面向下一代宽带射频技术的混合信号的测试课件.pptx

1、面向下一代宽带射频技术的混合信号的测试议程议程 下一代宽带射频技术的测试挑战 泰克针对下一代宽带射频技术的混合信号测试方案 复杂电磁环境 宽带雷达 宽带通信 下一代无线通信总结AGENDA 2016 02/2016 37W60369-03超宽带信号市场需求趋势超宽带信号市场需求趋势IFRF宽带宽带RF技技术术满足日益提高的信息需求-带宽带宽越越宽宽，信号越复，信号越复杂杂高速通信高速通信希望更好地利用网络容量串行数据串行数据带宽带宽在多种快速标准推动下，复杂程度不断提高 2016 02/2016 37W60369-04下一代宽带下一代宽带RF信号的测试挑战信号的测试挑战 接收部分测试信号源 标

2、准测试标准信号难以产生，通常需要专用信号源或者信号产生系统 极限测试令人头痛的“实际信号”模拟 发射部分测试接收机 分析带宽足够宽 合适的动态范围 含有准确时间信息 数据方便采集、存储以及多种分析 频谱监测 通用信号接收 传统频谱仪？没有时间信息 矢量信号分析仪？分析带宽、信号定位 专用接收机 宽带、超宽带接收 专用接收机 示波器带宽足够，可是没有频谱监测功能TDD TransceiverDACModulatorDataInDataOutADCDemodulatorFDD TransceiverDACModulatorDigital Base-bandIFRFDataInADCDemodula

3、torDataOutDigital Signal Processing(Microprocessor/FPGA)Digital Signal Processing(Microprocessor/FPGA)2016 02/2016 37W60369-05Tektronix宽带射频系统应用框图宽带射频系统应用框图 2016 02/2016 37W60369-0实时观测实时观测Swept Spectrum AnalyzerRSA6100A with DPX Spectral2022-7-28Tektronix China7传统测量手段难以发现故障和未知的信号特性传统测量手段难以发现故障和未知的信号特

4、性RSA6100A with DPX SpectralSwept Spectrum AnalyzerSameTestSignalLowLevelSignal?2022-7-28Tektronix China8通信信号的同频出现挑战挑战传统方案传统方案泰克优势泰克优势 监测非法信号 发现干扰源 识别，分类 低的监测概览 低的POI 截获概率 分析功能有限 DPX:100%发现信号 FMT:精确定位故障 Analyze:超强分析功能 2016 02/2016 37W60369-0“发现发现”问题比问题比”解决解决“问题更重要问题更重要DPX 频谱 生动的RF事件观测传统频谱观测-错过随时间变化信号

5、的真是特性-对快速的信号具有低的POI-信号的统计特性无法被观测到实时频谱观测 观测信号随时间变化的真是特性-对低于24us的信号具有 100%POI-信号的统计特性可以通过色温的可变余晖和无限余晖表现出来 2016 02/2016 37W60369-0复杂电磁环境实例复杂电磁环境实例DPX频谱观测频率上拥挤重叠雷达信号共用同一频点 2016 02/2016 37W60369-0复杂电磁环境实例复杂电磁环境实例能量上高低分布 两个同频点信标 2016 02/2016 37W60369-0Tektronix China12实时发现潜在故障实时发现潜在故障l存在本振泄漏l存在偶发噪声l发现问题比解

6、决问题更重要定量 2016 02/2016 37W60369-0Tektronix China13跳频信号监测跳频信号监测 2016 02/2016 37W60369-0Tektronix China14复杂电磁环境的定量描述复杂电磁环境的定量描述频谱占用度统计频谱占用度统计泰克复杂电磁环境的仿真泰克复杂电磁环境的仿真15 2016 02/2016 37W60369-0泰克复杂电磁环境宽带信号采集记录和回放解决方案泰克复杂电磁环境宽带信号采集记录和回放解决方案 在复杂电磁环境、频谱监测、卫星通信通信等领域常常需要对空中的通信信号进行采集和分析和回放，根据应用的不同，有的时候还需要对信号进行长时

7、间的记录，信号的采集时间从微妙到毫秒到秒甚至是到小时级别都有需求。泰克根据客户的需要进行实时IQ的海量存贮，可以实现对复杂电磁环境的长时间记录，记录的数据可以通过专门的软件进行分析处理回放。应用二：宽带雷达系统测试方案应用二：宽带雷达系统测试方案LocalOscillatorPowerAmplifierDSPDACDACIQModulatorIQTriggerLogic AnalyzerOscilloscopeReal-Time Spectrum AnalyzerTriggerTime Domain(Digital)Time Domain(Analog)FrequencyDomainData

8、TransferiView 2016 02/2016 37W60369-018使用使用AWG产生超宽带雷达信号产生超宽带雷达信号 挑战 随着先进雷达体制不断涌现，在雷达测试信号仿真方面，提出了更高的要求。新体制雷达对信号源的主要要求有：足够的带宽，特别是在合成孔径雷达等超宽带系统中，对输出带宽要求可达4GHz以上；严格的时序关系，以模拟确定的PRI、相位和频率随时间变化的特性；灵活的操作，可根据实际的信号要求方便地配置输出信号参数，包括理想信号、环境信号、信道情况的模拟；等等 AWG优势 极高的带宽性能(最高达20GHz)可在时域、频域和调制域等个视角编辑波形，同时保证信号的时序、频率和相位等

9、的特性 配合适当的波形仿真软件，可以输出各种不同体制的雷达信号 示波器最通用的宽带接收机 泰克示波器，可以提供最高达70GHz带宽，可直接采集分析射频信号 配合各种雷达信号分析软件，对调制参数进行测量 2016 02/2016 37W60369-019Tektronix宽带雷达系统测试方案宽带雷达系统测试方案 2016 02/2016 37W60369-020业内唯一的高级雷达信号生成信号源软件业内唯一的高级雷达信号生成信号源软件RFXpress 针对新型雷达体制的特点和要求，雷达插件为RFXpress加入了以下功能 建立单个或者多个雷达脉冲组，并由此产生相参或者非相参的脉冲序列 每个脉冲组的

10、所有参数均可独立设置.可在每个脉冲内和脉冲间独立定义幅度变化和频率变化（hopping）定义雷达脉冲图案，并且以时频图方式显示，便于观察 简便定义所有脉冲参数，包括起始时间、关断时间、上升时间、下降时间、脉冲宽度、跌落和纹波 定义变化PRI的信号，PRI变化可为步进或者用户自定义规律 建立用户定义的脉冲顺序，并使用AWG的序列模式，在产生大量脉冲信号的同时优化内存使用 支持多种内调制方式，包括捷变频调频、步进跳频、巴克码、多相位编码。用户可自定义步进跳频，各种编码方式和自定义调制.2016 02/2016 37W60369-021脉内的调制脉内的调制支持各种各样的调制LFM Barker an

11、d Poly phase Codes Step FM Non-Linear FMUser Defined FM and Custom FM 2016 02/2016 37W60369-0 实时频谱显示技术实时频谱显示技术(DPX)用于频谱监测用于频谱监测实时信号分析仪100%发现驻留时间超过 5.8us 信号发现复杂电磁环境下的同频信号 2016 02/2016 37W60369-0示波器作为宽带、超宽带信号采集和分析工具示波器作为宽带、超宽带信号采集和分析工具165M以上的调制信号，如何分析？频谱仪是窄带接收机VSA、RTSA动态范围高，但是165M以上的调制信号无法分析专用接收机示波器最通

12、用的宽带接收机泰克示波器，可以提供最高达70GHz带宽，可直接采集分析射频信号配合各种分析软件，对调制参数进行测量 2016 02/2016 37W60369-0泰克宽带雷达分析平台泰克宽带雷达分析平台SignalVu DPO/DSA70k+ATI and DPO7k series 70G的示波器带宽 200G的采样率 内存 1G超宽带接收机超宽带接收机ATI 示波器 全新超高性能70GHz异步时序交织(ATI)结构 全新的紧凑型示波器设计 全新同步总线的UltraSync高性能多机传统的频域交织技术传统的频域交织技术 LeCroy“Digital Bandwidth Interleaving

13、”DBI Keysight“RealEdge”每个ADC只能看到一半频谱 使用加法合成信号 并没有能提升 SNRLPFOutputDSPInputHFHF(mixed)LFHFADCADC(diplexer)HFLFLFHF(digitized)LFLF泰克泰克ATI技术的优势技术的优势 对称的信号路径为性能优化提供了保证 每条路径均看到完整的信号，而不是仅仅一半 信号重建时使用两条路径中的信号副本，最后的“除2”算法可使噪声下降至多3dBADCLPFLPFLFHF(out of phase)LFHFLFHFLFHFLFHFDSPADCOutputLFHFInput(sampled)(samp

14、led)(digitized)SamplerSampler ATI BlockSuperior NoisePerformance噪声对比噪声对比Tek noise is about 27%lower at 130mVFSTek noise is about 30%lower at 300mVFS主要指标主要指标 70GHz带宽 200G采样率 低至-155dBm/Hz20GHz，-150dBm/Hz70G的DANL 相位噪声1GHz CF，-113dB/Hz 10K offset 最高同步4个ATI通道示波器旗舰，兼具中高端频谱分析仪的射频指标 2016 02/2016 37W60369-0雷

15、达自动分析软件雷达自动分析软件 频域 杂散问题SW 问题瞬态问题占用带宽发射带宽通道功率相邻信号功率 时域 单脉冲测试 脉冲定时特性 脉冲包洛测试 模拟解调 FM Linear Chirp 数字解调 多脉冲测试 脉冲到脉冲的参数分析 参数趋势分析 系统性能整体评估 2016 02/2016 37W60369-0雷达自动分析套件雷达自动分析套件27项项Average ON Power:平均开功率平均开功率 Peak Power：峰：峰值值功率，功率，针对针对脉冲方式脉冲方式 Average Transmitted Power：平均：平均发发射功率射功率 Duty Factor(Ratio)：占空

16、比：占空比 Duty Factor(%)：展空比（百分比：展空比（百分比显显示）示）Pulse Width ：脉冲：脉冲宽宽度度 Repetition Rate(Hz)：脉冲重复：脉冲重复频频率率 Repetition Interval(Sec)：脉冲重复：脉冲重复间间隔隔 Rise Time ：脉冲：脉冲边边沿的上升沿的上升时间时间Fall Time 脉冲后沿的下降脉冲后沿的下降时间时间 Ripple ：纹纹波（脉冲波（脉冲顶顶部的不平坦）部的不平坦）Droop ：脉冲：脉冲顶顶部的衰落部的衰落 Pulse-Pulse Phase Difference ：脉冲到脉冲之脉冲到脉冲之间间的相位差

17、（脉冲的固定位置）的相位差（脉冲的固定位置）Pulse-Pulse Freq Difference ：脉冲到脉冲的：脉冲到脉冲的频频率偏差率偏差 RMS Freq Error ：频频率率误误差的有效差的有效值值 Max Freq Error ：频频率率误误差最大差最大值值（脉冲内部（脉冲内部频频率差的最大率差的最大值值）RMS Phase Error ：相位：相位误误差的有效差的有效值值 Max Phase Error ：相位：相位误误差的最大差的最大值值 Freq Deviation ：频频率偏差率偏差 Phase Deviation ：相位偏差：相位偏差(调调制制带宽带宽内的相位内的相位变

18、变化化)Time ：每个脉冲的精确：每个脉冲的精确时时刻刻 2016 02/2016 37W60369-02022-7-28Tektronix China32创新的雷达性能测量创新的雷达性能测量独有的雷达自动分析套件专有的时间概览窗可支持最多10000个脉冲线性调频线性度自动测量相参测量相位编码自动分析 2016 02/2016 37W60369-0使用泰克使用泰克AWG产生特定脉冲序列产生特定脉冲序列定义全部脉冲特性增加脉冲编组，简化脉冲定义定义脉冲相参性可以定义脉冲组之间的相对功率通过频率偏移模拟Doppler 效应 2016 02/2016 37W60369-034有关校准有关校准宽带低

19、通滤波器幅频特性可能不太理想 平缓的滚降曲线 需要校准两种校准方式 全带宽内预失真（或预校正predistortion）幅度 数据处理 可选范围的预失真泰克使用的方式 2016 02/2016 37W60369-0Pre-compensation Calibration in RFXpress for Improved Performance in Test SystemLANCalibration is performed using RFXpress from TektronixSignalVu Analysis SW running on DPO73304DX is used to me

20、asure the electrical EVM(note optical EVM will be lower because RMS is used instead of Peak)DPO73304DXAWG70001A35 2016 02/2016 37W60369-0校准校准 2016 02/2016 37W60369-0CW:6GHz，BW:4GHz雷达线性调频校准前后对比雷达线性调频校准前后对比应用三：宽带通信信号测试应用三：宽带通信信号测试LocalOscillatorPowerAmplifierDSPDACDACIQModulatorIQTriggerLogic Analyzer

21、OscilloscopeReal-Time Spectrum AnalyzerTriggerTime Domain(Digital)Time Domain(Analog)FrequencyDomainData TransferiView 2016 02/2016 37W60369-039宽带通信信号测试宽带通信信号测试 主要应用 卫星通信/THz 挑战 传统信号源应用于这一领域时，无论是调制还是脉冲无线电，用户常常难以得到所需的带宽。用户一般需要庞大昂贵的信号源系统或定制的专用激励源才能得到部分宽带性能 传统上，矢量调制信号是基带源和矢量调制器配合产生的，在通用仪器的解决方案中，这种方式可以实

22、现的最高调制带宽在2GHz以内，而且仍然需要一台高性能（采样率2.5GS/s以上）任意波形发生器作为基带源。泰克的任意波形型发生器可以直接输出最高瞬时带宽超过6GHz的调制信号而不需要基带源和调制器，是通用仪器中最高的性能。AWG优势 极高的瞬时带宽(最高达20GHz)灵活的波形生成能力，根据用户需求，可以方便地输出各类信号 简便的仪器配置，无需模拟信号源、基带源和调制器，直接生成所需信号。调制信号的基带、中频甚至是射频直接输出，任意波形发生器都能提供all in one的完备激励性能。Scope+SignalVU 宽带数字调制信号分析 2016 02/2016 37W60369-040Tek

23、tronix宽带通信系统测试方案宽带通信系统测试方案 2016 02/2016 37W60369-0Tektronix China41AWG70k 利用利用RFXpress软件宽带数字调制信号软件宽带数字调制信号泰克AWG是宽带（超宽带）数字调制信号全球最通用的解决方案泰克提供调制信号生成软件为用户方便产生数字调制信号的基带、中频或者射频信号用户也可以使用Matlab等工具产生任意调制信号 2016 02/2016 37W60369-0Scope+SignalVu对宽带调制信号的分析功能对宽带调制信号的分析功能n同时进行模拟数字解调n“指哪打哪”n分析窗和频谱窗个子独立n可变分析窗，矢量分析和

24、频谱分析各不耽误 2016 02/2016 37W60369-0 QPSK 4GBaud 校准前后对比校准前后对比 2016 02/2016 37W60369-02022-7-28Tektronix China44通信系统电子对抗系统在复杂电磁环境下的性能验证通信系统电子对抗系统在复杂电磁环境下的性能验证 突发，跳频，扩频信号的捕获和分析 跳频系统的性能验证 10万跳的观测能力，20万跳的捕获能力 扩频信号的观测 通信系统的信号实物仿真 2016 02/2016 37W60369-045跳频信号跳频信号测测试挑战试挑战 主要应用 跳频电台带宽达到几百MHz 其他跳频通信系统 雷达脉间跳频 挑战

25、 传统上，宽带跳频 跳频速度快 AWG优势 由于AWG信号输出无锁相环路，采用DAC直接将数字信号转换成模拟信号，不存在锁相环路需要稳定的问题，因此AWG频率转换非常快，它与DAC的上升、下降时间（输出带宽）和时钟速度有关。Scope+SignalVU 测试快速宽带跳频信号 2016 02/2016 37W60369-0跳频通信信号的测试和模拟跳频通信信号的测试和模拟 基于AWG70000系列超宽带特性 调频范围可达20GHz 换频时间可缩短至几十皮秒 跳速几乎没有限制 超长模拟信号输出时间 同时模拟信号中的多路跳频信号 基于示波器宽带采集的能力，配合独一无二的跳频信号在线分析能力 Signa

26、lVu独有的分析能力，采集带宽内，无需中心频率和载波对齐 一次捕获，多次分析 用户可控制捕获和分析范围 多域联合分析 结合AWG和RFXpress软件，复现复杂信道4647 频率转换（捷变）速度频率转换（捷变）速度=1/采样率采样率。AWG不像频率合成源那样需要比较长的时间去调整锁相环参数和硬件结构来重新锁定一个频率或者输出一种波形，AWG仅需要输出一个样点的时间就可以完成从一个频率到另一个频率的跳转或者一个波形到另一个波形的转换AWG70k 利用RFXpress软件宽带快速跳频信号 2016 02/2016 37W60369-0时间关联多域分析时间关联多域分析 跳频信号换频时间的测量跳频信号

27、换频时间的测量 自动测试换频时间及相位稳定时间 2016 02/2016 37W60369-0Scope+SignalVu对跳频信号的解调分析对跳频信号的解调分析n同时进行模拟数字解调n“指哪打哪”n分析窗和频谱窗个子独立n可变分析窗，矢量分析和频谱分析各不耽误 2016 02/2016 37W60369-0一一个个跳跳频信号分析的实例频信号分析的实例50 2016 02/2016 37W60369-0泰克多载波信号产生泰克多载波信号产生AWG70K+RFXpress 2016 02/2016 37W60369-0泰克多载波信号分析泰克多载波信号分析Scope+Signalvu or RTSA

28、下一下一代无线通信的技术展望代无线通信的技术展望5G路线图路线图融合的技术融合的技术5G的频谱使用的频谱使用仿真：下一阶段的核心任务仿真：下一阶段的核心任务多通道超宽带信号解决方案多通道超宽带信号解决方案58SourceXpress矢量矢量信号生成平台信号生成平台AWG70000A同步系统同步系统SX系列示波器同步系统系列示波器同步系统多通道上变频放大系统多通道上变频放大系统多通道下变频放大系统多通道下变频放大系统SignalVu矢量信号矢量信号分析平台分析平台 2016 02/2016 37W60369-06GHz以内的测以内的测试方案试方案59Signal VURF Power Measu

29、rementPSPL高频器件件高频器件件IQRF数据反馈RFXpressRF Freq。CounterRF Switch 2016 02/2016 37W60369-07/28/2022AWG4000 CAA Customer Presentation-Tektronix Confidential60介介绍全球第一台绍全球第一台 3-in1 AWGAWG4000 不仅是一台不仅是一台AWG，同时也是，同时也是AFG和和DTG10.1英寸触摸屏Windows 7 操作系统数字输出USB3.0基本模式按键高级模式按钮模拟标尺输出手动和外触发应用实例应用实例 RFXpress 产生调制信号的BB/I

30、F 直接下载或导入至高级模式 带宽可达750MHz，优异的EVM性能 双通道支持基带IQ信号产生，可使调制带宽倍增 数字输出可模拟数字基带/中频信号激励 模拟接收机通道中的 DAC输出 模拟发射机的数字处理器输出28 July 202261通信系统中的基带/中频调制IQRFDigital QTx ProcessorDACDACVCOPA90Digital IRFAnalog IAnalog Q 2016 02/2016 37W60369-0MDO4000C系列混合域示波器系列混合域示波器“6合合1+”六台仪器，一台强大的示波器1.示波器2.频谱分析仪3.任意函数发生器4.逻辑分析仪5.协议分析

31、仪6.DVM62在一个便携式封装中提供6种高性能仪器可靠的示波器测量，快速获得所需信息完全可以量身定制，可以全面升级同时同步捕获时域信号和频域信号一种一种测试方案，多种应用测试方案，多种应用 复杂电磁环境 雷达 战术通信 下一代无线通信 脉冲模拟和测试 光脉冲 电脉冲一个软件平台整合所有仪器一个软件平台整合所有仪器RF ANALYSIS FOR ALL TEKTRONIX INSTRUMENTS 泰泰克克宽带宽带RF信号生成和分析整体方案信号生成和分析整体方案框图框图 70GHz信号直接接收 完整闭环测试系统 支持全环路幅相一致性自动校准 支持双通道 支持各种现代体制宽带通信号产生及分析Jan

32、 2011Tektronix最新测试测量解决方案构架AWG70000UpconverterDPO7700SXSignalVu矢量信号分析软件RFXpress矢量信号生成软件Tx/RxDuplexer无线技术无处不在 2016 02/2016 37W60369-0完善简洁的预失真技术完善简洁的预失真技术 任何宽带/超宽带信号源，其频响都或多或少有不完美的地方 宽带/超宽带任意波形发生器在宽带应用中，可能需要预失真（校准）基于直接数字合成的仪器，通常预失真都是使用一个FIR滤波器 FIR滤波器是和采样率相关的算法 RFXpress支持超宽带校准只需要一台宽带接收机即可，可选择校准信号或校准镜频 支持射频校准用户指定校准频率范围 支持中频校准同时校准中频和混频器频响 基带校准同时校准调制器和基带频响 实测校准结果：0.5dB的平坦度66