Embed Size (px)
Citation preview
1
无线通信技术的应用、测试及面临的挑战
无线通信系统测量的新方法
– 混合域信号分析
– 智能终端的耗电分析
无线通信系统测量的新选择
– 混合域信号分析仪MDO4000B
– 高性价比频谱仪RSA306
– 矢量信号源TSG4000
– 电源分析仪2280S，SMU2450
无线通信技术的发展、应用、测试及面临的挑战
无线测试技术：与芯片技术的技术含量和创新性是处于与时俱进的环节
–产品设计的验证
–智能化、高效率、低成本的测量系统
测量的问题和挑战
–功能与成本的兼顾
–测量方法、手段的改变
–测量技术的提升
无线通信系统测试的新方法----混合域测量需求和方法
数字射频系统需求
– 高效
– 提高控制效率
– 提高编程效率
– 同步
– 保障各模块间同步工作
– 查找潜在问题
– 噪声源
– 锁相环
– EMI
混合域分析可以分析
– 控制信号与射频信号的时序关系以提高控制效率
– 总线信号与射频信号的时序关系以提高编程效率
– 电压、电流变化对射频信号的影响查找潜在问题
– 发现数字射频系统锁相环潜在问题
– 确定板内 EMI 与时域信号的关系避免潜在问题的发生
– ……
无线通信系统测试的新方法--混合域测量需求和方法
频谱仪/矢量信号分析仪/实时频谱分析仪单独无法完成
示波器牺牲一个通道用作射频通道可以进行混合域分析
– 将射频信号接入某通道后进行FFT运算，其它通道接控制信号
– 受示波器带宽限制
– 受示波器动态范围限制
– 示波器FFT频谱是全时间样点频谱，无某时刻频谱信息
– 对变化的信号，FFT可能有误
频谱仪+示波器
– 完成混合信号与射频信号独立分析
– 示波器与频谱仪之间时钟不同步
– 示波器与频谱仪之间触发不同步
– 无法进行时间相关的混合域分析
混合域分析的基本配置
– MDO4000B
5
无线通信系统测试的新方法 通过频谱分析时间观测
橘黄色横条被称作频谱分析时间
– 请注意在全部波形简略图上也有相应标记
时域波形的时间称作模拟时间
– 通过水平刻度旋钮调节
时域
波形显示窗口
频
域分
析显示窗口
模拟时间
频谱分析时间
当时域和频域信号同时显示时，频谱总是通过触发捕获得到的，在时间上与整个时域波形相关
橘黄色的横条指明了频谱来自于什么时刻
6
频谱分析时间 = 窗口参数 / 分辨率带宽RBW – 在本例中:频谱分析时间= 2.23 / 300,000 = 7.4µs
频谱分析时间可以使用Wave Inspector Pan（波形导航平移工具）控制，沿模拟时间移动
模拟时间
频谱分析时间
用户可以在一次采集后观测整个过程的频域变化
如屏幕显示:
– 我们捕获了VCO/PLL启动过程
– SPI 总线信号命令设定VCO频率值
让我们看看频谱分析时间沿模拟时间移动时会发生什么
无线通信系统测试的新方法 通过频谱分析时间观测
7
时频轨迹显示调频信号的运行情况
时频轨迹的标示位于中心频率处
– 当轨迹在标示之上代表 频率 > CF
– 当轨迹在标示之上代表 频率 < CF
CF
频谱分析时间
频率 vs. 时间轨迹
时频轨迹的比例和位置控制
请注意CF峰值对应的时域显示
无线通信系统测试的新方法 RF vs 时域轨迹(频率随时间的变化）
数字下变频过程产生IQ信号，用于生成幅度、频率、相位相对于时间的轨迹，显示在时域窗口
8
无线通信系统测试的新方法 RF vs 时域轨迹(幅度随时间的变化）
数字下变频过程产生IQ信号，用于生成幅度、频率、相位相对于时间的轨迹，显示在时域窗口
可以观察射频信号以及其在时域幅度随时间变化的轨迹
无线通信系统测试的新方法 RF vs 时域轨迹(相位随时间的变化）
9
数字下变频过程产生IQ信号，用于生成幅度、频率、相位相对于时间的轨迹，显示在时域窗口
可以观察射频信号以及其在时域相位随时间变化的轨迹
8 April 2015 10
无线通信系统测试的新方法 时域和频域：RF信号幅度vs时间曲线 典型的ZIGBEE的系统分析：
频谱测量了信道功率和占用带宽参数，而RF信号的AvsT曲线，表示在时间上发射机发射信号的脉冲幅度变化
射频功率的变化和供电电源的时间相关分析
能清晰的分析功率变化和电流变化的关联性
CH1=电压，CH2=
电流
测量了射频的功率和OBW
11
无线通信系统测试的新方法 时域和频域： RF信号频率vs时间曲线
典型的ZIGBEE的系统分析：
FvsT轨迹表示RF信号的频率变化，显示了FSK调制规律
频谱分析时间移动到后面数据包传输时刻 频谱分析时间对应了射频的参数结果
12
无线通信系统测试的新方法 SPI总线命令与RF信号频谱
使用MOSI总线数据触发，查看频率随时间变化曲线
典型的ZIGBEE的系统分析：控制信号及协议的系统分析
无线通信系统测试的新方法-智能终端耗电分析
2450 SMU/2280S精密电源及测试的
耗电测试
可以看到原始数据和波形
无线通信系统测试的新方法-智能终端耗电分析
动态电流的捕捉
– 设置最快采样速率分析电流波形：
待机电流的平均值
– 打开Filter功能，可以得到非常稳定的读数
对采样结果取算术平均值
无线通信系统测量的新选择 ---MDO4000B混合域分析仪
MDO4000B 混合域相关分析的创新平台
Model Analog
Channels
Analog
Bandwidth
Digital
Channels
RF
Channels
RF
Freq. Range
MDO4014B-3 4 100 MHz 16 1 9 kHz – 3 GHz
MDO4034B-3 4 350 MHz 16 1 9 kHz – 3 GHz
MDO4054B-3 4 500 MHz 16 1 9 kHz – 3 GHz
MDO4054B-6 4 500 MHz 16 1 9 kHz – 6 GHz
MDO4104B-3 4 1 GHz 16 1 9 kHz – 3 GHz
MDO4104B-6 4 1 GHz 16 1 9 kHz – 6 GHz
21个硬件通道
在一台仪器中查看时间相关的模拟信号、数字信号和RF信号
多达4种总线的解码
16
17
不论来自哪个源，MDO4000的所有触发都是全局性的 – 这意味着模拟、数字和RF采集都通过同一触发事件触发
MDO4000拥有一个RF功率电平检波器，它连接到触发系统 – 测量整个频段的所有RF功率，不仅仅是当前的分析范围
MDO4000标配:
– RF Power 边沿触发功能
MDO4TRIG 应用模块提供RF
功率信号作为触发源的高级触发功能：
– Pulse Width
– Timeout
– Runt
– Logic
– Sequence
RF脉冲触发
时间相关的混合域显示---触发
MDO4000B + SignalVu-PC 矢量信号分析软件
18
SignalVu-PC
构成业内最宽采集带宽的矢量信号分析仪 ‒ 时间相关的频率, 相位, 幅度, 调制分析
‒ 提供附加分析功能 – RF I&Q, 杂散, ACPR, MCPR, OBW, CCDF
– AM/FM/PM 调制及音频分析
– 频率及相位设置时间测试
– 脉冲分析
– 通用调制分析 (单载波及OFDM)
新! SignalVu-PC WLAN 发射机测试
SignalVu-PC 选件支持 Wi-Fi (IEEE 802.11a/b/g/n/ac)
– 最高 256QAM, 160MHz 分析带宽，针对 802.11ac
– 提供完备的标准测试
– EVM, SEM, frequency error, symbol clock error
– 显示关键的调制域及射频测试结果
– 解码 WLAN 字头信息帮助调测
– 支持 MDO4000B, RSA 和示波器
19
MDO4000B + SignalVu-PC 中端测试方案
市场上唯一的带频谱仪的示波器 –具有独特的跨域分析功能
–新的 B 型号使得频谱指标大大提高，也可以将MDO说成是带示波器的频谱仪
802.11ac 测试方案的价格是通常的中档测试方案的一半 – SEM 与调制域分析同时进行
– EVM (256QAM, 160MHz) < -37dB
– 快速 802.11 SEM 测试 (无需扫描!)
SignalVu-PC 使得 MDO4000B 成为业内唯一的具有 1 GHz采集带宽的矢量信号分析仪
20
PC
SignalVu-PC
无线通信系统测量的新选择 ---RSA306 高性价比频谱分析仪
RSA306高性价比频谱分析仪
RSA306是一款高性价比的频谱分析仪
–主要技术指标 – 9 kHz 到 6.2 GHz
– 50 dB 无杂散动态范围(SFDR)
– -160 dBm/Hz 显示平均噪声电平
– 0.59 kg
– 猜猜价格？
RSA306是代表测试仪器发展趋势的频谱分析仪 –80% 的测试仪器基于 PC
–RSA306 将测试硬件从 PC 剥离 –通过USB3.0连接PC并供电
–利用泰克高端实时频谱分析仪的脱机界面操作 – 所有功能在 SignalVu-PC 中完成
–不受PC换代的影响
–与虚拟仪器有本质区别
RSA306是泰克公司最新推出的频谱分析仪。
–70年传承誉满全球
–领先的时域分析技术
–领先的实时频谱分析技术
–质量保障
22
PC要求 USB 3.0
必须，RSA306需USB3.0供电 Core i7 CPU
建议，DPX流畅的保障 SSD
建议
RSA306高性价比频谱分析仪
-160dBm/Hz DANL
23
快速杂散测试
RSA306高性价比频谱分析仪
完备的RF测试功能
各种测试可同时进行
24
RSA306高性价比频谱分析仪
可自定义的频谱模板测试
25
三维频谱（瀑布图）
RSA306高性价比频谱分析仪
比频谱仪更多的强大功能 – 实时频谱显示
– 矢量信号分析 – 时变分析
– 模拟调制分析
– 数字调制分析
– 脉冲分析
– 音频分析
– WLAN
– 分析带宽40MHz – 被分析信号的带宽或频率变化范围
– 非频谱的频率范围
26
27
Digital Phosphor DPX™实时频谱显示技术
自由频谱运行模式下短时间累积大量频谱，重叠显示，以色温表示概率
– RSA5K 台式实时频谱仪
– 78,412 DFT/20ms
– 相当于每秒 390,625 DFT
– 1秒内有一个DFT 就可以100% 发现
– 相当于2.5us
– 加上处理时间，100% POI指标为2.7us
– RSA306 高性价比实时频谱仪
– 10,000DFT/S
– 相当于100us
– 加上处理时间，100% POI指标125us
28
DPX实时频谱显示的应用－ 提高发现偶发信号的概率
中心频率附件的干扰频谱 多载波的频谱变化
29
DPX实时频谱显示的应用－ 区分同频不同概率的信号
只要同一跨度内叠加在一起的信号出现的概率不同，DPX™ 频谱中就会显现出多个不同颜色的信号
图示了复杂变化的频谱
30
DPX实时频谱显示的应用－ 将动态信号变为静态
时变信号经DPX后，其显示为静态，便于定位、分析
显示了频谱、DPX频谱、瀑布图和频率随时间的变化
显示了频谱、DPX频谱、瀑布图和幅度随时间的变化
31
RSA306 更多功能 – 矢量信号分析
模拟调制分析 – 可分析AM、FM、PM调制参数并显示基带波形
– 非音频解调
– 可存储原始IQ数据做后分析
32
RSA306 更多功能 – 矢量信号分析
时变分析 – 可分析AvT，FvT, PvT, IQvT
– 可做频率及相位设置时间测试
– 可存储原始IQ数据做后分析
FvT 与其它测试同时进行 AvT 与其它测试同时进行
33
RSA306 更多功能 – 矢量信号分析
音频分析 – 可分析音频质量
– 可存储原始IQ数据做后分析
音频解调与录音
34
RSA306 更多功能 – 矢量信号分析
脉冲分析 – 最多10000个脉冲
– 28个参数 – 包含脉内频率及相位信息
– 可与其它调制域参数同时测试（星座图）等
– 可存储原始IQ数据做后分析
35
RSA306 更多功能 – 矢量信号分析
通用数字调制域分析 – 支持多种通用数字调制
– 完备的参数测试 – 每个参数可设置
– 可存储原始IQ数据做后分析
36
RSA306 更多功能 – 矢量信号分析
通用数字调制域分析 - QPSK
37
RSA306 更多功能 – 矢量信号分析
通用数字调制域分析 – ZigBee(802.15.4)
RSA306 更多功能 – 矢量信号分析
4/8/2015 38
标准测试
RSA306 蓝牙测试
4/8/2015 39
RSA306 WLAN测试
全部测试项目窗口
其它类别测试项目也可以添加 – 如三维频谱、DPX频谱等
40
WLAN的解调参数 WLAN的频谱、星座图、EVM等
RSA306高性价比频谱分析仪 –也可以二次开发、集成
开放的 API，具有原始ADC数据 Streaming 功能 （56M 采样率，14位AD）
同类产品无此功能
便于二次开放，系统集成
41
RSA306高性价比频谱分析仪
无需供电，随身携带，高速测试，功能强大
实时频谱显示
多域同时刻矢量信号分析
40M 带宽 IQ Streaming
42
人民币29900，6GHz频谱仪 – 泰克的！！
泰克科技的射频分析产品
RSA5000B RSA6000B RSA306 H500 /
SA2500 MDO4000B MDO3000
DPO/MSO
w. SignalVu
SignalVu-
PC
频率范围 1 Hz to
26.5 GHz 9 kHz to 20 GHz
9 kHz –
6.2 GHz
10 kHz –
6.2 GHz
9 kHz – 3 / 6 GHz
9 kHz to 3 GHz
Up to 33 GHz
Up to 33 GHz
采集带宽 Up to 165
MHz Up to 110
MHz 40MHz 20 MHz
Up to 3.75 GHz
Up to 3 GHz Up to 33
GHz Up to 33
GHz
DPX Live RF
✓ ✓ ✓ ✓
DPX 100% POI
40 to 0.43 µs
40 to 3.7 µs 100 µs 125 – 500
µs
Time Domain
DPX
Time Domain
DPX
Time Domain
DPX
扫描和多域 DPX
✓ ✓ ✓
频域触发 ✓ ✓ DPX Mask DPX Mask
时间相关的模拟、数字和射频分析
✓
矢量信号分析、脉冲测量
✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓
实时信号分析仪 示波器 软件 混合域分析
43
无线通信系统测量的新选择 ----TSG4100A 系列矢量信号源
最具性价比的中档射频信号源
– 中档信号源的性能指标和功能，入门级信号源的价格定位
– 比市面上现有一线品牌的矢量信号源节省30%~50%
世界上首款支持现场软件升级到矢量调制功能的射频信号源
–内置已校准的IQ基带发生器，仅需输入PIN即可从模拟信号源升级为矢量信号源，无需增加任何的硬件与重新校准
–内部调制带宽最大为6 MHz，外部调制带宽最大支持到400 MHz
泰克历史上首款专门针对射频测试开发的信号源
–产生广泛应用的模拟调制、矢量和数字调制信号，频率覆盖范围从DC到6 GHz
–与泰克公司的频谱分析仪/信号分析仪以及其他射频产品组成完整的测试解决方案
泰克公司首款射频信号源产品 – TSG4100A
TSG4100 系列矢量信号源
46
Model Frequency
Phase Noise (@ 1GHz
20KHz offset)
Output Level (dBm)
Optional Vector Modulation BW
(Internal/External) Modulation
Min Max
TSG4102A DC~2GHz -114dBc/Hz -110 +16 6/200 MHz AM/FM/PM/Pulse ASK/FSK/PSK/QAM/CPM/MSK/VSB GSM/EDGE/TETRA/NADC/DECT/WCDMA/P-25……
TSG4104A DC~4GHz -114dBc/Hz -110 +16 6/200 MHz
TSG4106A DC~6GHz -112dBc/Hz -110 +16* 6/200 MHz
Note *: +10dBm from 4G Hz to 6G Hz
DC to 6G Hz
内置6M，外置200M 矢量调制
支持多种商用标准
性能不低于Keysight/R&S 同类产品
价格低于Keysight/R&S 同类产品30%
轻便, 4.6kg，2U & ½ rack
泰克无线通信技术测试方案
泰克 RF 产品系列
47
• 2015年推出亲民价格的RF产品
• 构成完整方案，实现端到端测试
MDO3K/4K
TSG 4100A
Signal VU
Modulation Signal
Spectrum Analysis
RF Power Measurement
PSM 功率计及FCA 频率计
RSA306A
PSPL高频器件件
RSA5K/6K
高精度的电源和SMU—耗电分析仪
高精度测量功能
– 6 ½ 数字万用表性能
– 4 组电流量程,测量精度最高10uA，采样率最高3K/s
– 2450最小电流量程：10nA
拥有良好操作体验的高性能电源
– 低纹波噪声，快速瞬态响应
– 图形化操作界面
– 波形显示和数据统计功能
– 列表模式
高性能的系统电源
– LAN LXI, USB, 和GPIB 接口 – 全部标配
– 数字 IO 和触发功能
– 2500个数据存储点
型号:
2280S-32-6 32V @ 6A, 192W
2280S-60-3 60V @ 3.3A, 192W
2450 SMU 200V@1A，20W
2280 高精度DC Supply
2450 SMU 触摸式源表
