原创 当今频谱分析仪技术一瞥(二)

根据你要测试的不同信号种类，一台扫描调谐、矢量或实时频谱分析仪可能成为最佳选择。

各频谱分析仪的主要优势

扫描调谐频谱分析仪为模拟连续信号的测量做出优化。高端仪器上的高动态范围对多载波功率放大器(PA)的直线性测试一类的应用非常好。

多载波PA设计的成本优势使得它们在蜂窝行业非常流行。但是3G的多载波PA要求例外的直线性来防止多余的互调产物受邻近频道信号干扰。测试这些非凡的放大器要求尖端的分析仪动态范围(如图4)。这样能阻止频谱分析仪内部的失真，在互调和邻道功率(ACP)测量的过程中掩盖放大器的线性特点。

扫描调谐分析仪也很擅长综合相位噪声测量。像高容量点对点电信无线电设备一类的敏感应用有特别高难度的相位噪声要求。这些无线电设备所使用的高序位复杂调制需要一种有较高相位噪声性能的分析仪。高端的、扫描调谐的频谱分析仪具备最好的相位噪声性能。大多数的扫描分析仪还具有供选择的相位噪声集成软件，这在其它分析仪上是不常见的。

像扫描调谐频谱分析仪一样，VSA为一些独特应用做出优化。例如，它在同调双频测量中占主导优势。目前，VSA是唯一能在两频道间执行交叉谱测量的分析仪。这一能力允许了精确的相位测量和脉冲时间相关。双频VSA可以用任一信号----甚至噪声频谱来做网络分析仪一样的测量。交叉谱的测量对相控阵、雷达和干涉计应用很有帮助。

像SA与VSA一样，实时频谱分析仪为瞬态RF信号做出优化。RTSA对那些开关迅速或频率改变迅速的信号有优势。用于分时双工(TDD)的收发(T/R)开关的成本与综合优势让瞬态RF信号和那些用在WLAN、3G和很多RFID设备的信号一样相当受欢迎。因为它具有捕获前频谱分析和FMT，RTSA对闪光信号诊断很理想。

RTSA的FMT能可靠地捕获来自间歇回应的RFID标签的辐射光谱。许多现存的私有反冲突方案让一个RFID标签讯问者和另一个标签交流而不受其它标签的干涉变成了可能。在复杂的频谱环境里测试标签的回应是很困难的。RTSA的频率光罩触发在密集的RFID信号环境中常规地捕获异步信号。

RTSA在现今复杂TDD调制上的集中给了它一个特别丰富的多域分析包。在RFID工作中，像频移键控(FSK)一类的功率效能调制经常被用到。RTSA为分析这些信号打算更好地装备，提供像译解FSK和ASK(幅移键控法)调制的内置条码等特性，然而别的分析仪仅提供模拟波形测量。

RTSA技术很早就支持WLAN信号。所以它具有一套发展完善的WLAN测量方法。像补码键控(CCK)自动探测或正交分频多重接取(OFDM)调制等先进特性只能在RTSA上找到。把标记作在信号脉冲上，RTSA设计出适当的WLAN解调设置(如图6)。

实时分析仪软件是为时间相关的多域分析而设计的。这就意味着在一个功率对时间显示器上的标签可以做成和光谱图与星座显示器上的标签正好时间相关。时间相关的标签通过提供不同显示器里异常间的正相关来提高诊断可靠性。捕获的相位突变和FMT可以和符号错误正时间相关。RTSA以它的时间相关标签和FMT在诊断具有挑战性的话筒效应问题上作了很大贡献。RTSA技术还找到了许多在频率迅速变换的连续信号上的成功应用。FMT很容易地捕获调谐瞬时现象的锁相环合成器。

另外，RTSA还具备输出捕获的实时I-Q数据的能力。实时I-Q数据输出让软件-解调器的开发者特别感兴趣。通过一个特别的端口，现今的RTSA可以把I-Q数据对运送到一个高达36MHz带宽的外部FPGA上。因此，软件开发者能用可靠的RF硬件去创建和调试解调器，大大地加速了开发的进程。

RTSA作为一个监视操作用的前端数字转换器或调制研究用的测试接收器时尤其有优势。从它的监视功能角度来说，RTSA的另一个特征就是它成为了一个用在安全领域的可移动硬盘。

基本测量

这三类频谱分析仪每一类都有独特的性能。然而它们在基本测量中存在大量的交迭性能。扫描分析仪、VSA和RTSA在低要求的基本光谱测量中都直接竞争。VSA和RTSA都有仿效传统扫描调谐频谱分析仪的基本SA模式。扫描分析仪在提供高性能的矢量信号分析上取得了进步。

所以，在选择最适合获取平台上最好基本测量数据的仪器时考虑什么才最紧要呢？当不要求以前讨论的专门仪器性能时，目标通常是为工程师提供最快的诊断识别时间。问题识别越快，所需的维修时间越短。

像便携性、尺寸、重量、合理菜单导航和设置时间等人为因素对基本测量的迅速识别时间变得很重要了。这一行业发现显示的多功能性是快速可靠故障诊断的关键因素。像具有光谱，时间域，调制域，代码域和光谱图视图的RTSA或VSA类的多域仪器比之前的单显示扫描分析仪更适合提供决定性的诊断。

扫描SA行业竞相在超越基本频谱信息的新款式中提供高识别显示器。操作范围包括从利落的轻便型到笨重的包装多选输入框解决方案。当选择不是很容易作出时，设计者们可能会考虑专门化每一种分析仪。

库存管理

在选择一个分析仪为基本测量提供最好诊断识别力时的一个良好的经验方法就是考虑所要测量的信号种类。扫描SA通常是像LO或模拟调制的纯模拟信号频谱测量的有效工具。VSA可能对连续数码调制或双频测量有优势。RTSA优越性通常在间歇或瞬时RF信号应用上。近年来，事实上大多数流行的无线系统都是在瞬时状态下进行的，造就了最高生产力仪器，RTSA。

很不幸，许多已建的RF公司发现他们的频谱分析仪清单和以前的扫描调谐分析仪装载在一起。在很多情况下，以前SA有限的性能加上今天流行的RF信号保证了一些RTSA的增加去重新平衡测试设备市场。通常，想参加到WLAN、RFID、3G和其它TDD系统的迅猛发展中的公司觉得很有必要重组他们的测试资源以保存竞争力。这三类频谱分析仪每类都是为解决不同的问题而创建和优化的。选择哪种频谱分析仪最有利，就看所要分析的信号是哪种类型。了解当今频谱分析仪的主要区别可设计者们根据信号特点选用相应的分析仪，这可提高诊断效率。

作者：Bob Hiebert，Tektronix Inc