測量明星創(chuàng)新產(chǎn)品標桿 泰克混合域示波器發(fā)展趨勢 - 全文

　　泰克MDO4000 系列產(chǎn)品代表著一種新的儀器品種：混合域示波器或MDO。這是第一個專為在時域和頻域中、在數(shù)字信號、模擬信號和RF射頻信號之間同時進行時間相關(guān)測量而設(shè)計的儀器。

　　趨勢：無線技術(shù)無處不在

　　近幾年來，使用無線技術(shù)傳送的數(shù)據(jù)數(shù)量一直在迅猛增長。幾乎在每個領(lǐng)域中，無線鏈路都在代替或擴展傳統(tǒng)有線通信，例如：

　　照明使用的無線墻上開關(guān)和調(diào)光裝置

　　實用新型產(chǎn)品（如自來水軟化器）使用的無線控制/顯示面板

　　家庭立體聲使用的無線數(shù)據(jù)連接

　　無線輪胎氣壓監(jiān)測傳感器

　　便攜式視頻游戲控制桿之間的無線連接

　　激增的無線技術(shù)包括非開放頻段技術(shù)和開放頻段技術(shù)。非開放頻段技術(shù)主要由廣播公司或服務提供商（電視、無線廣播、移動通信）使用，開放頻段技術(shù)則在“自由頻段” （藍牙、無線局域網(wǎng)、車庫開門裝置、遠程無鍵輸入）中在相對較短的距離上運行。

　　現(xiàn)代無線系統(tǒng)采用完善的調(diào)制方案。這些調(diào)制方案一般使用數(shù)字信號處理（DSP）來實現(xiàn)，可以用笛卡爾復數(shù)形式的I （同相）和Q （正交）數(shù)據(jù)來表達，進而用來調(diào)制發(fā)送的RF 信號。

　　顧名思義，現(xiàn)代無線技術(shù)同時涵蓋了時域和頻域。此外，信號存在于三個域中：數(shù)字域、模擬域和RF 頻域。

　　圖1. 現(xiàn)代無線發(fā)射機簡化的方框圖。

　　若設(shè)計人員需要對跨越這三個測量域的系統(tǒng)進行必要的測量、調(diào)試和檢驗，往往需要花費許多的精力與時間。到目前為止，沒有任何一臺儀器是為這些測量類型與需要而優(yōu)化的，這樣使得設(shè)計與調(diào)試工作更顯艱巨。他們需要一種為在這三個域中“同時”進行測量的專門設(shè)計的測量工具。

　　趨勢：當前嵌入式設(shè)計人員的職責不斷擴大

　　無線技術(shù)無處不在的這種趨勢，給嵌入式系統(tǒng)設(shè)計人員的職責帶來了深遠的影響，為了迎合市場與應用需求，他們正努力在設(shè)計中采用一些新興并自己所不熟悉的RF 射頻技術(shù)。

　　嵌入式設(shè)計人員經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，自己必需解決許多問題，但在執(zhí)行任務時卻沒有所需的適當設(shè)備，列舉一些例子：

　　設(shè)計和調(diào)試采用了ASK 或FSK 調(diào)制方式的簡單RF 鏈路

　　確定藍牙無線電集成電路是否以預想的方式傳送信號

　　在運行過程中調(diào)試IEEE 802.11 芯片組的程序

　　檢測和同步相同頻段、相同設(shè)備上的多種無線技術(shù)，避免自我干擾

　　在通信建立時追蹤無線電發(fā)射機和接收機之間的交互

　　作為嵌入式設(shè)計人員的首選工具，示波器只是為進行時域測量所優(yōu)化的。MSO （混合信號示波器）可以同時測量模擬信號和數(shù)字信號（包括各種總線數(shù)據(jù)與指令），但很難使用示波器在RF 載波上有效測量RF 信號。另外，也很難把時域中的事件與頻域中的事件充分關(guān)聯(lián)起來，而這一點對查找系統(tǒng)級問題至關(guān)重要。

　　頻譜分析儀可以在頻域中進行測量，但這些工具并不是大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)或硬件設(shè)計人員的首選工具。在系統(tǒng)其余部分使用頻譜分析儀進行時間相關(guān)的測量幾乎是不可能的。

　　設(shè)計人員需要一種測量工具擴展傳統(tǒng)MSO的測量優(yōu)勢，允許用戶把頻域中的現(xiàn)象與導致這些現(xiàn)象的時域事件關(guān)聯(lián)起來，以便查找這些事件之間的邏輯與時間關(guān)系，進而幫助設(shè)計人員洞悉與透視系統(tǒng)中的真實情況。

　　趨勢：無線電變成嵌入式系統(tǒng)

　　在過去20年中，無線電設(shè)計一直受到主導電子設(shè)計的嵌入式微控制器的發(fā)展趨勢所影響，其結(jié)果是現(xiàn)代無線電包含著多條數(shù)據(jù)總線（串行總線和并行總線）、多個微控制器和一個重要的軟件組件。

　　無線電設(shè)計人員經(jīng)常發(fā)現(xiàn)自己需要解決許多問題，但沒有適當?shù)臏y量與檢測設(shè)備，例如：

　　確定編程錯誤會否導致所發(fā)送功率偏低

　　查找所發(fā)送的無線電信號中造成間歇性串擾的來源

　　檢驗跳頻算法是否正確地工作

　　作為這些設(shè)計人員的首選工具，掃頻分析儀是為測量單個頻域信號而優(yōu)化的。它不能測量時域信號，也不能在RF信號與設(shè)備中大量其它電子信號之間提供任何有意義的時間關(guān)聯(lián)。傳統(tǒng)掃頻分析儀不適合考察隨時間變化的 RF射頻信號，對調(diào)試無線嵌入式系統(tǒng)中的問題更是遠遠不足。

　　矢量信號分析儀是一種現(xiàn)代型頻譜分析儀，是為測量隨時間變化的射頻信號而開發(fā)的。在某些情況下，可以在示波器中增加矢量信號分析軟件（ 如泰克公司提供的 SignalVu 矢量信號分析軟件），分析隨時間變化的RF 射頻信號；但是，示波器的帶寬可能不能直接測量RF載頻，或沒有足夠的靈敏度與動態(tài)范圍來檢定RF 射頻信號。

　　示波器可以在時域中進行多通道測量，但在示波器通道上增加矢量分析軟件可能會限制示波器進行相干分析的基本功能。對數(shù)字狀態(tài)邏輯信號、模擬信號和RF射頻信號進行不同的時域分析，對調(diào)試嵌入式系統(tǒng)至關(guān)重要。

　　設(shè)計人員需要一個集成了現(xiàn)代頻譜分析儀測量優(yōu)勢（矢量信號分析）的測量工具，允許用戶簡便地進行完善的、時間相關(guān)的模擬、數(shù)字時域與頻域的測量。

　　趨勢：RF 信號隨時間變化

　　現(xiàn)代通信越來越多地隨時間變化。無線電通常會以間歇方式發(fā)送信號，以節(jié)約能耗。許多現(xiàn)代調(diào)制方案使用擴頻技術(shù)，在多個頻率中編碼信號。