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示波器中的矢量信号分析


时间:2018-03-02 编辑:白亭
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图2:解调和分析100MHz载波上的QPSK信号,显示处理信号时的时间和频谱图。


图2是处理有关分析调制RF载波处理的“故事板”(Story Board)。如同左上格栅中的轨迹M1所示的信号源,就是一种已经被1M符号/秒的QPSK信号相位调制了的100MHz RF载波。紧临该信号源的右侧网格是调制载波的快速傅里叶变换(FFT)。FFT提供信号的频域或频谱图。它显示一个频谱峰值,表示以100MHz为中心的源信号。显示屏底部的对话框显示由模板控制的VSA软件处理流程。

有两个默认模板:一个用于基带I和Q处理;另一个用于RF处理,如图2所示。其过程从100MHz为中心的带限(band-limiting)高斯滤波器开始。其后是正交混频器,其中信号与100MHz本地振荡器混频、并下变频至基带。

混频器的输出被低通滤波,仅保留基带信号分量。该滤波器实际上与发射器端一种相同的滤波器相匹配,以减少符号间干扰(ISI)。请注意眼图正好在时钟点(眼中心)“重合在一起”。这是匹配的奈奎斯特(Nyquist)滤波的一种表现。当然,在发射器上使用这种滤波器,也有助于减少占用信道带宽。

该过程的下一步是载波估算器。该算法估算并补偿载波中的残余频率偏移。其后是个均衡器,用于校正信号中任何与频率相关的失真。最后,相位估算器测量载波源和本地振荡器之间的相位差。结果输出包含基带I和Q信号。

图左顶部的第二个网格显示I分量。其下是I分量的放大视图。Q信号分量在图左侧顶部向下数的第四个网格中显示。其放大视图位于左侧的底部网格。

紧挨着I和Q分量的右侧是这些信号的光谱图。请注意:这些解调信号的频谱已经从0Hz开始频移到基频。
解调的I和Q分量是携带数字信息的不归零(NRZ)信号。紧挨着I和Q变焦轨迹的右侧是每个分量的眼图。眼图有助于验证这些信号的完整性。

X-Y显示提供对I和Q分量以及我们讨论过的测量参数的视觉分析。目前有十四种不同的参数可用。
共有六种可用于信号操作的处理功能块。这些处理工具允许该软件使用PSK、QAM、Circular QAM、ASK或FSK调制来处理基带或RF载波。还有一个自定义的MATLAB过程,允许用户使用MATLAB编写自己的自定义处理函数。

正交幅度调制

为了提高数据通信系统的频谱效率,必须提高每个传输符号(荷载)的位数。实现这个目标的方式之一是通过调制载波相位和振幅,对数字数据进行编码。这就是正交幅度调制,即QAM。

最常见的格式是16QAM,其中每个符号传输的4位编码为16种不同的振幅和相位组合。从QPSK移植到16QAM,可在不增加所需带宽的情况下,让数据速率倍增;通过引入较低幅度的符号状态这种做法,意味着这种设计中的SNR裕度变得更紧。

RF调制16QAM信号的VectorLinQ视图如图3所示。


图3:16QAM信号的分析,包括星座图和参数。


相同的处理方式已被应用于搭配此例中所使用的25MHz载频。在这种情况下,并未示出轨迹路径,仅显示测量状态位置和参考状态;这就是星座图。从星座图可以看出,有16种状态表示4个位的所有可能值。眼图现在有4个层级和3个中度的眼睛开口。还要注意,显示屏底部显示13种与矢量相关的测量参数。

VSA软件最多支持8个同时处理流。这可实现多种操作,例如比较不同处理情况的结果。

考虑图4所示的双流处理。


关键词:示波器 测试测量 矢量信号分析 仪器    浏览量:2365

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