力科示波器调制信号时频域分析

MIL-STD-1553 ARINC 429 DigRF D-PHY
USB PCI Express Fibre Channel 8B/10B,64B/66B,曼彻斯特编码 10M/100M/10G以太网
电源测量和分析
数据标准一致性测试
示波器的时频域分析工具
示波器的时频域分析工具
频谱分析
数字下变频与解调 自定义测量与分析
示波器频谱分析软件
非平稳信号的频谱
时域信号
频谱
时域信号局部FFT
时域信号
频谱
非平稳信号的Spectrogram
时域信号
频率
Spectrogram
时间
扫频信号的Spectrogram
时域信号
频率
Spectrogram
时间
IQ数字下变频与解调
I/Q解调函数
AM/PM/FM demodulation
自动参数测量功能
自动参数测量功能
测量时间间隔
波形运算功能
高速串行数据分析
眼图和抖动测量是衡量高速信号质 量的最常用方法 力科是业界最先采用软件恢复时种 的方法来形成眼图的，而现在这种 方法已成为眼图测量的行业标准
串行数据解码与触发
UART/RS232/RS429 SPI/I2C/I2S CAN FlexRay LIN
Transmitted Signal
Transmitter
Target
Receiver
Echo Signal
脉冲雷达的重要参数
脉冲开 峰值 功率
脉宽
50%
脉冲顶部 幅度
开关比
RF
脉冲关 脉冲重复间隔 (PRI)
脉冲压缩 - LFM “线性调频”
RF脉冲频率在线性斜波的脉冲时间周期中连续变化
幅度
带宽 放大器
采样率 垂直分辨率 存储 测量与分析 深度 采集 数据处理 存储器
模数转换器
显示
力科示波器主要指标的发展
力科示波器测量与分析能力
100多种自动参数测量功能 80多种运算功能 高速串行数据分析 串行数据协议分析（I2C,SPI,UART,CAN,USB,PCIe…) 数据标准一致性测试（DDR,USB,Ethernet,PCIe,HDMI…) 时钟抖动分析 开关电源和线性电源分析 磁盘数据分析
Span
Start Freq
Center Freq
Stop Freq
频谱范围受ADC采样率限制
奈奎斯特定律：Maximum Span=SamplingRate/2
举例： 示波器采样率为5GS/s时， 所能观察的频谱范围为 0～2.5GHz
Resolution Bandwidth(RBW) 分辨带宽
力科示波器不仅是一个优秀的数据采集平台，也是一个功能丰富数据处理平台
能够分辨的最小频率差异，也称为频率分辨率，也常用Δf、bin width表示
RBW:500kHz
RBW:200kHz
RBW:100kHz
辨率带宽受采样时间限制
Δf =1/T
举例： 示波器水平时间为1ms时， 频率分辨率为1/1ms=1kHz
示波器FFT小结
采样率高 存储深度高 -
频域广度，时域分辨率 时域广度，频域分辨率
I/Q解调函数
数字下变频
AM/PM/FM demodulation
I/Q解调函数
可定义的滤波器
AM/PM/FM demodulation
I/Q解调函数
被测信号频谱
混频后的频谱
滤波后的频谱
I/Q解调函数
可调的重采样率 I
AM/PM/FM
Q
demodulation
应用案例：脉冲雷达信号的测量
脉冲多普勒雷达
基于示波器的频谱分析与专用频谱分析仪
专用频谱分析仪和示波器结构
结构上的重要差别
基于FFT的频谱分析仪

先下变频后再采样 ADC采样率不需太高，ADC位数可以比较高 能够分析的带宽受ADC采样率限制，一般为最高到 1\200MHz
基于示波器的频谱分析

采样之前无下变频 ADC采样率要求高，但ADC位数很难做得很高 能够分析的带宽和示波器带宽一致
嵌入MATLAB程序实现滤波器
应用案例：矢量信号分析
8PSK星座图和调制质量测试
应用案例：LFM雷达线性度的测量
频率调制脉冲 – 关键参数
调制或“线性” 带宽
频率
调制线性度
脉宽
时间
线性调频中的非线性度在雷达中引起距离和速度误差
62
曲线图
总结
www.teledynelecroy.com/matlab www.mathworks.com/lecroy
时间 调制线性度
调制或“线性” 带宽 频率
脉宽
时间
45
脉冲雷达信号
Quick Summary
应用案例：发射接收设备的时延测量
设备时延
Transmitter
Target
Receiver
Echo Signal
测试难点
FSK
FSK
FSK调制信号
用解调函数得到FSK信号的频率-时间曲线
实测的基带信号
适合用示波器做频谱分析的场景

具备时域(含数字域）、频域的关联分析


分析带宽高
兼顾时域和频域分析的广度和分辨率 能够对频谱分析结果做进一步的运算、信号处理 需要对多个信号同时做频谱分析 一机多用，无须另外购买频谱仪
FFT频谱分析的几个基本概念
Frequency Span 频谱范围
力科示波器调制信号时频域分析
万力劢 limai.wan@teledynelecroy.com
Agenda
Teledyne LeCroy公司简介
示波器测量与分析功能简介 示波器的时频域测量和分析工具
频谱分析 数字下变频与解调运算 自定义测量和分析
来自百度文库
Teledyne LeCroy公司简介
Teledyne集团简介
Teledyne集团业务范围
测量和分析仪器
海洋能源& 全球基础设施 机器视觉、成像及工厂自动化 军事指挥自动化 飞机信息管理
Teledyne LeCroy公司概况
示波器测量与分析功能简介
示波器采集框图
放大器
模数转换器
采集 数据处理 存储器
显示
示波器采集框图
PSK,QAM
相位翻转点：功率极小值
PSK,QAM
包络
自定义测量和运算
传统的自定义数据处理
自定义测量和分析 示波器信号处理流程中嵌入用户自定义的算法程序 支持MATLAB,C/C++,VB script ,MATHCAD,EXCEL
示波器软件
MATLAB DRIVER
Inline Processing