SSA5000A的最大RBW為10MHz,也就是說脈沖的上升時(shí)間必須大于66ns,此時(shí)分析儀才能正確測(cè)量信號(hào)。對(duì)于普通的線狀譜測(cè)試而言,VBW的設(shè)置對(duì)于頻譜的測(cè)試結(jié)果沒有太大影響,但是進(jìn)行脈沖測(cè)試時(shí),VBW不能小于RBW,否則會(huì)導(dǎo)致峰值功率偏低。VBW濾波器會(huì)對(duì)通過中頻濾波器的信號(hào)的包絡(luò)進(jìn)行濾波,而在脈沖測(cè)試中,會(huì)有同時(shí)多根譜線通過中頻濾波器,其合成包絡(luò)也有一定的帶寬,如果超過了VBW的帶寬,那么測(cè)試幅度將會(huì)降低。通常情況下,測(cè)試正弦信號(hào)時(shí),視分比選擇1~3,而測(cè)量脈沖信號(hào)時(shí),一般選擇視分比為10來減小對(duì)瞬變信號(hào)的幅度影響。
對(duì)于已知周期的脈沖信號(hào),可以在觸發(fā)中選擇周期觸發(fā),將觸發(fā)周期和脈沖周期設(shè)為一致,從而得到穩(wěn)定的脈沖信號(hào)。
測(cè)量結(jié)果分析
脈沖信號(hào)示意圖
脈沖的示意圖如圖所示,從圖中可以清晰地看到脈沖測(cè)量的各個(gè)結(jié)果。在功率測(cè)量結(jié)果中Pospeak為跡線上的最高電平,NegPeak為當(dāng)前跡線上的最低電平。
頻譜分析儀根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算出:
Amptmid = (PosPeak - NegPeak) / 2 + NegPeak
當(dāng)一段跡線連續(xù)穿過脈沖低參考(RefLow,10%),脈沖持續(xù)參考(RefDuration,50%),脈沖高參考(RefHigh,90%)時(shí),記為脈沖信號(hào)的上升沿;或是反向穿過這三個(gè)參考幅度時(shí),記為下降沿。標(biāo)記這一段跡線為脈沖的邊沿。要完整地測(cè)量脈沖的參數(shù),需要至少3個(gè)邊沿。
在脈沖特性中,脈沖持續(xù)時(shí)間是為正脈沖(負(fù)脈沖)在上升沿(下降沿)穿過脈沖持續(xù)參考與下降沿(上升沿)穿過脈沖持續(xù)參考之間的時(shí)間差。
脈沖中心是為第一個(gè)正脈沖(負(fù)脈沖)的上升沿(下降沿)穿過脈沖持續(xù)參考(RefDuration,50%)與第一個(gè)下降沿(上升沿)穿過脈沖持續(xù)參考(RefDuration,50%)之間的中心點(diǎn)。
脈沖關(guān)閉時(shí)間=脈沖周期-脈沖持續(xù)時(shí)間,根據(jù)周期和脈寬可以計(jì)算出脈沖的占空比和頻率。
在轉(zhuǎn)換特性中,上升時(shí)間為脈沖第一個(gè)上升沿穿過RefLow和穿過RefHigh之間所花費(fèi)的時(shí)間,下降時(shí)間為脈沖第一個(gè)下降沿穿過ReHigh和穿過RefLow之間所花費(fèi)的時(shí)間。且分析儀還會(huì)自動(dòng)計(jì)算出脈沖的上升前激、上升過激、下降前激、下降過激,單位為dB。
03 使用SSA5000A分析脈沖信號(hào)的頻譜
使用掃頻功能觀察脈沖頻譜
通過掃頻頻譜的方式觀察脈沖頻譜是過去幾十年工程師常用的經(jīng)典方式。這種方式適用于觀察脈寬和周期都已知且穩(wěn)定的脈沖信號(hào)。但是由于掃頻式頻譜儀的掃頻速度的限制,頻譜儀對(duì)瞬態(tài)信號(hào)的跟蹤和捕獲能力有限,不能很好的觀察捷變脈沖信號(hào)和寬帶調(diào)制的脈沖信號(hào)。
在使用掃頻的方式觀察線裝譜時(shí),要將設(shè)置較小的RBW。當(dāng)RBW較小時(shí),數(shù)據(jù)采集的速度遠(yuǎn)大于數(shù)字后端處理的速度,所以具有較長(zhǎng)的死區(qū)時(shí)間,如果存在某些脈沖變化或者短時(shí)干擾,很可能會(huì)漏掉這些信號(hào)。
SSA5000A在10kHzRBW下會(huì)自動(dòng)將掃描切換為FFT模式,此時(shí)頻譜儀每次調(diào)諧到某個(gè)頻率上,會(huì)停留更長(zhǎng)的時(shí)間,也會(huì)分析出一個(gè)頻譜內(nèi)的所有能量,在這個(gè)意義上,F(xiàn)FT可以看作是一列并行的中頻濾波器同時(shí)工作,從而加快了頻譜掃描的速度。因此在分析脈沖信號(hào)的頻譜時(shí),使用FFT掃描得到的結(jié)果將更精準(zhǔn)。測(cè)量結(jié)果如圖所示。
頻譜分析模式下脈沖調(diào)制的頻譜
使用實(shí)時(shí)頻譜功能觀察脈沖信號(hào)
和傳統(tǒng)掃頻式頻譜分析儀不同,實(shí)時(shí)頻譜分析儀不進(jìn)行本振掃描,而是利用寬帶ADC對(duì)一定帶寬內(nèi)的信號(hào)進(jìn)行采樣,并且借助FPGA的實(shí)時(shí)FFT功能進(jìn)行頻譜計(jì)算,從而能夠無丟失地將所有ADC采樣數(shù)據(jù)不斷進(jìn)行頻譜生成,從而不漏掉任何信號(hào)變化的瞬間。
基于海量連續(xù)的FFT結(jié)果,實(shí)時(shí)頻譜儀可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的頻率模板觸發(fā)以及時(shí)域、頻域和幅度域的三維顯示,從而準(zhǔn)確描繪信號(hào)變化過程。實(shí)時(shí)頻譜最大的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)頻譜的不間斷測(cè)量和顯示以及頻率選擇性觸發(fā),所以用好它的這兩點(diǎn)優(yōu)勢(shì),作為復(fù)雜脈沖分析的觀察工具,是最科學(xué)的。