IC-Substrat - "Spectrum View, ein Frequenzbereichsanalysetool auf Oszilloskop" stellt vor allem

"Spectrum View, a frequency domain analysis tool on oscilloscope" stellt vor allem die Eigenschaften der Spectrum View vor. Dieser Artikel konzentriert sich auf die Architektur von Spectrum View und grundlegende Inhalte im Zusammenhang mit FFT, einschließlich Digital Down Conversion Technology (DDC), Spektrumleckageffekt, Zeitfenster usw. Inhalt.

Digital Down Conversion (DDC)

Die Spektrumanalyse-Funktion Spectrum View basiert auf der innovativen Plattform TEK049/TEK061, die digitale Down-Conversion-Technologie verwendet, um FFT nach Erhalt des digitalen IQ-Signals durchzuführen und so die Flexibilität und Geschwindigkeit der Spektrumprüfung zu gewährleisten. Abbildung 1 zeigt ein schematisches Diagramm der Signalerfassungs- und Verarbeitungsarchitektur. Nachdem das analoge Signal durch den ADC in ein digitales Signal umgewandelt wird, werden der Zeitbereich und der Frequenzbereich parallel verarbeitet, so dass die Zeitbereichs- und Frequenzbereichserfassungszeit unabhängig voneinander eingestellt werden können.

Digitale Down-Conversion ist in drahtlosen Kommunikationssystemen weit verbreitet. Der Prozess der Abwärtskonvertierung ist in Abbildung 2 dargestellt, einschließlich digitaler IQ-Demodulation, Tiefpassfilterung, and sample decimation (or resampling). Die lokale Oszillatorfrequenz des digitalen IQ-Demodulator entspricht der in der Spektrumansicht eingestellten Mittelfrequenz, um die Carrier-Annullierung abzuschließen, um ein Null-IF-Signal zu erhalten; Der Tiefpassfilter dient zum Herausfiltern Mischprodukte hoher Ordnung, und schließlich wird das IQ-Signal durch Probenentnahme erhalten .

Spectrum View verarbeitet digitale IQ-Signale, was auch im Vergleich zu herkömmlichen FFT ein wesentliches Merkmal ist. Im Vergleich zum ursprünglichen Erfassungssignal ist die vom IQ-Signal getragene Frequenz viel niedriger. Die IQ-Daten-Re-Sampling erfordert keine hohe Abtastrate, was die Datenmenge erheblich reduziert, und die Erfassungszeit (Spektrumzeit) wird nicht beeinflusst, selbst wenn eine niedrigere RBW erforderlich ist., Hat immer noch eine sehr hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit.

Zum besseren Verständnis, Abbildung 3 zeigt ein Beispiel für eine erneute Probenahme I/Q-Proben. Unter der Annahme, dass die Wiederholrate 1 beträgt/5 der ursprünglichen Probenahmerate, Bei der erneuten Probenahme wird aus den fünf Originalproben eine Probe entnommen. Prozess, der Prozess ändert nicht die relative Zeitbeziehung, was bedeutet, dass nach der Probenentnahme, Die gleiche Anzahl von Proben hat eine größere Spectrum Time, dadurch hohe Frequenzauflösung.

Spektrale Leckage

Die FFT-Transformation erfolgt unter bestimmten Annahmen, d.h. das zu verarbeitende Signal wird als periodisch betrachtet. Abbildung 4 zeigt eine Beispielwellenform eines Sinus-Signals. Wenn FFT auf Frame 1 durchgeführt wird, wird der Zeitraum erweitert. Wenn der Zeitraum verlängert wird, wird offensichtlich die Unterbrechung der Proben verursacht. Die Diskontinuität der Proben entspricht der Diskontinuität der Phase, die zur Herstellung zusätzlicher Frequenzkomponenten führt. Dieses Phänomen wird als Spektrumleckage bezeichnet.

Spektrumleckage erzeugt Frequenzkomponenten, die nicht im Originalsignal enthalten sind. Wie in Abbildung 5 gezeigt, sollte die Frequenz des Signals nur auf der gepunkteten Linie liegen, aber da die Proben nicht kontinuierlich sind, werden nach FFT viele Frequenzpunkte erzeugt, wie in der Abbildung gezeigt. Spektrumleckage stört den Test, insbesondere bei der Beobachtung kleiner Signale, die stärkeren Spektrumleckagekomponenten können die schwächeren Signale überfordern.

Wenn Sie Probenabbrüche beseitigen können, können Sie Spektrumleckagen beseitigen. Um dies zu erreichen, ist es notwendig, ein Zeitfenster (Fenster) einzuführen, das Zeitfenster enthält die gleiche Anzahl von Samples wie das Signal, und der Wert der Samples an beiden Enden beträgt normalerweise 0. Vor FFT wird das Zeitfenster mit der Wellenform multipliziert, und die Kontinuität der Samplepunkte kann nach der Verlängerung der Periode gewährleistet werden.