在現代通信中,IQ調制是最基本的矢量調制方式,IQ分析模式是4051系列信號/頻譜分析儀的標準配置,能夠進行IQ數據的獲取、基本的信號分析和IQ數據的輸出。
輸入的射頻信號經過多級變頻,得到中頻信號;經過抗混疊濾波器和步進增益的處理,通過AD轉換器將模擬中頻信號轉換成數字中頻信號;經過數字信號處理,得到IQ數據并存儲在捕獲內存中;對IQ數據進行FFT運算后得到頻譜圖,對IQ數據進行幅度計算后得到幅度時間圖,對IQ數據進行檢波得到IQ時間圖。可以將原始IQ數據保存為文件輸出或直接通過網絡程控輸出。
IQ分析模式界面
1、IQ數據獲取
在IQ數據獲取過程中,需要經過數字下變頻濾波器的處理。數字濾波器的帶寬決定了IQ分析功能的測量帶寬。經過濾波器后,測量帶寬內的信號不會受到影響,測量帶寬外的信號會被壓縮。通常來說,被壓縮的信號為噪聲等不需要的信號。如果需要測量的信號也被壓縮了,則需要通過增大測量帶寬來增加采樣率。
采樣率、測量長度、測量帶寬之間的關系:
采樣率=測量帶寬 ×1.25
測量長度=采樣率×測量時間
2、頻譜分析和時域分析功能
頻譜圖反映了信號的幅度隨頻率的變化關系。捕獲到的IQ數據經過FFT運算后得到頻譜圖。測量帶寬和分辨率帶寬對頻譜圖的影響較大,在相同的測量帶寬下,分辨率帶寬越小,信號的分辨能力越強,運算時間越長;分辨率帶寬越大,信號的分辨能力越弱,運算時間越短。
通過觀察頻譜圖可以得到信號的調制樣式,如幅度調制、脈沖調制,也可以計算模擬調制信號的調制深度、調制率等簡單的調制參數。
幅度vs時間圖反映了信號的幅度隨時間的變化關系。I、Q兩路數據經過幅度運算,得到被測信號的幅度數據,公式:Amp=√(I^2+ Q^2 )。測量時間會影響幅度vs時間圖的顯示范圍,測量時間越長,顯示的信號周期數越多,測量時間越短,顯示的信號周期數越少。測量時間的長短需要根據信號的周期設置一個合適的值。
幅度vs時間圖對測量周期信號有很大的幫助,對于一個幅度調制信號,可以計算出調制率;對于一個脈沖調制信號,可以計算出脈沖周期、脈沖寬度。
3、IQ數據輸出功能
基帶信號可以由相位信息(I)和幅度信息(Q)表示出來。在RF、IF頻率未知的情況下,可以對信號的調制信息和失真信息進行分析。因此,IQ數據的用途非常廣泛,其他測量功能可以直接使用IQ數據進行信號分析。和經過檢波處理的軌跡數據不同,IQ數據是沒有經過任何處理的。IQ數據以32位浮點數的格式存儲。文件菜單中,在選擇保存類型為“IQ數據(本地)”后,在“IQ數據”菜單中,可以設置IQ數據保存的狀態,包括:自動和手動,在自動狀態下,保存的IQ數據與用于分析的IQ數據是一致的,IQ數據時間和IQ數據長度不需要另外設置;在手動狀態下,可以手動設置IQ數據時間和IQ數據長度,保存IQ數據時,需要重新采集一次。
IQ數據輸出的方式有兩種:
1) 文件方式:支持txt、csv、dat格式。
步驟1.進入IQ分析功能,并復位。
?按下前面板上的【模式】,選擇[IQ分析]。