數字RF改變整個(gè)RF測試儀器格式

　　在采用了一流的突破性的技術(shù)后，現在實(shí)時(shí)頻譜分析儀似乎準備嚴峻挑戰傳統掃頻分析儀和矢量信號分析儀。實(shí)時(shí)頻譜分析儀從一開(kāi)始就提供獨特的實(shí)時(shí)功能，但同時(shí)只提供了傳統頻譜分析的基本單元，而現在最新實(shí)時(shí)頻譜則同時(shí)融合了實(shí)時(shí)頻譜分析儀與傳統頻譜分析儀的最佳特點(diǎn)，這是否會(huì )使整個(gè)局面改觀(guān)呢?

　　發(fā)展歷史

　　五年前，大多數信號分析儀要么是掃頻分析儀，擁有完美的動(dòng)態(tài)范圍，但用來(lái)分析復雜的信號，帶寬過(guò)窄;要么是矢量信號分析儀，擁有較寬的帶寬，但動(dòng)態(tài)范圍過(guò)小。當時(shí)，大多數工程師只需選擇前一種產(chǎn)品或后一種產(chǎn)品。然而有一些用戶(hù)既需要頻譜測量，又需要調制分析。這時(shí)，泰克推出了RSA2200A和RSA3300A實(shí)時(shí)頻譜分析儀產(chǎn)品，這些分析儀是為滿(mǎn)足這些特定市場(chǎng)需求提供的一系列產(chǎn)品中的一種。

　　變化的需求

　　在過(guò)去五年中，RF行業(yè)發(fā)生了明顯的技術(shù)轉型，轉向同時(shí)融合微處理器處理功能與傳統無(wú)線(xiàn)電功能的結構，泰克稱(chēng)之為“數字RF”。數字RF分成兩大類(lèi)：第一類(lèi)是數字信號處理(DSP)代替模擬信號處理，第二類(lèi)是DSP用來(lái)改善RF元件的模擬性能。

　　第一類(lèi)數字RF很好的實(shí)例是無(wú)線(xiàn)LAN(IEEE 802.11)，其能夠適應信道條件變化。如果無(wú)線(xiàn)LAN連接很強、沒(méi)有干擾，那么可以使用高階調制技術(shù)(如64-QAM)提供更高的吞吐量。但是，如果信號劣化，那么發(fā)射機需要調整和轉變到低階調制，如16-QAM或QPSK。這種自適應調制由數字邏輯使用監測無(wú)線(xiàn)LAN鏈路兩端獲得的信息自動(dòng)完成。當前設計的大多數無(wú)線(xiàn)電使用某類(lèi)DSP，控制無(wú)線(xiàn)電的性能。除改變調制外，無(wú)線(xiàn)電還可以改變傳輸頻率。在突發(fā)式信號中，無(wú)線(xiàn)電可以改變其傳送短突發(fā)信號的定時(shí)。雷達系統使用日益復雜的DSP，調整發(fā)送的雷達信號，改善偵測來(lái)自日益秘密的標靶的反射的能力。這些DSP新技術(shù)改善了性能，使雷達信號偵測起來(lái)更加困難。

　　現代功放器設計采用了第二種數字RF形式。大多數現代發(fā)射機都采用各種預失真技術(shù)，降低異道干擾，優(yōu)化運營(yíng)效率。其中一種技術(shù)是自適應數字預失真(DPD)。這種方法使用發(fā)射機輸出樣本，計算半導體放大器固有的非線(xiàn)性行為導致的誤碼。然后，DSP算法生成校正系數，用來(lái)預失真進(jìn)入的信號。與沒(méi)有預失真技術(shù)的信號相比，得到的信號會(huì )減少頻譜失真及降低ALCR。

　　數字RF的優(yōu)勢如此明顯，因此RF行業(yè)正在很大程度上轉向數字RF，以進(jìn)行信號處理，改善模擬RF元件的性能，如功放器。數字RF技術(shù)不僅改變了RF產(chǎn)品的設計，還改變了測試要求和方法。

　　數字RF改變整個(gè)RF測試儀器格式

　　數字RF較傳統模擬RF有多個(gè)重大優(yōu)勢。數字元件的成本正日益低于模擬元件。數字電路對溫度變化的靈敏性較低�？梢允褂密浖�改變數字RF系統，可以更靈活地調節元件性能。制造過(guò)程得到簡(jiǎn)化，可以更精確、更加可適應地進(jìn)行調諧。

　　這提高了對能夠進(jìn)行杰出的頻譜、調制和瞬態(tài)信號測量的儀器需求。市場(chǎng)上大多數新的分析儀在儀器中同時(shí)內置了頻譜分析功能和調制分析功能。但是，許多分析儀缺少檢測和捕獲數字RF信號中存在的快速瞬態(tài)事件的關(guān)鍵能力。如果不能可靠地捕獲信號，然后進(jìn)行分析，那么分析儀的帶寬和動(dòng)態(tài)范圍等特點(diǎn)再好也沒(méi)什么意義。這種挑戰已經(jīng)明顯提高了對實(shí)時(shí)頻譜分析儀的需求，其不僅僅提供杰出的頻譜和調制分析，還提供強大的工具，可以發(fā)現感興趣的信號，可靠地觸發(fā)這些信號，把整個(gè)信號捕獲到深存儲器中。

　　數字RF的成本和性能優(yōu)勢已經(jīng)明顯提高了許多RF頻段中的擁擠程度。這種擁擠要么通過(guò)自適應技術(shù)管理(在ISM頻段中)，要么通過(guò)強大的法規管理(允許通過(guò)多個(gè)規定RF頻段傳送頻段非常寬、但功率非常低的信號)。設計人員和法規機構在管理這種擁擠方面都面臨著(zhù)明顯的挑戰。設備設計人員必須保證其在不擁擠的環(huán)境中及在高度擁擠的動(dòng)態(tài)環(huán)境中都能正確運行。法規機構必須保證有牌照的頻段持有者能夠不受干擾地使用頻段。

　　高度擁擠的RF環(huán)境的一個(gè)實(shí)例是典型的RFID安裝。盡管RFID分成多種類(lèi)型，但基本系統是相同的。每個(gè)RFID標簽都包含著(zhù)RFID閱讀器可以讀取的唯一信息(如識別代碼)。用來(lái)傳送標簽信息的調制方案相對簡(jiǎn)單：幅移鍵控(ASK)、頻移鍵控(FSK)或相移鍵控(PSK)。但是，典型RFID實(shí)現中的RF環(huán)境可能會(huì )非常復雜。一個(gè)貨物集裝箱中可能裝有許多RFID標簽，可能每宗貨物都有一個(gè)RFID標簽。多個(gè)閱讀器可能會(huì )在非常近的距離內一起使用。RF干擾可能會(huì )導致無(wú)法理解的閱讀錯誤及不一致的標簽閱讀速率。由于這些信號具有瞬態(tài)特點(diǎn)及不確定的定時(shí)，因此如果沒(méi)有實(shí)時(shí)頻譜分析儀提供的“實(shí)時(shí)RF”表示顯示功能，將很難調試問(wèn)題。

　　泰克實(shí)時(shí)頻譜分析儀使用稱(chēng)為DPX的專(zhuān)利技術(shù)實(shí)現實(shí)時(shí)RF。DPX每秒進(jìn)行48 000多次頻譜測量，提供帶色溫顯示的畫(huà)面，實(shí)時(shí)顯示RF閱讀器/標簽環(huán)境中發(fā)生的情況。然后用戶(hù)可以使用獨一無(wú)二的頻率模板觸發(fā)技術(shù)，觸發(fā)有問(wèn)題的頻譜事件，把整個(gè)標簽-閱讀器序列捕獲到存儲器中進(jìn)行分析。泰克實(shí)時(shí)頻譜分析儀擁有強大的分析工具，簡(jiǎn)化了這一任務(wù)，但其真正的優(yōu)勢在于可以發(fā)現問(wèn)題，簡(jiǎn)化問(wèn)題信號的捕獲。

　　實(shí)時(shí)頻譜分析儀處于獨一無(wú)二的地位，能夠保證數字RF電路正確工作，同時(shí)保證RF設備不會(huì )給其他RF設備帶來(lái)干擾。盡管工程師仍需要傳統掃頻分析儀，但這種需求正日益縮小。數字RF技術(shù)已經(jīng)改變了頻譜分析的市場(chǎng)格局。

　　數字RF產(chǎn)生的突破性創(chuàng )新已經(jīng)改變了RF測試和測量市場(chǎng)。要求使用實(shí)時(shí)頻譜分析儀等產(chǎn)品，檢測和捕獲數字RF產(chǎn)生的快速瞬態(tài)事件。