитивно понятное цветное изображение переходных процессов в сигналах, изменяющихся во времени. Это дает возможность немедленно убедиться в стабильности работы системы или отобразить проблему сразу при ее возникновении. Такое отображение переходных процессов в реальном масштабе времени невозможно при использовании других анализаторов сигнала. После обнаружения проблемы с помощью технологии DPX анализатор спектра реального времени (Real-Time Spectrum Analyzer, RTSA) RSA3408B можно настроить на запуск по событию в частотной области, на захват и непрерывную во времени запись изменяющихся РЧ сигналов, и на анализ с корреляцией по времени во всех областях. Вы получаете функциональность высокопроизводительного векторного анализатора сигналов, анализатора спектра и анализатора спектра реального времени с уникальными возможностями обнаружения, запуска, захвата и анализа - и все это в одном приборе.

Революционная технология отображения DPX позволяет обнаружить то, что другие анализа торы упускают. На рисунке показаны сигналы, которые точка доступа и терминал WLAN передают с разным уровнем мощности. Частота появления сигналов отображается с помощью цветовой градации. Из рисунка видно, что выделенный красным цветом сигнал точки доступа появляется чаще, чем выделенный синим сигнал терминала.

Области применения

• Отладка РЧ компонентов, модулей или систем.
• Обнаружение помех и неизвестных сигналов при мониторинге и управлении спектром.
• Анализ временного изменения характеристик стандартных и нестандартных радиотехнических систем.
• Определение характеристик радиолокационных систем и импульсных РЧ сигналов.
• Мощная функциональность векторного анализатора сигналов, анализ источника сигналов и поддержка стандартов радиочастотной идентификации (RFID).
• Широкий диапазон опций для анализа систем различных стандартов: 3GPP, 3GPP2, WiMax и WLAN.

Возможности и преимущества

Обнаружение

• Технология обработки спектра DPX™ позволяет получить интуитивно понятное изображение РЧ сигналов, изменяющихся во времени. Это обеспечивается с помощью цветной градации изображения на основе частоты появления сигналов.
• Революционная технология DPX позволяет отображать переходные процессы, производя более 48 тыс. измерений спектра в секунду.

Запуск

• Эксклюзивная технология Tektronix запуска по частотной маске (Frequency Mask Trigger, ЗЧМ) позволяет легко осуществлять захват переходных РЧ сигналов по заданным событиям в частотной области.

Захват

• Диапазон рабочих частот от 0 Гц до 8 ГГц.
• Все сигналы в полосе до 36 МГц захватываются в память.
• Длительность записи до 1,28 сек при полосе захвата 36 МГц позволяет провести полный анализ сигналов во временной области без выполнения многократных захватов.
• Полная преселекция и отсутствие отраженного сигнала для всех временных интервалов в полном динамическом диапазоне при любой полосе захвата.
• Интерфейсы для пробников общего применения TekConnect® для отладки РЧ устройств.
• Предусмотрен дифференциальный вход IQ

Анализ

• Расширенное отображение сигналов одновременно в нескольких областях позволяет выявлять проблемы, связанные с временем, частотой, фазой и амплитудой. Это помогает быстрее понять и устранить причины их возникновения.
• Измерения мощности и статистические исследования сигналов помогают определить характеристики компонентов и систем: ACLR, ACLR с несколькими несущими, зависимость мощности от времени (Power vs. Time), CCDF
• Анализ импульсных сигналов, включая измерения длительности импульса, коэффициента заполнения последовательности импульсов и фазы между импульсами.
• Автономный анализ можно выполнить с помощью программного обеспечения (ПО) RSAVu.

Характеристики

Обнаружение

Технология обработки спектра DPX дает анализаторам спектра возможность выполнять анализ переходных процессов сигналов в реальном масштабе времени. Выполнение более 48 тыс. частотных преобразований в секунду позволяет отображать в частотной области переходные процессы длительностью всего 31 мксек. Это на порядок быстрее обычных технологий анализа. События кодируются цветом в соответствии с частотой появления на растровом дисплее. Это предоставляет не имеющие аналогов возможности анализа переходных процессов в частотной области.

Запуск

Технология запуска по частотной маске (ЗЧМ, опция 02) облегчает запуск по событиям в частотной области и захват переходных сигналов в полосах частот до 36 МГц. Механизм ЗЧМ настроен на отслеживание всех изменений в пределах полосы захвата. Система запуска по мощности (Power Trigger), работающая в любой полосе захвата, срабатывает в тот момент времени, когда входной РЧ сигнал превышает заданный пользователем уровень мощности. Для запуска по сигналам исследуемой системы возможно использование системы внешнего запуска.

ЗЧМ и спектрограмма для сигналов WLAN/ Bluetooth. Запуск по частотной маске был выбран для обнаружения любых изменений в спектре. Запуск осуществляется по помехе сигналу WLAN от переходного процесса. Спектрограмма показывает временные соотношение между переходным сигналом и сигналом WLAN. Отображение спектра показывает, что происходит в момент, когда в полосе частот присутствует сигнал помехи. ЗЧМ — это основное средство для обнаружения нежелательных помех.

RSA3408B — это наилучший инструмент и для решения проблем, и для тестирования на соответствие техническим условиям. В данном случае выполняется анализ WiMax с помощью ПО RSA-IQWIMAX.

Захват

В отличие от многих приборов с комбинацией анализатор спектра/векторный анализатор спектра, модель RSA3408B постоянно производит преселекцию сигналов с подавлением паразитных составляющих и отраженных сигналов при любой комбинации полосы захвата и частоты. Динамический диапазон 73 дБ (Spurious-Free Dynamic Range, SFDR) и наилучшее в своем классе подавление отраженных сигналов обеспечивают захват сигналов малого уровня при одновременном присутствии мощных сигналов. Захваченный данные могут многократно анализироваться без повторного захвата. Длина записи зависит от выбранной полосы захвата: до 1,28 сек при 36 МГц, 51,2 сек при 1 МГц и 1,42 час при полосе 10 кГц с опцией 02 ЗЧМ/Deep Memory («Запуск по частотной маске»/»Глубокая память»).

Анализ

Прибор RSA3408B предоставляет возможности анализа, предназначенные для инженеров, работающих над разработкой компонентов или РЧ систем, занимающихся интеграцией и проверкой работы, а также для инженеров, работающих в области эксплуатации сетей или управления спектром.

• На спектрограммах отображаются изменения как частоты, так и амплитуды. Измерения коррелируются по времени в частотной, фазовой, амплитудной и модуляционной областях.
• Анализ аналоговой модуляции (AM) и импульсов являются стандартными функциями.
• Доступны различны варианты анализа модуляции, включая семейство UMTS W-CDMA (3GPP HSUPA и HSDPA), WiMax (Fixed и Mobile) и WLAN (802.11a/b/g/n). Анализ модуляции общего назначения включает в себя поддержку M-QAM, QPSK и последних стандартов RFID, включая ISO 18000-7 и 15963. Также есть возможность расширенного анализа сигналов, включая фазовый шум, джиттер и время установления частоты. Подробнее о возможностях измерений см. в спецификациях.

Анализ мощного импульсного сигнала для определения характеристик радара и других импульсных систем. RSA3408B автоматически измеряет ширину импульса, частоту следования, мощность импульса и семь других параметров импульсных сигналов.

Дополнительные принадлежности

С помощью адаптера RTPA2A модель RSA3408B поддерживает широкий диапазон активных и пассивных пробников Tektronix. Калибровочные коэффициенты пробников для калибровочных измерений передаются через интерфейс USB.

RSA3408B: модель RTSA среднего уровня

Tektronix предлагает модели анализаторов спектра реального времени, которые удовлетворяют ряду требований: полоса рабочих частот, полоса частот реального времени и динамический диапазон. В приведенной далее таблице указаны общие краткие сведения о различиях между моделями. Подробные данные по моделям RSA3300B и RSA6100A можно получить в отдельных технических спецификациях.

Система синхронизации

Режимы работы: свободный запуск, принудительный запуск (однократный или непрерывный).

Источник событий для запуска: РЧ вход, внешний вход запуска.

Типы запусков: по уровню мощности, частотной маске (опция 02).

Положение триггера: устанавливается от 0 до 100% от общей длины захваченных данных.

Запуск по уровню мощности

Диапазон уровней: от 0 дБFS до –40 дБFS*1 от эталонного уровня.

Диапазон полосы запуска: от 100 Гц до 36 МГц (равняется выбранному диапазону).

Погрешность отображения положения точки запуска (запуск по уровню мощности и внешний запуск): ±2 отсчета.

Запуск по частотной маске (опция 02)

Форма маски определяется пользователем.

Горизонтальное разрешение маски: 1 экранная точка.

Диапазон уровней: от 0 до –60 дБFS при вертикальной шкале 10 дБ/деление.

Точность уровня: равна точности эталонного уровня + частотный отклик превышающий диапазон от 0 до –60 дБFS.

Диапазон:

Начальная частота ≥ 40 МГц: от 100 Гц до 36 МГц.

Начальная частота < 40 МГц: от 100 Гц до 40 МГц.

Минимальная длительность события для 100% вероятности запуска: 20 мксек (при максимальной полосе захвата).

События, которые длятся меньше указанной минимальной длительности, приведут к снижению точности уровня запуска по частотной маске.

Погрешность положения точки запуска: ± 2 кадра (для диапазона = 36 МГц, неточность = ±40 мксек).

Запуск по внешнему сигналу

Диапазон уровня: от –1,5 В до +1,5 В.

Разрешение установки уровня: 0,1 В.

Погрешность установки точки запускаа: ± 2 отсчета.

Полное входное сопротивление: > 2 кОм (номинально).

Выход системы запуска

Напряжение: Высокое: ≥ 2,0 В; Низкое: < 0,4 В (выходной ток < 1 мА).

Захват

Полоса захвата реального времени, максимум: начальная частота ≥ 40 МГц (РЧ) – 36 МГц; начальная частота < 40 МГц (основная полоса частот) – 40 МГц.

Входы IQ (опция 03): 40 МГц.

Аналого-цифровой преобразователь: 102,4 Мвыборок/сек, 14 бит.

Объем памяти для захвата: 64 Мб (16,4 Мвыборок) стандарт, 256 Мб (65,6 Мвыборок), опция 02.

Минимальная длина захвата: 1024 выборки.

Разрешение установки длины захвата: 1024 выборки.

Глубина памяти (время) и максимальное разрешение времени

Анализ            

Стандартные функции измерений по режимам

Режима анализа спектра: мощность в канале, уровень мощности в соседнем канале, занятая полоса, ширина спектра излучения, отношение сигнал/шум на несущей, частота несущей, поиск паразитных составляющих, маркер дБм/Гц, маркер дБц/Гц.

Режима анализа спектра реального времени: мощность в канале, уровень мощности в соседнем канале, занятая полоса, ширина спектра излучения, отношение сигнал/шум на несущей, частота несущей, поиск паразитных составляющих, маркер дБм/Гц, дБц/Гц.

Режима анализа спектра реального времени с изменением масштаба: маркер дБм/Гц, дБц/Гц. DPX: маркер дБм/Гц, дБц/Гц.

Режим аналогового анализа: IQ по времени, глубина амплитудной модуляции, девиация частотной модуляции, фазовая модуляция (PM), спектр импульсов.

Время: распределение IQ по времени, мощности по времени, частоты по времени, CCDF, пик-фактор.

Импульс: ширина импульса, пиковая мощность, неравномерность, интервал повторения импульсов, коэффициент заполнения, фаза между импульсами, девиация частоты, мощность канала, занимаемая полоса (OBW), эквивалентная полоса (EBW).

Опциональные функции измерения, анализ на основе стандартов и автономный анализ^*2

Анализ цифровой модуляции общего назначения (опция 21). Форматы модуляции: BPSK, QPSK, p/4 DQPSK, OQPSK, 8PSK, 16/32/64/128/256-QAM, GMSK, GFSK, C4FM, 2ASK, 2FSK. Поддержка стандартов Bluetooth, TETRA, P25, 802.15.4: амплитуда вектора ошибок (EVM) (среднеквадратичное значение (RMS), максимум, распределение EVM по времени), амплитудная погрешность (RMS, максимум, распределение погрешности по времени), фазовая погрешность (RMS, максимум, распределение фазовой погрешности по времени), смещение начала координат, частотная погрешность, дисбаланс усиления, квадратурная ошибка, коэффициент корреляции (r), констелляция, таблица символов; PDF (функция распределения вероятности): вероятность появления относительно уровня мощности – AM-AM, AM-PM, сжатие 1 дБ, амплитудный коэффициент.

Анализ RFID (включен в опцию 21) ISO/IEC 18000 Part 4 Mode 1. ISO/IEC 18000 Part 6 Type A, B, C. ISO/IEC 18092(424k). ISO/IEC 14443 Part 2 Type A, B. EPC Global Generation 1 Class 0, Class 1. ISO/IEC 18000-7 ISA/IEC 15693: максимальная эквивалентная излучаемая мощность (ERP), паразитные составляющие, синхронизация и стабилизация при включении и выключении, период и ширина при включении и выключении огибающей РЧ сигнала, констелляция, глубина модуляции, коэффициент модуляции, скорость передачи символов, скорость передачи данных, Tari Data - 0, Tari Data - 1, индикаторная диаграмма, таблица символов, OBW, EBW, огибающая частотной модуляции (FSK).

Анализ источника сигнала (включено в опцию 21): интегрированный фазовый шум, случайный джиттер, периодический джиттер, время стабилизации, паразитные составляющие, фазовый шум реального времени (шумограмма).

GSM/EDGE (опция 24): точность модуляции, средняя мощность, мощность относительно времени, спектр, обусловленный модуляцией, спектр, обусловленный переключением.

CDMA2000-1X Forward/Reverse Link (опция 25): мощность канала, ACPR, спектральная маска излучения, CCDF, точность модуляции, мощность области кодирования.

1XEV-DO Forward/Reverse Link (опция 26): мощность канала, ACPR, спектральная маска излучения, CCDF, точность модуляции, мощность области кодирования.

TD-SCDMA (опция 28): мощность канала, ACLR, CCDF, точность модуляции, мощность области кодирования.

802.11 a/b/g/n (опция 29): мощность передачи, спектральная маска, точность модуляции, неравномерность и линейность ортогонального мультиплексирования деления частоты (OFDM), функция передачи 802.11n, трансфограмма, профиль задержки, диаграмма задержки, эффективность передачи.

3GPP W-CDMA Release 5 HSDPA (опция 30): мощность канала, ACLR, спектральная маска излучения, CCDF, точность модуляции, мощность области кодирования, PRACH, анализ ACK/NACK.

3GPP Release 6 HSUPA (опция 40): мощность канала, ACLR, спектральная маска излучения, CCDF, точность модуляции, мощность области кодирования, дискретность фазы, E-RGCH, E-HICH, анализ E-AGCH. ПО для анализа RSA-IQWiMax: спектральная маска, спектральная неравномерность, символьная констелляция, пилотная фазовая погрешность, частотная погрешность, EVM относительно несущей, EVM относительно времени.

Автономный анализ RSAVu: Все измерения, которые можно производить для сохраненных сигналов, можно выполнить с помощью ПО для автономного анализа RSAVu (исключая TD-SCDMA, опция 28).

Отображение режима спектра Трассировки, детекторы и функции Трассировка: две кривых.

Детектор: максимум, минимум, макс.-мин. Функции трассировки: нормальное значение, среднее значение, удержание максимума, удержание минимума.

Длина кривой: 801 точка (авторежим).

ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ…