IC 기판 - Tektronix MSO64 기반 시간 대역 신호 분석 신기술

앞의 두 글인"오실로스코프 주파수 분석 도구 Spectrum View"와"오실로스코프 시간 도메인 분석 도구 Spectram View 시 주파수 도메인 신호 분석 기술"은 주로 Spectrum View의 기능 특징과 관련 이론 지식을 소개했다.FFT 테스트 스펙트럼 방법에 비해 스펙트럼 뷰는 독특한 장점을 가지고 있습니다. 그렇다면 성능이 우수한 스펙트럼 뷰는 주로 어떤 장면에 사용됩니까?이것이 바로 본문의 중점이다.

이 글은 텍의 차세대 오실로스코프 MSO64를 예로 들어 시주파수 대역 신호 분석 기술을 소개한다.MSO64는 새로운 TEK049 플랫폼을 채택해 4개 채널을 동시에 열 때 25GS/s의 높은 샘플링 속도는 물론 12비트 수직 해상도를 구현했다.이와 동시에 새로운 저소음전단증폭기 ASIC-TEK061을 사용하였기에 소음수준이 크게 낮아졌다.1mv/div에서 측정된 노이즈 베이스의 RSM 값은 58uV에 불과하여 시장에서 비슷한 오실로스코프보다 훨씬 낮습니다.이러한 기능은 모두 MSO64 스펙트럼 모드 spectrum View가 높은 동적 및 저소음 바닥을 위한 강력한 시간 도메인 동기화 분석을 제공합니다.

혼합 신호 디버깅 과정에서 시역 파형과 신호 스펙트럼을 동시에 관찰해야 하는 경우가 많다.이러한 테스트 요구 사항에 대해 오실로스코프는 이상적인 선택입니다.테스트 역학은 스펙트럼 분석기보다 못하지만 오실로스코프는 그 자체의 장점을 가지고 있습니다.

파형과 스펙트럼 분석을 동시에 수행할 수 있으며 시간 관련성이 있습니다.

Å 다중 채널 시간 도메인과 주파수 도메인의 동시 분석을 지원하여 회로에 대한 다중 모니터링을 실현한다;

주기성 신호의 스펙트럼을 분석할 수도 있고, 비주기 신호의 스펙트럼을 분석할 수도 있다;

극저주파 (저-직류) 신호의 스펙트럼을 분석할 수 있는데, 이는 스펙트럼 분석기가 따라올 수 없는 것이다;

풍부한 신호 감지 방법을 지원하며, 표준 동축 인터페이스를 통해 연결하거나 일치하는 전압과 전류 프로브를 통해 유연하게 감지할 수 있다.

spectrum View는 새로운 오실로스코프 기반 스펙트럼 분석 방법으로서 시간 도메인과 주파수 도메인에서 신호의 병렬 처리를 완벽하게 수행합니다.고주파 해상도가 필요한 응용의 경우 전통적인 FFT 방법은 이를 실현하기 위해 수평 시간 기반을 늘려야 한다.이것은 측정 속도를 낮출 뿐만 아니라 시역 파형의 세부 사항을 관찰할 수 없게 한다.스펙트럼 뷰는 시간 및 주파수 영역에서 독립적으로 설정할 수 있습니다.매우 작은 수평 타이머 설정을 사용하더라도 높은 주파수 해상도를 얻을 수 있으며 파형 세부 사항뿐만 아니라 더 높은 스펙트럼 주사율도 얻을 수 있습니다.

그림 2는 100MHz 연속파 신호를 테스트하고 4주기의 시역 파형을 포착했다.그림에서 스펙트럼 보기와 전통적인 FFT (수학 함수) 는 신호의 스펙트럼을 테스트하는 데 사용됩니다.비교를 통해 알 수 있듯이 시간 도메인 캡처 시간이 짧기 때문에 전통적인 FFT 스펙트럼의 해상도는 매우 낮다.반면 spectrum View는 스펙트럼 테스트 결과가 매우 좋습니다.고해상도뿐만 아니라 매우 낮은 기본 노이즈를 제공합니다.그것은 신호 자체와 그 고조파와 잡산을 분명하게 관찰할 수 있다.또한 수평 타임베이스가 비교적 작게 설정되어 있기 때문에 시역 파형의 상세한 정보도 관찰할 수 있다.

스펙트럼 뷰의 이러한 장점을 감안하여 오실로스코프의 다른 기능과 결합하여 시역 패킷 매개변수와 신호 스펙트럼을 포함한 무선 주파수 펄스 신호에 대한 진단 테스트도 할 수 있습니다.그림 3은 200MHz 반송파의 선형 주파수 변조 펄스 신호를 테스트했다. 펄스 주기는 5us, 펄스 폭은 1us, 대역폭은 50MHz이다.또한 시간대 파형, 포락선 및 스펙트럼 테스트 결과도 표시됩니다.테스트 과정에서 Span과 RBW도 포락선 스펙트럼이나 선형 스펙트럼을 관찰하여 신호를 더 상세하게 분석할 수 있도록 유연하게 조정할 수 있다.

다중 채널 스펙트럼 분석

오실로스코프에는 여러 개의 아날로그 채널이 있으며 각 채널은 스펙트럼 뷰 기능을 활성화할 수 있으므로 다중 채널 스펙트럼 테스트를 지원합니다.복잡한 디버깅 과정에서 다점 파형과 스펙트럼 모니터링을 실현할 수 있다.MSO64의 다중 채널 시간대 파형 디스플레이 모드와 마찬가지로 활성화된 스펙트럼은 "중첩" 또는 "중첩" 을 표시할 수 있습니다.그림 4는 두 채널의 시역 파형과 스펙트럼을 동시에 관찰하고 중첩 디스플레이를 사용하여 스펙트럼 간의 비교를 편리하게 한다.

스펙트럼 보기는 그림 4의 표식과 같이 이동 스펙트럼 시간의 위치를 지원하여 서로 다른 시각의 스펙트럼을 관찰한다.기본적으로 각 채널의 스펙트럼 시간 위치는 링크되어 있으므로 각 채널의 테스트 스펙트럼 상관 관계가 보장됩니다.연동 설정을 해제할 때 각 채널의 스펙트럼 시간 위치도 별도로 설정할 수 있다.

모든 채널의 스펙트럼은 동일한 Span, RBW 및 FFT 창을 공유하며, 이는 여러 채널 간에 샘플링 속도, 수평 타임 베이스 및 트리거된 타임 도메인 요구 사항을 공유하는 것과 유사합니다.그럼에도 불구하고 각 채널의 중심 주파수는 독립적으로 설정할 수 있으며 기본 주파수는 링크이거나 필요에 따라 다른 값으로 설정할 수 있습니다.

다중 도메인 연동 테스트

앞서 언급했듯이 Spectrum View는 Spectrum Time의 위치를 슬라이딩하고 서로 다른 주기의 신호에 대한 스펙트럼 테스트를 지원하여 신호에 대한 다중 도메인 연동 테스트를 수행할 수 있습니다.

다음은 각각 Chirp Pulse와 Hopping 신호를 테스트하고 Spectrum View와 Frequency Time Trend 테스트 기능과 결합하여 시간 도메인, 주파수 및 변조 도메인에서 신호의 연동 테스트를 실현합니다.

1. Chirp 펄스 다중 도메인 연동 분석

짹짹이는 일종의 펄스 압축 기술로서 매우 높은 시간 해상도를 가지고 있어 레이더 응용에서 광범위하게 응용되었다.Zhu 펄스든 주파수 변조 연속파든 신호의 성능은 제품 개발 단계에서 검증되어야 하며, 신호의 시역 매개변수, 폭 매개변수 및 변조 도메인 매개변수를 테스트해야 한다.

이 예에서는 선형 주파수 변조 펄스를 측정합니다.시역 파라미터는 오실로스코프로 테스트할 수 있고, 스펙트럼은 스펙트럼 보기에서 테스트할 수 있다.Chirp 펄스 주파수 변조 곡선의 변조 도메인 매개변수는 주파수-시간 추세 테스트를 사용할 수 있으며 주파수 변조 곡선에서 짹짹률과 선형도를 내보낼 수 있습니다.

또한 Frequency Time Trend는 주파수 변조 곡선에 중첩된 광대역 노이즈를 필터링하여 테스트 정밀도를 높일 수 있는 로우 패스 필터 도입을 지원합니다.FM 커브 데이터는 개발자가 송신기를 교정할 수 있도록 저장할 수도 있습니다.

2. 주파수 변환 신호 다역 연동 분석

점프 신호의 경우 다중 도메인 연동 테스트도 수행할 수 있습니다.그림 6과 같이 Frequency-Time Trend는 점프 상태 시퀀스를 테스트하여 점프 과정을 관찰하고 Cursor를 사용하여 주파수 전환 시간과 주파수 체류 시간 등을 교정합니다.

스펙트럼 시간은 그림 6의 빨간색 마커에 위치하며 위치를 이동할 수 있습니다.테스트된 스펙트럼은 현재 위치에 해당하는 스펙트럼입니다.스펙트럼 시간의 위치를 드래그하면 각각 다른 스펙트럼 점을 관찰할 수 있고 주파수 전환 과정에서의 스펙트럼 변화도 관찰할 수 있다. 그림 7과 같다.

마지막으로 이 글은 텍오실로스코프의 새로운 스펙트럼 분석 기능인 Spectrum View의 응용을 중점적으로 소개했다.spectrum View는 전용 스펙트럼 분석기 및 오실로스코프의 기존 FFT 기능에 비해 독보적인 이점을 제공합니다.이 기능은 일반 스펙트럼 테스트뿐만 아니라 시역 파형과 스펙트럼의 동기화 테스트를 실현할 수 있으며 다중 채널 연동 테스트를 지원한다.스펙트럼 시간 위치의 이동성과 주파수-시간 추세 기능이 결합되어 오실로스코프에 다중 도메인 링크 분석 기능이 있습니다.본고는 선형 주파수 변조와 주파수 변환 시퀀스 신호에 대한 테스트를 통해 다중 도메인 링크 분석의 타당성을 검증했다.