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1. 关键词（应用技术） Radar，FMCW，M8195A，MXR604A，89601C 2. 摘要 FMCW（Frequency Modulated Continuous Wave，调频连续波）雷达是现今应用最广泛的雷达技术之一。它具有特别好的range resolution（即分辨两个距离较近的目标的能力），FMCW雷达发射的RF信号频率会随着时间而改变，在一定的带宽（Bandwidth）范围内进行扫描。 Keysight M8195A 任意波形发生器（AWG）在一个单插槽 AXIe 模块上同时提供多达 4 个输出通道，采样率高达 65 GSa/s，带宽高达 25 GHz，垂直分辨率为 8 位。M8195A 任意波形发生器的丰富功能可以为您生成需要的信号，满足数字应用、光电通信、先进研究、宽带雷达和卫星通信等应用的需求。 3. 测试系统搭建 3.1. 仪器/附件/软件清单 3.2. 连接示意图 4. 测试步骤 4.1. 连接设备仪器 连接好的场景图如下图所示。 4.2. 操作步骤 雷达信号生成 M8195A雷达信号参数设置 1) PC打开M8195A软件面板，进入Radar waveform选项 2) 按图示设置radar信号参数 设置脉冲调制为FMCW（线性调频），并把波形download(Send)到M8195A 3) 打开M8195A输出并播放波形文件 雷达信号（FMCW）分析 MXR604A FMCW 信号分析设置 1) 示波器CH1阻抗设置成 https://www. eteforum.com/admin/indu stry 50Ω 2) 调整示波器CH1的时间和幅度，以便观察清楚脉冲信号的幅度和周期 此处可以看到脉冲信号幅度略高于200mv，周期2us 3) 示波器上进入89601C,点击Input--Analog--Auto-range--Auto-range ALL 4) 设置Trigger Style—Channel，Trigger Level—200mv 5) 设置中心频率和带宽（Freq=1GHz；Span=200MHz）. MeasSetup--Frequency--Center-1GHz；Span-200MHz 6) 进入FMCW信号分析界面 MeasSetup--Measurement Type--Radar Analysis--FMCW Radar 7) 设置FMCW信号分析参数 MeasSetup--Measurement Type--Radar Analysis--FMCW Radar Properties --Reference Synchronization--Auto-Detect Setup--Min Region Time Length --450ns 8) 设置抓取时间长度，和抓取采样点数（Time--Acquisition Length-23us，Extra Acquisition-10000 samples） 9) 观察分析结果 ——作者 君鉴科技 ——来源 每日E问eteforum

探测技术对于高品质的示波器测量来说，是非常重要的。而探头通常是示波器测量链中的第一环。如果探头的性能不足，就会在示波器上看到失真讯号或误导讯号。为测试应用选择恰当的探头是执行可靠测量的第一步。而如何使用探头，也会影响执行精确测量的能力，以至于影响获得有用的测量结果。本文将透过 8个重要秘诀，帮助工程师为自己的应用选择适当探头，提高示波器探测能力，并避免最常见的探测陷阱。 图一 : 选择恰当的探头是执行可靠测量的第一步。而如何使用探头，也会影响获得有用的测量结果。 秘诀 1 无源探头或有源探头 对于低于 600MHz的中低频测量来说，高阻抗无源探头是很好的选择。这些探头坚固耐用且价格经济，具有大于300V的宽动态范围和高输入阻抗，因此可与示波器的输入阻抗相匹配。不过，和低阻抗无源探头或有源探头相比，无源探头具有更高的电容负载，而且频宽较低。总之，对于绝大多数类比或数位电路的通用除错和故障诊断来说，高阻抗无源探头都是一个极好的选择。 对于在宽频范围上大于 600MHz需要执行精确测量的高频应用来说，最好选用有源探头。有源探头比无源探头价格较高，并且其输入电压有限，但是由于它们的电容负载显着降低，因而能更精确地观察快速讯号。 秘诀 2 使用双探头检查探头负载 探测电路之前，先将一个探头连接到电路上的一点，然后再将第二个探头连接到同一点。在理想状况下，会看到讯号无任何变化。如果讯号产生变化，这个变化是由探头负载引起的。在理想状况下，示波器采用无扰线（具有无限的输入电阻、零电容和零电感）连接到待测电路，它能对待测讯号执行精确复制。但在现实世界中，探头是测量的一部分，它会向电路载入负载。 如欲检查探头的负载效应，首先要将探头连接到待测电路或一个已知的步进讯号，另一端连接到示波器的输入端。在示波器显示幕上观察此轨迹，然后保存，再在显示幕上调用以使迹线保留在显示幕上执行比较。之后可将相同类型的另一个探头连接到同一探测点，观察在使用两个探头执行探测时原始迹线有何变化。为了更隹执行探测，可能需要对探测执行调整，或者使用较低负载的探头。 秘诀 3 使用前的探头补偿 大多数探头在设计时，都和特定示波器型号的输入相匹配。不过，各个示波器之间也是略有差别，甚至在同一示波器的不同输入通道之间也有差别。所以在将探头连接到示波器的输入端之前，一定要确保首先检查探头补偿，因为此探头先前可能已经过调整，以便和不同的输入相匹配。 为了解决这个问题，大多数无源探头都采用内建补偿 RC分压器网路。探头补偿是调整RC分压器的过程，以使探头维持在额定频宽上的衰减率。如果示波器能够自动补偿探头性能，使用该功能将会非常有用。否则，可使用手动补偿来调整探头的可变电容。大多数示波器在前置面板上都可提供方波叁考讯号以对探头提供补偿。 秘诀 4 低电流测量秘诀 随着当前电池供电设备和积体电路变得越来越注重环保和高效能，工程师迫切需要高灵敏度的低电平电流测量能力，以确保电流消耗处于可接受的范围之内。需要精确测量功耗的主要应用，是无线行动设备和消费类电子产品等使用电池供电的应用。为了尽量延长电池的使用时间，工程师需要最大限度降低产品在整个使用寿命中的功耗。功率定义为 P＝V×I。降低设备功耗的主要方法是在电源电压固定不变的情况下，减少设备的平均电流消耗。 测量由电池供电的行动设备的电流消耗，最主要的挑战是电流讯号的动态范围非常宽。行动设备通常需要在活动状态，与闲置或待机电流模式之间来回切换。可是，这种方法并不适合测量从不到 1毫安培快速变到几安培的小电流， 因为钳形电流探头的动态范围和灵敏度都非常有限，仅有几毫安培。而且，为获得更精确的测量，工程师必须不定期地对探头执行消磁处理，以消除探头核心的残余磁性，并补偿钳形电流探头的直流偏置。 秘诀 5 使用差动探头执行安全浮动点测量 示波器使用者经常需要执行浮动点测量。在这种测量中，任何测量点都不能潜在接地。在执行标准示波器测量时，探头连接到讯号点，探针接地引线连接到电路接地，此时，示波器实际测量的是测试点和接地之间的讯号差。大多数示波器都将其讯号接地终端（或 BNC介面的外壳）连接至防护接地系统。此举可使示波器上的所有讯号均有一个共同的连接点。基本上，所有示波器测量都是相对于「接地」来说的。本质上，将接地连接器连接到任何一个浮动点都可使探测点接地，这常常造成尖峰或电路故障。那么应如何应对这种浮动点测量问题呢，目前执行浮动点测量有一个很流行，但却不太可取的解决方案，那就是AB技术，它使用两个单端探棒和示波器的运算函数来执行浮动点测量。 秘诀 6 检查共模抑制 探测时最易产生误解的问题之一，是共模抑制可能会影响测量品质。无论是单端探棒还是差动探棒，将两个探针均连接到待测物的接地，然後观察萤幕上是否有任何讯号显示都是值得的。如有讯号显示，该讯号显示的就是由于缺少共模抑制而引起的讯号受影响程度。测量由源头而非讯号造成的共模杂讯电流，可从待测物的接地流经探棒接地，直至探棒电缆遮罩。共模噪音源可能在待测物内部，也可能在其外部，例如电源线杂讯、 EMI或ESD电流。单端探棒的长接地引线可能会使该问题变得非常明显。单端探棒常常会遭到缺少共模抑制的影响。差动主动探棒则可提供更高的共模抑制比，通常可高达80dB（10,000:1）。 秘诀 7 检查探头耦合 在将探头连接至讯号时，用手抓住探头电缆并绕圈移动。如果萤幕上的波形发生严重改变，那就说明能量就已耦合到探头遮罩，产生了这个改变。透过使用探头电缆上的磁芯来降低电缆遮罩的共模杂讯电流，可能有助于提高探测精准度。探头电缆上的磁芯会生成一系列的阻抗与导体中的电阻并联。增加探头电缆的磁芯对讯号几乎没什么影响，因为讯号通过中心导体的核心并沿着遮罩的核心返回，致使没有净讯号电流经过核心。 因此，电缆磁芯的位置非常重要。为方便起见，可尝试着将磁芯安装在示波器一端。这将使探头变得更轻、更易于操作。不过，在将磁芯安装到电缆的探头介面端时，磁芯的有效性将会大大降低。减少单端探头接地引线的长度将会有 一定的帮助作用，转而采用差动探头是最有效的措施。很多用户都不能理解探头电缆环境的改变会造成测量结果的改变，尤其是在执行高频测量时，它会造成测量可重复性和测量品质的下降。 秘诀 8 阻尼谐振 探头性能受到探头连接的高度影响。由于设计中讯号速度的提升，因此在连接示波器探头时可能会发现更多过冲、振荡和其他扰动。探头会在与元件的连接位置形成一个谐振电路。如果谐振位于示波器探头频宽内，确定测量扰动源于电路或是探头将变得十分困难。 应用方案 是德科技 Infiniium V系列示波器 是德科技：「我们让开发工程师能够精准洞察所量测到的信号。」 全球示波器拥有 12亿美元的市场规模，如此大的一块饼，当然也吸引了许多厂商竞相开发更好的产品，来获取更大的商机。而在高阶示波器市场上，是德科技也持续扮演着领导者的角色。面对高速数位讯号测试需求不断提升的情况下，是德科技也推出全新的Keysight Infiniium V系列示波器，来补足高阶示波器市场的最後一块拼图。 Keysight Infiniium V系列问世後，工程师便可又快又准确地执行所有测试，进而更快将新产品推出上市，并且增强对设计品质的自信度。 泰克科技 DPO70000SX 70GHz ATI高效能示波器 泰克科技：「这是首见的高效能整合式 MSO系列产品。」 泰克科技推出 MSO70000系列混合讯号示波器，该公司表示，此为首见的高效能整合式MSO系列产品。这部仪器拥有多达二十个量测通道，可以4～20GHz的类比频宽和80ps 的数位通道时序解析度进行撷取。随着MSO70000的推出，泰克科技现在在市场上拥有完整的混合讯号示波器产品组合；提供十七款MSO机型，从可携式的MSO2000一直到市面上快速的 20GHz MSO72004混合讯号示波器。 MSO已成为嵌入式系统工程设计的首选工具，这个领域对建立类比与数位讯号的关联有强烈的需求。现今，网路交换器和资料伺服器等嵌入式系统正采用更快速的技术，因而需要更高效能的MSO。其他如高速串列与数位射频的应用领域，也需要完整的系统能见度。随着MSO70000系列的推出，泰克科技提供了良好的类比/数位撷取效能与多样化的探测方案。 罗德与施瓦茨 RTP示波器 中国台湾罗德与施瓦茨：「我们正式进军高阶示波器市场！」 R&S RTP系列在开发过程中，特别着重于量测精准度、速度和新技术，并完整地结合多种仪器功能，是研发过程中故障排除的绝隹选择，例如测试具快速数位介面或宽频无线射频传输介面的嵌入式元件。R&S RTP高效能示波器结合了讯号完整性与高撷取速率，在标准撷取模式下，每秒可量测一百万个波形，比其他同类示波器快一千倍以上，能帮助使用者更快地发现零星错误，并可即时补偿讯号源到示波器之间的传输损耗。 此外， R&S RTP 可满足高频应用量测需求，举凡航空、国防、汽车、工业和通讯等领域；同时亦适用高速数位介面测试如高速汇流排（USB、PCI Express、MIPI）、无线电或雷达等射频介面、DDR记忆体介面、电源管理元件，及简单的控制和编程汇流排。R&S持续致力于示波器市场的创新，透过发表新一代R&S RTP系列，R&S宣告正式进军高阶示波器市场。 NI PXI架构高速示波器 国家仪器：「 PXI架构可大幅缩短测试时间。」 NI高速示波器具有强大的仪器整合，再加上高输出PXI汇流排有助于缩短测试时间，非常适合高频宽自动化量测作业。NI高速示波器搭载了NI专利T-Clock同步化技术，可藉此建置高达34个相位同步1GS/s通道所组成的系统，并且进一步整合其他NI硬体，打造出完整的自动化混合式讯号测试系统。 大多数的自动化测试与多重工作台应用，均需要多类型的仪器，如示波器、讯号产生器、数位波形分析器、数位波形产生器，与切换器等。 PXI与NI模组化仪器既有的时序与同步化功能，可同步上述的所有仪器，且不需额外接线。PXI的模组化特性大幅提升了速度，且使用者不需再耗时操作，进而提高效率。

如今工程师们在面对复杂系统的调试和验证时面临着许多测试技术挑战，包括捕获和可视化多个不频繁或间断出现的事件，如串行数据包、激光脉冲和故障信号。为了准确地测量和表征这些信号，必须在长时间内以高采样率捕获它们。 示波器的默认采集模式因为其有限的记录长度会强制在采样率和捕获时间进行妥协。使用更高的采样率可以更快地填充仪器的内存，减少数据采集的时间窗口。相反，捕获长时间的数据通常是以牺牲水平时间分辨率(采样率)为代价的。 “FastFrame™分段存储模式让您不用再从定时分辨率与捕获时间之间做选择。” 它提高内存使用效率和数据获取质量，包括: 1、以足够的采样率捕获多个事件，以便进行有效的分析 2、通过记录长度的优化来保存和显示必要的数据 典型应用：捕获间歇性事件，测量偶发的事件，获取突发的串行数据包，并将偶发事件与“标准”参考做比对。 应用场景详解 一、高分辨率捕获单个脉冲 图1. 高分辨率捕获的单个脉冲 考虑图1所示的单个3.25 ns脉冲。它是 泰克示波器 MSO 5系列在一个1250点的波形中以3.125 GS/s的采样率和12位垂直分辨率获得的。在这种采样率和分辨率下，可以看到许多波形细节。 二、利用峰值检测和长记录长度捕获多个脉冲 图2. 利用峰值检测和长记录长度捕获多个脉冲 对于这个信号，脉冲间隔超过6.5毫秒。为了获得与图1相同的采样率的信号，时间窗口扩展了5万倍，通过增加时间/分割和记录长度来捕获更多的连续脉冲。(峰值检测采集也被用来使窄脉冲更明显。) 如图2所示，这将占用产品的整个标准记录长度。然而在20毫秒的采集中只捕获了3个3.25纳秒的脉冲。在这种情况下，只有0.00005%的捕获是我们测试需要的！ 长时间的连续采集有一些明显的缺点： 1、需要增加数据处理，降低了最大触发率，限制了波形捕获率 2、增加了数据存储需求 3、降低了I/O传输速率 4、额外的可选记录长度是非常昂贵的 三、利用分段存储捕获多个脉冲 图3.利用泰克示波器MSO 5系列分段存储分割内存，实现以高采样率捕获多个脉冲 FastFrame分段存储允许您将内存分割成多帧。每一帧的记录长度与启用FastFrame模式之前相同，最大帧数为仪器的最大记录长度除以一帧的记录长度。 然后，以指定的采样率触发采集并填充每一帧，只捕获感兴趣的波形部分。然后，这些帧可以按照它们被捕获的顺序被单独查看，或者叠加以显示它们的相似性和差异性，从而使您能够轻松地审视波形，以便您可以将注意力集中在感兴趣的信号上。 图3演示了这种方法，捕获了100,000帧。使用泰克示波器MSO 5系列中的FastFrame分段存储器，以3.125 GS/s的采样率捕获脉冲，记录长度与图1相同。 FastFrame采集模式的触发速率可以达到每秒500万帧(采集/秒)，这比示波器其他的触发速率都要快得多。 四、所有获取帧叠加显示允许快速的视觉比较 图4. 所有获取帧叠加显示允许快速的视觉比较 在图4中，分段存储帧被叠加，因此所有的脉冲在屏幕上看起来都是堆叠在一起的。这允许对所有获取帧进行快速的可视比较。 选定的帧被设置为100,000，波形以蓝色显示在叠加帧的顶部。参考帧和所选帧之间的时间差(Delta)显示在显示器右侧的结果面板中。 FastFrame分段存储方法的优点包括： 1、高FastFrame波形捕获率增加捕获偶发事件的概率 2、使用高采样率保证了波形细节 3、使捕捉脉冲的死区时间最小，确保有效利用记录长度 4、存储帧可以快速和直观地进行比较，以确定是否在叠加显示中出现异常 五、显示平均总结帧信息 图5. 5 系列 MSO 分段存储显示，显示平均总结帧信息 FastFrame分段存储支持标准的样本采集模式，以及峰值检测和高分辨率模式。FastFrame可以在记录结束时提供一个额外的“摘要”帧。对于采样和高分辨率的采集模式，可以添加一个平均总结帧来显示所有帧的平均波形。对于峰值检测采集模式，可以添加包络摘要来显示所有帧中波形的最大值和最小值。 六、FastFrame时间戳 图6. 显示FastFrame时间戳，在显示屏右侧的结果面板中显示帧1和帧2之间的时间间隔。显示屏顶部的粉红色时间趋势柱状图中，所有100,000个脉冲之间的时间增量非常一致。 每一帧的波形只反映了事件的一部分。在每一帧的绝对和相对定时中也有重要的信息。每个触发点的定时都具有时间戳的特征。 触发器时间插值为每个触发器时间戳提供了非常高的定时分辨率，比样本间隔更精确。时间戳以皮秒分辨率显示。虽然此解决方案可能不适用于单个事件的绝对时间戳，但在度量事件之间的时间间隔时，它会变得非常强大。 以上就是安泰测试为大家介绍的 泰克示波器 MSO 5 系列对于信号捕获技巧，以及FastFrame分段存储模式的强大优势。