Substrat De Boîtier IC - "Vue spectrale, outil d'analyse du Domaine fréquentiel sur oscilloscope" Introduction principale

"Vue spectrale, outil d'analyse du Domaine fréquentiel sur oscilloscope" présente principalement les caractéristiques de la vue spectrale. Cet article se concentrera sur l'architecture de la vue spectrale et les éléments de base liés à la FFT, y compris la technologie de conversion sous - numérique (DDC), les effets de fuite spectrale, les fenêtres temporelles, etc.

Conversion numérique à fréquence descendante (DDC)

Basé sur la fonction d'analyse Spectrum View de la plate - forme innovante tek049 / tek061, la FFT est effectuée avec la technologie de conversion sous - numérique après l'obtention d'un signal IQ numérique, garantissant ainsi la flexibilité et la rapidité des tests spectraux. La figure 1 représente une vue schématique de l'architecture d'acquisition et de traitement du signal. Une fois que l'ADC a converti le signal analogique en signal numérique, les domaines temporel et fréquentiel sont traités en parallèle, ce qui permet de régler indépendamment les temps de capture des domaines temporel et fréquentiel.

La conversion sous - numérique a trouvé une large application dans les systèmes de communication sans fil. Le processus de downswitching est illustré sur la figure 2 et comprend la démodulation numérique IQ, le filtrage passe - Bas et la décimation (ou ré - échantillonnage) des échantillons. La fréquence de l'oscillateur local du démodulateur numérique IQ est la même que la fréquence centrale réglée en vue spectrale, ce qui complète l'élimination de la porteuse et permet d'obtenir un signal à fréquence intermédiaire nulle; Un filtre passe - Bas est utilisé pour filtrer les produits mélangés d'ordre supérieur et finalement obtenir un signal IQ par extraction par échantillonnage.

Spectrum View traite les signaux IQ numériques, ce qui est également une caractéristique majeure par rapport à la FFT traditionnelle. La fréquence portée par le signal IQ est beaucoup plus faible par rapport au signal d'acquisition original. Le ré - échantillonnage des données IQ ne nécessite pas de taux d'échantillonnage élevé, ce qui réduit considérablement le volume de données et le temps de capture (temps Spectral) n'est pas affecté, même si un RBW inférieur est nécessaire, Toujours avec une vitesse de traitement très élevée.

Pour faciliter la compréhension, la figure 3 montre un example de ré - échantillonnage d'échantillons I / q. En supposant que le taux de rééchantillonnage est de 1 / 5 du taux d'échantillonnage d'origine, le processus de rééchantillonnage consiste à extraire un échantillon des cinq échantillons d'origine. Au cours du processus, le processus ne modifie pas la relation temporelle relative, ce qui signifie qu'après l'extraction des échantillons, le même nombre d'échantillons a un temps Spectral plus important, ce qui permet une résolution en fréquence élevée.

Fuite de spectre

La transformation FFT est effectuée sous certaines hypothèses, c'est - à - dire que le signal traité est considéré comme périodique. La figure 4 montre la forme d'onde échantillonnée du signal sinusoïdal. Si une FFT est effectuée sur la trame 1, la période est étendue. De toute évidence, lorsque la période est prolongée, il en résulte une discontinuité de l'échantillon. La discontinuité de l'échantillon équivaut à une discontinuité de phase, ce qui entraînerait la création d'une composante fréquentielle supplémentaire. Ce phénomène est appelé fuite spectrale.

Les fuites spectrales créent des composantes fréquentielles qui ne sont pas contenues dans le signal original. Comme le montre la figure 5, la fréquence du signal ne doit être qu'en pointillés, mais en raison de la discontinuité de l'échantillon, de nombreux points de fréquence sont générés après FFT, comme le montre la figure. Les fuites spectrales peuvent interférer avec les tests, en particulier lors de l'observation de petits signaux, où une composante de fuite spectrale plus forte peut submerger un signal plus faible.

Si les discontinuités de l'échantillon peuvent être éliminées, les fuites spectrales peuvent être éliminées. Pour ce faire, il est nécessaire d'introduire une fenêtre temporelle (fenêtre) contenant le même nombre d'échantillons que le signal et dont la valeur d'échantillon aux deux extrémités est typiquement 0. Avant la FFT, la fenêtre temporelle est multipliée par la forme d'onde et la continuité du point d'échantillonnage peut être garantie après allongement de la période.