如何用示波器进行射频信号测量

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如何利用示波器测量一个信号的频率

如何利用示波器测量一个信号的频率

如何利用示波器测量一个信号的频率
如何利用示波器测量一个信号的频率
用示波器能观察各种不同电信号幅度随时间变化的波形曲线,在这个基础上示波器可以应用于测量电压、时间、频率、相位差和调幅度等电参数。

下面介绍用示波器观察电信号波形的使用步骤。

1.选择Y轴耦合方式
根据被测信号频率的高低,将Y轴输入耦合方式选择“AC-地-DC”开关置于AC或DC。

2.选择Y轴灵敏度
根据被测信号的大约峰-峰值(如果采用衰减探头,应除以衰减倍数;在耦合方式取DC档时,还要考虑叠加的直流电压值),将Y轴灵敏度选择V/div开关(或Y轴衰减开关)置于适当档级。

实际使用中如不需读测电压值,则可适当调节Y轴灵敏度微调(或Y轴增益)旋钮,使屏幕上显现所需要高度的波形。

3.选择触发(或同步)信号来源与极性
通常将触发(或同步)信号极性开关置于“+”或“-”档。

4.选择扫描速度
根据被测信号周期(或频率)的大约值,将X轴扫描速度t/div (或扫描范围)开关置于适当档级。

实际使用中如不
需读测时间值,则可适当调节扫速t/div微调(或扫描微调)旋钮,使屏幕上显示测试所需周期数的波形。

如果需要观察的是信号的边沿部分,则扫速t/div开关应置于最快扫速档。

5.输入被测信号
被测信号由探头衰减后(或由同轴电缆不衰减直接输入,但此时的输入阻抗降低、输入电容增大),通过Y轴输入端输入示波器。

完成以上几步后,可以直接由屏幕上看出一秒所过的波形及频率。

这是最基本的操作了。

使用示波器进行信号测量技巧

使用示波器进行信号测量技巧

使用示波器进行信号测量技巧在电子领域中,信号测量是一项非常重要的工作。

准确地测量信号的频率、幅度和相位,可以帮助我们分析电路的工作情况,进而改进设计和解决问题。

而在信号测量中,示波器是一种不可或缺的仪器。

本文将探讨几种使用示波器进行信号测量的技巧和注意事项,帮助读者更好地应用示波器。

1. 选择适当的示波器设置在开始信号测量之前,我们需要选择适合的示波器设置。

首先,选择合适的时间基准和垂直灵敏度,以便在示波器屏幕上显示出待测信号的合适波形。

时间基准决定了示波器屏幕上每个小方格所代表的时间,而垂直灵敏度则决定了每个小方格所代表的电压。

其次,调整触发设置。

示波器的触发设置可以帮助我们稳定地观测待测信号。

触发电平可以设置在待测信号的特定水平上,当信号达到触发电平时,示波器才会触发并显示波形。

触发沿也可以设置为上升沿或下降沿,以满足实际测量需求。

2. 正确连接信号源和示波器在进行信号测量之前,我们需要正确地连接信号源和示波器。

通常情况下,信号源的输出端口会连接到示波器的输入端口。

确保连接良好,避免因接触不良或短路等问题导致测量结果不准确。

如果测量的是高频信号,注意信号源和示波器之间的传输线需要具备相应的带宽能力,以确保传输信号时没有过多的损耗和畸变。

合理选择适用于高频测量的传输线材料和长度,同时避免干扰信号的干扰源。

3. 了解采样频率和带宽的关系示波器的采样频率和带宽是影响信号测量的关键参数。

采样频率是指示波器在一秒钟内对信号进行采样的次数,而带宽则是指示波器可以接收和显示的频率范围。

在选择示波器时,需要根据待测信号的频率范围和特性来确定采样频率和带宽。

通常情况下,采样频率应为待测信号频率的两倍以上,以确保准确重建信号波形。

而带宽则应包含待测信号的最高频率成分,以避免信号被截断而无法完整显示。

4. 注意示波器的内部噪声和失真在进行信号测量时,示波器的内部噪声和失真也会对测量结果产生一定的影响。

示波器的内部噪声是由示波器自身电路和元件的热噪声引起的,它会与待测信号叠加在一起,影响信号的准确测量。

示波器的射频测量和分析技巧

示波器的射频测量和分析技巧

示波器的射频测量和分析技巧射频测量和分析技术是现代通信、无线电和电子领域中的关键技术之一。

示波器作为一种重要的测量仪器,被广泛用于射频电路的测试和分析。

本文将介绍示波器在射频测量和分析中的常用技巧和方法,以帮助读者更好地理解和应用这一技术。

一、示波器的基本原理简介示波器是一种用于测量电信号波形的仪器。

它通过将待测信号连接到水平和垂直偏转系统,可以显示出信号的波形和特征。

示波器主要由示波管、扫描电路、触发电路和垂直放大器等组成。

二、射频信号的测量技巧1. 垂直放大器的设置在射频测量中,正确设置垂直放大器是非常关键的。

首先,选择适当的垂直增益,使得待测信号能够充分展示在示波器的屏幕上;其次,根据信号的幅度范围选择合适的垂直灵敏度,确保信号能够在示波器的垂直方向上合理分布。

2. 水平扫描的设置对于射频信号的测量,正确设置水平扫描参数也非常重要。

首先,通过调整扫描速率和时间基准,使得待测信号的周期和特征能够在示波器屏幕上得以清晰显示;其次,选择合适的水平灵敏度,确保信号能够在示波器的水平方向上合理分布。

3. 触发电路的应用射频信号的触发对于测量和分析来说是至关重要的。

通过调整触发电路的阈值和触发方式,可以实现对特定信号的检测和显示。

在射频测量中,通常选择边沿触发方式,并根据信号波形的特点调整触发电平和触发延迟,以确保触发的准确性和稳定性。

三、射频信号的分析技巧1. 频率测量示波器可以通过测量信号的周期或脉宽,计算出信号的频率。

在射频测量中,通常选择自动或单次测量模式,并利用示波器上的软件工具实现频率的测量和分析。

2. 波形分析示波器通过显示信号的波形和特征,可以对射频信号进行进一步的分析。

通过观察波形的振幅、频率、相位和时序等参数,可以判断信号的稳定性、失真情况和干扰程度,从而指导后续的电路设计和优化。

3. 频谱分析频谱分析是射频信号分析中常用的方法之一。

示波器可以通过傅里叶变换将时域信号转换为频域信号,并显示出信号的频谱分布。

使用示波器进行信号测量的技巧和注意事项

使用示波器进行信号测量的技巧和注意事项

使用示波器进行信号测量的技巧和注意事项信号测量在电子领域中扮演着非常重要的角色,而示波器则是信号测量中不可或缺的工具。

它可以将电信号转化为可视化的波形,帮助工程师们分析和判断信号的特性。

然而,在使用示波器进行信号测量时,仍然有一些技巧和注意事项需要我们牢记。

首先,在使用示波器进行信号测量之前,我们需要了解一些基本概念。

示波器主要有两种类型:模拟示波器和数字示波器。

模拟示波器是早期使用的一种示波器,它能够测量连续时间的信号。

而数字示波器则通过模数转换将连续时间的信号转化为离散时间的信号,然后通过数字处理进行测量和分析。

在实际应用中,数字示波器的使用更加广泛,因为它具有更高的测量精度和更多的功能。

在进行信号测量时,我们需要注意一些技巧。

首先是选择适当的示波器探头。

探头是示波器连接到被测信号源的接口,它能够准确地采集信号,但也会对信号造成一定的影响。

对于高频信号的测量,我们应该选择带宽较宽的高频探头,以确保测量结果的准确性。

而对于低频信号的测量,则可以选择带宽较窄的低频探头。

其次是选择合适的触发模式。

触发模式是示波器在采集信号时的触发条件。

合适的触发模式可以帮助我们捕捉到特定的信号特征。

常见的触发模式有边沿触发、脉宽触发等。

在选择触发模式时,我们需要根据被测信号的特征来确定合适的触发条件,并进行相应的设置。

此外,在进行信号测量时,还需要关注示波器的校准。

示波器的校准是确保测量结果准确性的重要步骤。

我们可以通过连接已知的标准信号源来校准示波器,以确保它能够准确地测量信号。

另外,还需要定期对示波器进行校准,以确保其长期的测量准确性。

在实际的信号测量中,我们还需要注意一些细节。

首先是地线的连接。

示波器的地线是将示波器和被测点之间的地势进行连接的重要部分。

在连接地线时,我们需要注意保持地线的短小和低阻抗,以减小干扰对信号测量的影响。

另外,我们还需要关注信号的耦合方式。

示波器的耦合方式有直流耦合和交流耦合两种。

示波器的测量步骤

示波器的测量步骤

示波器的测量步骤示波器是一种用来显示电信号波形的仪器,常用于电子工程、通信、医疗等领域。

下面将介绍示波器的测量步骤,以及示波器电源测试的几个步骤。

步骤一:准备工作1.确保示波器和被测电路的电源都已关闭,避免电路故障和触电的风险。

2.确保示波器与被测电路的地连接好,以避免测量误差。

步骤二:连接电缆和探头1.将示波器的输入端的探头插头连接到被测电路的信号输出端口上。

2.将示波器的地端的探头插头连接到被测电路的地端口上。

步骤三:调整示波器的设置1.打开示波器,并设置合适的竖直和水平的尺度范围,以便能够清晰地显示被测信号的波形。

2.根据被测信号的频率和波形特点,调整示波器的触发模式和触发电平,确保波形能够稳定地显示在屏幕上。

步骤四:进行测量1.打开被测电路的电源,使其正常工作。

2.在示波器的屏幕上观察和记录被测信号的波形,并测量出相关的参数,如幅值、频率、占空比等。

1.关闭被测电路的电源,以确保安全。

2.关闭示波器和电源,并拔掉相应的电缆和探头。

示波器电源测试的几个步骤:步骤一:准备工作1.确定目标电源的额定电压和电流范围,确保示波器的设置能够满足测试需求。

2.关闭目标电源和示波器,确保安全。

步骤二:连接示波器测量端口1.将示波器的地端探头插头连接到目标电源的地端口上。

2.将示波器的探头插头连接到目标电源的输出端,确保连接良好。

步骤三:调整示波器的设置1.打开示波器,并设置合适的竖直和水平的尺度范围,以便能够清晰地显示电源波形。

2.根据目标电源的特点,调整示波器的触发模式和触发电平,确保波形能够稳定地显示在屏幕上。

步骤四:进行电源测试1.打开目标电源,使其正常工作。

2.在示波器的屏幕上观察和记录电源波形,检查其稳定性和纹波情况,并测量相关的参数,如电压和电流的波形、幅值、频率等。

1.关闭目标电源,以确保安全。

2.关闭示波器和电源,并拔掉相应的电缆和探头。

在进行示波器的测量步骤及示波器电源测试时,需要注意安全,避免电路故障和触电风险。

如何利用示波器测量一个信号的频率

如何利用示波器测量一个信号的频率

如何利用示波器测量一个信号的频率周期性的方法:1、对于任何周期信号,利用上述的时间间隔测量方法可以测量出每个周期的时间T,那么频率f:f=1/T的计算公式如下:2、例如,在示波器上显示的测量波形的周期为8div。

“T /div”开关设置在“1 s”位置,“微调”位置设置在“校准”位置。

然后计算其周期和频率:T=1us/div&TImes, 8div=8us, f=1/8us=125kHz,则测量波形的频率为125kHz。

测量频率用李沙玉图示法:1、在X-y工作模式设置示波器时,被测信号是输入轴,和标准频率信号输入外部连接“X”,和标准频率正在慢慢改变了两个信号频率成整数倍,如外汇:=1:2,财政年度将形成稳定的李余沙图在荧光屏上。

2、李沙玉图的形状不仅与两种偏转电压的相位有关,而且与两种偏转电压的频率有关。

通过跟踪方法,我们可以绘制出用户体验和用户界面的不同频率比和不同相位差。

3、利用李沙玉的图与频率的关系,可以进行准确的频率比较,确定被测信号的频率。

方法是将水平线和垂直线分别引过李沙玉的图,而垂直线不应穿过或相切于图。

如果横线与图相交的点数为m,垂线与图相交的点数为n,则FY/fx=m/n4、已知标准频率FX时,可由上式计算被测信号的频率fy。

显然,在实际的试验工作中,为了使试验简单、正确,在条件允许的情况下,应尽量调整已知频率信号的频率,使荧光屏上显示的图形为圆形或椭圆形。

被测信号的频率等于已知信号的频率。

5、由于应用于示波器的两个电压具有不同的相位,荧光屏上的图形会有不同的形状,但这并不影响未知频率的确定。

图示法测频精度高,但操作时间长。

它只适用于低频信号的测量。

示波器的分类:模拟示波器使用模拟电路(示波器管,其基础是电子枪)。

电子枪向屏幕发射电子,发射的电子被聚焦形成电子束,撞击屏幕。

屏幕的内表面涂有荧光材料,这样电子束的点就会发光。

数字示波器是通过数据采集、A/D转换和软件编程等一系列技术而产生的高性能示波器。

如何使用示波器测量电路中的信号

如何使用示波器测量电路中的信号

如何使用示波器测量电路中的信号示波器是一种广泛应用于电子实验室和工程现场的仪器,用于测量和分析电路中的信号波形。

本文将介绍如何正确使用示波器进行测量以及信号分析的基本方法和技巧。

一、示波器的基本原理示波器的基本原理是基于荧光显示管的工作原理,通过控制电子束在荧光屏上扫描并绘制出与输入信号相对应的波形图。

示波器可以显示电压随时间的变化,从而帮助我们分析电路中的信号特性。

二、示波器的测量参数在使用示波器进行测量之前,我们首先需要了解一些基本的测量参数。

1. 示波器的带宽(Bandwidth)示波器的带宽是指示波器能够准确测量信号频率的能力。

示波器的带宽通常在其型号规格中注明,表示为一个数字加上单位Hz。

在进行信号测量时,应根据待测信号的频率选择合适的示波器。

2. 示波器的采样率(Sample Rate)示波器的采样率是指示波器单位时间内对信号进行采样的次数。

采样率越高,示波器对信号的还原能力越好。

在选择示波器时,我们应根据待测信号的频率来确定所需的采样率。

3. 示波器的垂直灵敏度(Vertical Sensitivity)示波器的垂直灵敏度是指示波器能够测量的最小输入信号的幅值范围。

常见的垂直灵敏度单位有V/div和mV/div。

在选择示波器的垂直灵敏度时,应根据待测信号的幅值来确定合适的设置。

4. 示波器的水平基准(Time Base)示波器的水平基准是指示波器在单位时间内扫描的水平距离,通常用时间单位表示,如s/div、ms/div等。

在使用示波器时,我们可以根据信号的时间周期来设置适当的水平基准。

三、示波器的使用步骤下面将介绍使用示波器进行信号测量的基本步骤:1. 连接示波器首先,将待测信号与示波器进行正确连接。

一般情况下,待测信号的输出应通过同轴电缆或BNC线连接到示波器的输入端口。

2. 设置垂直灵敏度根据待测信号的幅值范围,设置示波器的垂直灵敏度。

通常情况下,我们可以首先选择一个较大的垂直灵敏度,然后在测量过程中再逐渐调整以获得较好的波形显示效果。

使用示波器进行电信号测量的技巧与使用方法

使用示波器进行电信号测量的技巧与使用方法

使用示波器进行电信号测量的技巧与使用方法示波器是电子工程师在日常工作中不可或缺的工具之一。

它可以帮助我们观测和分析电信号的波形特征,以便更好地理解电路的工作状态和故障原因。

然而,要充分发挥示波器的功能,我们需要掌握一些基本的测量技巧和使用方法。

本文将介绍一些关于示波器的实用技巧,希望对广大工程师有所帮助。

一、选择适当的示波器在使用示波器之前,首先要根据需求选择适合的型号。

示波器有不同的带宽和采样率,对于高频信号的测量,需要选择带宽足够宽、采样率足够高的示波器。

此外,示波器的存储深度也是一个重要指标,它决定了示波器可以捕捉多长时间的波形数据。

因此,在购买示波器时,要根据自己的需求选择适当的型号。

二、正确连接信号源在测量电信号之前,需要正确地连接信号源。

一般来说,要将信号源的输出端与示波器的输入端连接起来。

这时需要注意信号源的输出阻抗和示波器的输入阻抗之间的匹配。

如果匹配不好,可能会导致信号源输出的波形变形,影响测量的准确性。

因此,在连接信号源和示波器时,要确保阻抗的匹配。

三、调整水平和垂直控制在开始测量之前,我们需要调整示波器的水平和垂直控制。

水平控制可以决定波形在屏幕上的水平位置,垂直控制可以决定波形的幅度。

通过合理调整水平和垂直控制,可以使波形在屏幕上显示完整,并且保证它在垂直方向上的幅度尺度合适。

这样可以更清楚地观测到波形的细节。

四、选择适当的触发模式示波器的触发模式决定了波形在屏幕上的稳定显示。

常见的触发模式有边沿触发、脉冲触发、视频触发等。

在选择触发模式时,需要根据信号的特征来确定最适合的模式。

例如,对于带有噪声的信号,可以选择边沿触发并设置合适的触发电平和触发沿。

通过合理设置触发模式,可以获取到稳定的波形显示。

五、使用存储功能示波器通常具有存储功能,可以将波形数据保存下来供后续分析使用。

在进行长时间测量时,存储功能可以帮助我们捕捉到更多的波形细节。

但是需要注意的是,示波器的存储深度是有限的,如果存储时间过长,可能会导致波形数据丢失。

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前言--如何用示波器进行射频信号测量连载(一)前面推出了《数字工程师需要掌握的射频知识》连载后,反响强烈。

有些工程师朋友联系我说,除了数字工程师要用到射频仪器外,有些射频工程师也会用到示波器做射频信号测试,但是不清楚精度如何,以及和频谱仪等传统仪器的区别,希望能对这方面做些讲解。

为此,我对示波器做射频信号测试的应用案例和注意事项做了一些整理,将陆续连载,希望能给大家提供一些帮助。

时域测量的直观性要进行射频信号的时域测量的一个很大原因在于其直观性。

比如在下图中的例子中分别显示了4个不同形状的雷达脉冲信号,信号的载波频率和脉冲宽度差异不大,如果只在频域进行分析,很难推断出信号的时域形状。

由于这4种时域脉冲的不同形状对于最终的卷积处理算法和系统性能至关重要,所以就需要在时域对信号的脉冲参数进行精确的测量,以保证满足系统设计的要求。

更高分析带宽的要求在传统的射频微波测试中,也会使用一些带宽不太高(<1GHz)的示波器进行时域参数的测试,比如用检波器检出射频信号包络后再进行参数测试,或者对信号下变频后再进行采集等。

此时由于射频信号已经过滤掉,或者信号已经变换到中频,所以对测量要使用的示波器带宽要求不高。

但是随着通信技术的发展,信号的调制带宽越来越宽。

比如为了兼顾功率和距离分辨率,现代的雷达会在脉冲内部采用频率或者相位调制,典型的SAR成像雷达的调制带宽可能会达到2GHz以上。

在卫星通信中,为了小型化和提高传输速率,也会避开拥挤的C波段和Ku 波段,采用频谱效率和可用带宽更高的Ka波段,实际可用的调制带宽可达到3GHz以上甚至更高。

在这么高的传输带宽下,传统的检波或下变频的测量手段会遇到很大的挑战。

由于很难从市面上寻找到一个带宽可达到2GHz以上同时幅频/相频特性又非常理想的检波器或下变频器,所以会造成测试结果的严重失真。

同时,如果需要对雷达脉冲或者卫星通信信号的内部调制信息进行解调,也需要非常高的实时带宽。

传统的频谱仪测量精度和频率范围很高,但实时分析带宽目前还达不到GHz 以上。

因此,如果要进行GHz以上宽带信号的分析解调,目前最常用的手段就是借助于宽带示波器或者高速的数采系统。

现代实时示波器技术的发展--如何用示波器进行射频信号测量连载(二)要实现射频信号的直接测量,首先得益于由于材料和芯片技术发展带来的实时示波器性能的提升。

传统的示波器由于带宽较低,无法直接捕获高频的射频信号,所以在射频微波领域的应用仅限于中频或控制信号的测试,但随着芯片、材料和封装技术的发展,现代实时示波器的的带宽、采样率、存储深度以及底噪声、抖动等性能指标都有了显著的提升。

材料技术革新对示波器带宽的提升以材料技术为例,磷化铟(InP)材料是这些年国际和国内比较热门的材料。

相对于传统的SiGe材料或GaAs材料来说,磷化铟(InP)材料有更好的电性能,可以提供更高的饱和电子速度,更低的表面复合速度以及更高的电绝缘强度。

在采用新型材料的过程中,还需要解决一系列的工艺问题。

比如InP材料的高频特性非常好,但如果采用传统的铝基底时会存在热膨胀系数不一致以及散热效率的问题。

氮化铝(AIN)是一种新型的陶瓷基底材料,其热性能和InP更接近且散热特性更好,但是AlN材料成本高且硬度大,需要采用激光刻蚀加工。

借助于新材料和新技术的应用,现代实时示波器的硬件带宽已经可以达到60GHz以上,同时由于磷化铟(InP)材料的优异特性,使得示波器的频响更加平坦、底噪声更低,同时其较低的功率损耗给产品带来更高的可靠性。

磷化铟材料除了提供优异的高带宽性能外,其反向击穿电压更高,采用磷化铟材料设计的示波器可用输入量程可达8V,相当于20dBm以上,大大提高了实用性和可靠性。

ADC采样技术对示波器采样率的提升要保证高的实时的带宽,根据Nyqist定律,放大器后面ADC采样的速率至少要达到带宽的2倍以上(工程实现上会保证2.5倍以上)。

目前市面上根本没有这么高采样率的单芯片的ADC,因此高带宽的实时示波器通常会采用ADC的拼接技术。

典型的ADC拼接有两种方式,一种是片内拼接,另一种是片外拼接。

片内拼接是把多个ADC的内核集成在一个芯片内部,典型的如下图所示的Keysight公司S系列示波器里使用的40G/s采样率的10bit ADC芯片,在业内第一次实现8GHz带宽范围内10bit的分辨率。

片内拼接的优点是各路之间的一致性和时延控制可以做地非常好,但是对于集成度和工艺的挑战非常大。

所谓片外拼接,就是在PCB板上做多片ADC芯片的拼接。

典型的采用片外拼接的例子是Keysight公司的Z系列示波器,其采用8片20G/s采样率的ADC拼接实现了160G/s的采样率,保证了高达63GHz的硬件带宽。

片外拼接要求各芯片间偏置和增益的一致性非常好,同时对PCB上信号和采样时钟的时延要精确控制。

所以Z系列示波器的前端芯片里采用了先采样保持再进行信号分配和模数转换的技术,大大提高了对于PCB走线误差和抖动的裕量。

射频信号时频域综合分析--如何用示波器进行射频信号测量连载(三)正是由于芯片、材料和工艺技术带来的示波器带宽和采样率的快速提升,使得宽带实时示波器开始在射频信号的测试中发挥关键的作用。

后续我们将介绍一些用实时示波器做简单射频、雷达脉冲、调频信号、调制器时延、宽带信号解调等的一些典型应用。

射频信号时频域综合分析实时示波器性能的提升使得其带宽可以直接覆盖到射频、微波甚至毫米波的频段,因此可以直接捕获信号载波的时域波形并进行分析。

从中可以清晰看到信号的脉冲包络以及脉冲包络内部的载波信号的时域波形,这使得时域参数的测试更加简洁和直观。

由于不需要对信号下变频后再进行采样,测试系统也更加简单,同时避免了由于下变频器性能不理想带来的额外信号失真。

更进一步地,还可以借助于示波器的时间门功能对一段射频信号的某个区域放大显示或者做FFT变换等。

下图是在一段射频脉冲里分别选择了两个不同位置的时间窗口,并分别做FFT变换的结果,从中可以清晰看出不同时间窗范围内信号频谱的变化情况。

雷达脉冲信号分析--如何用示波器进行射频信号测量连载(四)对于雷达等脉冲调制信号来说,对于脉冲信号其宽度、上升时间、占空比、重复频率等都是非常关键的时域参数。

按照IEEE Std 181规范的要求,一些主要的脉冲参数的定义如下图所示。

当用宽带示波器已经把射频脉冲捕获下来以后,就可以借助于示波器里内置的数学函数编辑一个数学的检波器。

如下图所示,黑色曲线是从原始信号里用数学检波器检出的包络信号。

包络波形得到后,借助于示波器本身的参数测量功能,就可以进行一些基本的脉冲参数测试。

更进一步地,我们还可以借助于示波器的FFT功能得到信号的频谱分布,借助示波器的抖动(Jitter)分析软件得到脉冲内部信号频率或相位随时间的变化波形,并把这些结果显示在一起。

下图显示的是一个Chirp雷达脉冲的时域波形、频率/相位变化波形以及频谱的结果,通过这些波形的综合显示和分析,可以直观地看到雷达信号的变化特性,并进行简单的参数测量。

在雷达等脉冲信号的测试中,是否能够捕获到足够多的连续脉冲以进行统计分析也是非常重要的。

如果要连续捕获上千甚至上万个雷达脉冲,可能需要非常长时间的数据记录能力。

比如某搜索雷达的脉冲的重复周期是5ms,如果要捕获1000个连续的脉冲需要记录5s时间的数据。

如果使用的示波器的采样率是80G/s,记录5s时间需要的内存深度=80G/s*50s=400G 样点,这几乎是不可能实现的。

为了解决这个问题,现代的高带宽示波器里都支持分段存储模式。

所谓分段存储模式(Segmented Memory Mode),是指把示波器里连续的内存空间分成很多段,每次触发到来时只进行一段很短时间的采集,直到记录到足够的段数。

很多雷达脉冲的宽度很窄,在做雷达的发射机性能测试时,如果感兴趣的只是有脉冲发射时很短一段时间内的信号,使用分段存储就可以更有效利用示波器的内存。

在下图中的例子里,被测脉冲的宽度是1us,重复周期是5ms。

我们在示波器里使用分段存储模式,设置采样率为80G/s,每段分配200k点的内存,并设置做10000段的连续记录。

这样每段可以记录的时间长度=200k/80G=2.5us,总共使用的示波器的内存深度=200k点*10000段=2G点,实现的记录时间=5ms*10000=50s。

也就是说,通过分段存储模式实现了连续50s内共10000个雷达脉冲的连续记录。

雷达脉冲参数统计分析--如何用示波器进行射频信号测量连载(五)除了在示波器里直接对雷达脉冲的基本参数进行测量,也可以借助功能更加强大的矢量信号分析软件。

下图是用Keysight公司的89601B矢量信号分析软件结合示波器对超宽带的Chirp 雷达信号做解调分析的例子,图中显示了被测信号的频谱、时域功率包络以及频率随时间的变化曲线。

被测信号由M8195A超宽带任意波发生器产生,Chirp信号的脉冲宽度为2us,频率变化范围从1G~19GHz,整个信号带宽高达18GHz!这里充分体现了实时示波器带宽的优势。

更严格的雷达测试不会仅仅只测脉冲和调制带宽等基本参数。

比如由于器件的带宽不够或者频响特性不理想,可能会造成Chirp脉冲内部各种频率成分的功率变化,从而形成脉冲功率包络上的跌落(Droop)和波动(Ripple)现象。

因此,严格的雷达性能指标测试还需要对脉冲的峰值功率、平均功率、峰均比、Droop、Ripple、频率变化范围、线性度等参数以及多个脉冲间的频率、相位变化进行测量,或者要分析参数随时间的变化曲线和直方图分布等。

这些更复杂的测试可以借助于89601B软件里的BHQ雷达脉冲测量选件实现。

这个测试软件也支持示波器的分段存储模式,可以一次捕获到多个连续脉冲后再做统计分析,下图是一个实际测试的例子。

除了雷达脉冲分析以外,借助于示波器自身的抖动分析软件或者矢量信号分析软件,还可以对超宽带的调频信号进行分析。

下图是对一段在7GHz的带宽范围内进行调频的信号的频谱、时域以及跳频图案的分析结果。

调制器时延测试--如何用示波器进行射频信号测量连载(六)在卫星通信或者导航等领域,需要测试其射频输出(可能是射频或者Ku/Ka波段信号)相对于内部定时信号(1pps或100pps信号)的绝对时延并进行修正。

这就需要使用至少2通道的宽带示波器同时捕获定时信号和射频输出,并能进行精确可重复的测量。

下图是用示波器捕获到的1pps定时信号(蓝色波形)以及QPSK调制的射频输出信号(紫色波形)。

用作触发的定时信号到来后,射频信号功率第1个过零点的时刻相对于定时信号的时延就是要测量的系统时延。

如果仅仅通过手动光标测量,很难卡准合适的功率零点位置。

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