tag 标签: 频谱

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    2020-3-13 15:04
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    扫频式频谱仪、矢量信号分析仪、实时频谱分析仪  在处理RF信号时的优缺点比较
    频谱分析仪是射频微波设计和测试工作中的常用仪器,它能够帮助电子工程师完成频谱观测、功率测量以及复杂信号解调分析等工作。 传统上一般将频谱仪分为三类:扫频式频谱仪,矢量信号分析仪和实时频谱分析仪。实时频谱分析仪是随着现代 FPGA技术发展起来的一种新式频谱分析仪,与传统频谱仪相比,它的最大特点在于在信号处理过程中能够完全利用所采集的时域采样点,从而实现无缝的频谱测量及触发。由于实时频谱仪具备无缝处理能力,使得它在频谱监测,研发诊断以及雷达系统设计中有着广泛的应用。 今天简单分享一下 在检测和检定 RF信号时,为何不能使用 扫频分析仪( SA)和矢量信号分析仪(VSA),而必须选择实时频谱分析仪。 扫频分析仪 扫频分析仪最初是使用纯模拟器件构建的,之后一直随着其服务的应用不断发展。当前一代扫频分析仪包括各种数字单元,如 ADC、DSP 和微处理器。但基本扫描方法在很大程度上保持不变,最适合观测受控的静态信号。扫频分析仪通过把关心的信号向下变频,并扫描通过解析带宽(RBW)滤波器的传输频带,来测量功率随频率变化。RBW 滤波器后面跟有一个检测器,检测器计算选择的频宽内每个频率点的幅度。 尽管这种方法可以提供很高的动态范围,但 是 它要求输入信号相对稳定及不变 , 一次只能计算一个频率点的幅度数据。如果信号迅速变化,那么在统计上可能会漏掉变化。扫频分析仪结构没有提供一种可靠的方式,发现这类瞬态信号的存在,因此调试许多现代 RF信号要求非常长的时间和大量的工作。除漏掉瞬时信号外,现代通信和雷达中使用的脉冲信号的频谱还可能会被错误地表示。如果不进行重复扫描,那么扫频分析仪结构不能表示脉冲占用的频谱。 矢量信号分析仪 分析传送信号的数字调制要求进行矢量测量,以同时提供幅度信息和相位信息。 VSA 数字化仪器传输频带内部的所有RF功率,把数字化的波形放到存储器中。存储器中的波形同时包含幅度信息和相位信息,DSP可以使用这些信息进行解调、测量或显示处理。 尽管 VSA 增加了在存储器中存储波形的功能,但其分析瞬态事件的能力有限。在典型的 VSA 自由运行模式下,采集的信号必须存储在存储器中,然后才能进行处理。这种批处理的串行特点意味着仪器对采集之间发生的事件是看不见的。 实时频谱分析仪 实时分析信号意味着必须以足够快的速度执行分析操作,以准确地处理关心的频段中的所有信号成分。 实时频谱分析仪 (RSA)旨在解决瞬时动态 RF信号有关的测量挑战。RSA 使用实时数字信号处理(DSP)执行信号分析,DSP在存储器存储之前完成。实时处理允许用户发现其它结构看不到的事件,并触发这些事件,可以选择性把事件捕获到存储器中。然后可以使用批处理在多个域中全面分析存储器内的数据。另外还可以使用实时DSP 引擎,执行信号调节、校准和某些类型的分析。 RSA的核心是实时处理模块,实时引擎工作速度足够快,可以处理每个样点,而不会有空白。可以连续应用幅度和相位校正,补偿模拟IF和RF响应。不仅可以全面校正存储器中存储的数据,还可以执行所有后续实时处理,在校正的数据上操作。 实时引擎还支持 RF分析需求的下述功能: ◆ 实时校正,改善模拟信号路径 ◆ DPX® 实时 RF 显示,可以发现扫频分析仪和VSA漏掉的事件 ◆ 信号发生的持续性确定的 DPX Density测量和触发 ◆ 高级时间判定触发,如欠幅脉冲触发,通用在高性能示波器中提供 ◆ 频域触发,支持频率模板触发 (FMT) ◆ 触发用户指定带宽,支持滤波功率触发 ◆ 实时解调,允许用户 “收听”繁忙频段中的特定信号 ◆ 数字化数据的数字 IQ流,允许不间断地输出信号,进行外部存储和处理
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    2020-1-16 14:07
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    2019 年 9 月, Wi-Fi 联盟( Wi-Fi Alliance ® )启动了 Wi-Fi 6 认证计划,标志着 Wi-Fi 6 标准的正式落地,而百佳泰也是全球第一批 Wi-Fi 6 的授权认证实验室。而日前, Wi-Fi 联盟宣布 Wi-Fi 6 将从现有的 2.4GHz 和 5GHz 频段扩展至 6GHz 频段 ,并将支持 6GHz 频段的 Wi-Fi 6 将 统一命名为 “Wi-Fi 6E ” 。 Wi-Fi 6E 中新增的 6GHz 则透过提供连续的频谱段,来容纳 14 个额外的 80MHz 通道,以及 7 个额外的 160MHz 通道,可解决 Wi-Fi 频段不足的问题。 Wi-Fi 6E 的优势: 更多的频道、更宽广的频谱空间 Wi-Fi 网络间的干扰将会减少 速度更快、更稳定 IDC 研究主管 Phil Solis 表示 “ 由于 6GHz 频段的 Wi-Fi 潜力巨大,所以人们对它的使用可能会迅速增加。 ” 另外 Wi-Fi 联盟的总裁兼 CEO Edgar Figueroa 表示 “6GHz 将有利于满足智慧设备对 Wi-Fi 频谱频段增加的需求,并带给用户优良的使用体验。 ” 值得注意的是, Wi-Fi 联盟指出, 6GHz 频段暂时还不能用于 Wi-Fi ,因为它仍在等待世界各地的监管机构的批准。一旦 6GHz 频段的使用获得监管部门批准,研究人员表示以下设备将会受到影响: 智能手机和消费级 AP 企业级 AP AR/VR 工业级别的机器分析、远程维护等
  • 热度 5
    2014-11-13 11:05
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    如何了解你的信号带宽?--频谱仪篇       要进行数字信号的分析,首要的原因是真实传输的高速数字信号已经远远不是教科书里理想的0/1电平。真实的数字信号传输过程中一定会有一些(甚至很严重的)失真和变形。如下图所示红色是我们期望的理想的数字信号波形,而黄色的则可能是真实的信号波形,可以看到信号上已经由于震荡(通常由于阻抗匹配不好)已经发生了较大变形。其实在高速的情况下这已经是比较好的信号波形了,很多时候信号的波形会比这个更加恶劣。       要进行数字信号的研究,首先要得到真实的数字信号波形,这就涉及到使用的测量仪器问题。观察电信号的波形的最好工具是示波器,当信号速率比较高时,一般所需要的示波器带宽也更高。如果使用的示波器带宽不够,信号里的高频成分会被滤掉,观察到的数字信号也会产生失真。很多数字工程师会习惯用谐波来估算信号带宽,但是这种方法不太准确。     对于一个理想的方波信号,其上升沿是无限陡的,从频域上看它是由无限多的奇数次谐波构成的,因此一个理想方波可以认为是无限多奇次正弦谐波的叠加。     但是对于真实的数字信号来说,其上升沿不是无限陡,因此其高次谐波的能量会受到限制。比如下图是用同一个时钟源分别产生的50Mhz和250MHz的时钟信号的频谱,我们可以看到虽然输出时钟频率不一样,但是信号的主要频谱能量都集中在5GHz以内,并不见得250MHz的频谱分布就一定比50MHz的大5倍。       对于真实的数据信号来说,其频谱会更加复杂一些。比如伪随机序列(PRBS)码流的频谱的包络是一个Sinc函数。下图是用同一个发射机分别产生的800Mbps和2.5Gbps的PRBS信号的频谱,我们可以看到虽然输出数据速率不一样,但是信号的主要频谱能量都集中在4GHz以内,也并不见得2.5Gbps信号的高频能量就比800Mbps的高很多。       上面的两张图都是借助于频谱仪测量得到的。虽然现代的数字示波器都已经具备了数字FFT的功能可以帮助用户观察信号频谱,但是由于ADC位数和动态范围的限制,频谱仪仍然是对信号能量的频率分布进行分析的最准确的工具,所以数字工程师可以借助于频谱分析仪对被测数字信号的频谱分布进行分析。当没有频谱仪可用时,我们通常根据数字信号的上升时间去估算被测信号的频谱能量。 Maximum signal frequency content = 0.4/fastest rise or fall time (20 - 80%) Or Maximum signal frequency content = 0.5/fastest rise or fall time (10 - 90%)     注:历史上有很多根据数字信号的上升时间估算带宽的估算公式,上面提供的公式是对于高速数字信号进行带宽估算最常用的方法。这个公式来源于霍华德先生写的《高速数字设计》这部经典的信号完整性书籍。关于其具体的来源和含义也可以参考本人刚出版的《高速数字接口原理与测试指南》一书。
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    2013-6-7 11:38
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    上上期博客讨论了各类家电的辐射大小,讨论挺热烈看来大家都蛮关心这个问题哦。上周末探望闺蜜,她和老公关于是否需要穿防辐射服进行了热烈的讨论,差点上升到了语言暴力阶段。原因是闺蜜想迫不及待的穿上具有孕妇标志的防辐射服,但 作为资深文科男兼记者的老公坚决反对,因为他曾看过CCTV的一篇报道,里面说防辐射服不仅不能防辐射,还会增加辐射。   难道我们大家都被防辐射服愚弄了?小S 说过:我不信!菲菲也不信!!!   人命关天的大事,拖延不得。周一一到办公室,马上拿出借的防辐射服测量。   首先找了一个比较稳定的辐射信号做比较。上次为了带回家使用,选了手持频谱仪N9342C。这次在办公室,就可以选个功能和性能更好的台式频谱仪N9000A了。谁叫咱家仪器多呢,怎么也得得瑟一下啊,嘻嘻~   嗯,先来看看办公室里的电磁辐射信号大小吧。有的信号是时有时无的,所以我们得用最大保持的功能先抓一下信号。晕啊~不测不知道~一测吓一跳!公司里的辐射比家里高了好几个量级啊~楼顶直放站装的太多了哦。顺便说一下,左边列表里面比较大的信号包括GSM,CDMA, WCDMA基站信号以及Wi-Fi信号~~     好吧,选了个比较稳定的954 MHz GSM信号来测测防辐射服。请了个模特真是大美女~可惜不是我~呜呜。为了让测试结果更好比较,还专门叮嘱了美女模特保持了天线的方向和位置基本不变。   先来个在防辐射服外的测试。       信号测出来大约是-35 dBm (dB 毫瓦)。不算小了。看了两条轨迹线,一会可以比较直观的对比。       嗯嗯,现在来看看把天线放到防辐射里面的情况     可以看到把天线放到防辐射服里面信号还是有明显变化哟~减小了12 dB左右,也就是十几倍。没有厂商宣传的那么厉害。更不会达到手机无法接通的地步。     接着进行下一个试验,用防辐射服把天线裹得严严实实。     捂得越严实,信号就越小。 最好的情况,可以减小超过50个dB, 也就是10万倍。这个时候手机肯定就是没有信号的啦~~但是孕妇也有人权啊,穿衣服不是裹粽子,哪可能这么严实呢?     根据今天的测试结果来看,菲菲认为CCTV砖家说的关于防辐射服会增加辐射的观点是不太靠谱的。反射或者谐振,在这种非封闭的防辐射服内效果应该不会那么明显。又做了几个试验,只有在金属材质天线和防辐射服接触时,有时候会出现测试结果偏大,估计那个时候金属天线碰到了防辐射服里面的金属丝了吧~~但是这和正常穿着防辐射服的情况应该不符合~~   嗯嗯,小结一下吧:   首先说明一下电磁辐射是否会对孕妇造成危害,这不是我可以判断的。但防辐射服可以起到一定的降低电磁辐射作用。其实早在个人使用之前,很多通信公司实验室已 经开始采用防辐射服了,但是效果呢是绝对没有生产厂商宣传的那么厉害啦。我做的试验比较基础而简陋。防辐射服也只有两件,测出来效果都差不多。欢迎同学们 发表不同意见和拍砖哈~~~   嘻嘻,换个角度说,孕妇穿穿也没啥坏处,至少走到街上,大家比较容易识别,可以小心保护你哦。姐妹们,你们可以放心的穿上美丽的孕妇服啦。
  • 热度 52
    2013-5-8 14:57
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    某天闺蜜给我电话兴奋地说自己怀上了,我们两个叽叽喳喳扯了半天,最后她强调一句:嗯,那个你手上是不是有家伙可以测试什么辐射的,晚上来我家给测试下吧。   下班前我看了看手上的设备,频谱仪倒是一大堆,低档的高档的。要不带那个EMI接收机或者CXA台式机?这个念头刚闪了一下就被我毙掉了,那两玩意儿够准也够沉,我可没那能耐能扛到她家。剩下似乎也没有别的好选的,只能拿上那个手持的家伙。于是乎找上老板闲篇了十来分钟最后骗了个出门条,我就带上了这个我们内部戏称为史上最贵MP3的东东上了班车。之所以称之为史上最贵的MP3,是因为几年前在一个展会上我把它接了根天线收听FM广播,还外接了一对小无源音箱,然后就有好几个路人过来问这是什么新型号的MP3要多少钱~我说嗯最便宜的也就是十几万吧~~~~嗯~然后人家就默默滴走开了~~~哈!   Anyway,到了闺蜜家里,小吃小喝之后,按照她的要求一个个测了下来,下面就来看看测试的结果把:   家里的电磁环境:   嗯,可以看到家里基本还是一个很干净的电磁环境哟,信号最强的是电信的880MHz CDMA, 也不过-50 dBm,其次是移动的950MHz GSM,闺蜜说怪不得家里联通的信号不太好~~哈哈~     电视机 :   这个呢主要做的是对比测试,也就是说对比了电视开和电视关情况下的频谱。下图中黄色的trace是电视关的情况,绿色是电视开的情况。Max Hold。可以很明显的看到电视在400 MHz以下会有一些较微弱的信号产生。     电冰箱:   嗯,测了半天这个大铁疙瘩没发现什么突出的信号,就没存图了。   电吹风:   估计很多同学都听说过电吹风辐射大的说法吧?闺蜜就是其中一个。她的头发洗得很勤所以三天两头就要使用电吹风。恩我仍旧做了个比较测试,结果我也很意外!!!这电吹风的电机也产生太多杂散信号了吧?虽然幅度都很小,可从低频到3.5GHz左右都有啊!!!晕。。。。     微波炉:   重点来了!最后一个测得就是微波炉!这东东我们现在天天用,那么它产生的电磁辐射如何呢?还是做个比较测试,频谱仪放在微波炉外面,鞭状天线基本靠着微波炉的门缝,打开两条trace,一条设置Max hold,另外一条Clear/Write。     从频谱测试结果可以看出介个微波炉产生的电磁信号是一个宽带信号,带宽是65MHz左右,信号最强的频率是2.45GHz,嗯,这也是微波炉后面铭牌上面标识上面的频率哟,在这个频点上测试信号强度可以达到0dBm左右哟。注意图中绿色的trace是在微波炉没有打开的时候抓到的。使用信道功率功能测试了这个65 MHz的信号信道功率为6.9 dBm。     小结一下:   嗯嗯,最后本着测试的严谨态度说几句:网络里关于家电辐射的文章很多,相关的测试的方法也不尽相同。我这个测试呢充其量算是一个粗略的定性测试,没有考虑到天线的频率选择性,方向性和增益,其测试结果的绝对值没有太大的参考意义。所以大伙儿别和这些数值的精确度较劲儿。但从相对测试的角度确实可以看出某些电器的电磁辐射强度着实不小,特别是微波炉,所以大伙儿在使用微波炉的时候尽量远离(仪表显示2米以外辐射值就小多了)。至于这些电磁辐射的强度是不是会造成身体上面的伤害,这个确实就超出了我的知识范围无法评价了。  
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