泰克新一代示波器MSO64采用全新TEK049平臺，不僅實現了4通道同時打開時25GS/s的高采樣率，而且實現了硬件12-bit高垂直分辨率。同時，由于采用了新型低噪聲前端放大 ASIC—TEK061，大大降低了噪聲水平，在1mv/div時，實測的本底噪聲RSM值只有58uV，遠遠低于市場同類示波器。這些特性都是MSO64頻譜模式——Spectrum View獲得高動態、低噪底的強有力保證。

近日 Spectrum View 又新增了 RF_vs_Time Waveform 測試功能，使用該功能可以分析信號的瞬態變化過程，包括信號幅度、頻率和相位的瞬態變化趨勢，因此通常將其稱為信號的瞬態過程分析。典型的信號瞬態過程分析應用場景包括：脈沖信號包絡及脈內調制分析、跳頻信號分析、PLL頻率鎖定時間測試、RF開關切換時間測試、脈沖調制器上升時間測試、RF Module及模擬IQ調制器絕對時延測試等。本文將重點介紹瞬態分析功能在脈沖、跳頻及PLL頻率鎖定時間測試中的應用。

圖1. MSO64采用全新TEK049平臺和超低噪聲前端TEK061

瞬態過程分析基礎

信號的瞬態過程分析，實際就是信號的三要素——幅度、頻率和相位隨時間的變化過程分析，不同的信號關注的參數不同，比如跳頻信號尤為關注頻率的變化規律，脈沖信號比較關注信號包絡及其時間參數等。但無論關注什么參數，總要先得到幅度、頻率和相位的波形。Spectrum View是如何得到這些波形的呢？

Spectrum View采用了圖2所示的DDC (數字下變頻)架構，經對原始采樣點處理，可以得到信號的數字IQ數據，信號幅度、頻率和相位特征均包含于IQ數據中。每一組IQ樣點對應的幅度、頻率和相位時，便可以得到它們隨時間的變化趨勢，從而完成信號瞬態過程的分析。

圖2. 數字下變頻后得到IQ數據

瞬態過程分析應用場景

(1) 脈沖及跳頻信號測試

對于從事射頻脈沖信號分析測試的工程師而言，通常都要測試脈沖的上升/下降時間、脈寬及周期等時間參數，以及脈內功率平均值及最大值。只有得到射頻脈沖信號的包絡后，才能更加方便地進行這些參數的測試。過去通常使用一個外部包絡檢波器，提取包絡后再使用示波器測試。采用 Spectrum View 的瞬態分析功能，無需任何外部附件，即可輕松得到信號的包絡，圖3所示的“C1-M”曲線即為包絡。

值得一提的是，示波器的自動測量功能也可以應用于時域包絡，從而自動完成脈沖信號時間參數及功率參數的測試，而不再需要使用光標測試，從而提高了測試精度。現代雷達越來越多的采用脈沖壓縮技術，以保證探測距離的同時，提高距離分辨率，其中以線性調頻脈沖(chirp pulse)多見。線性調頻脈沖信號的測試，除了要觀測上述的時間和功率參數，還要對脈內的頻率調制作解調分析，以檢驗 調頻帶寬 、 調頻斜率 及 線性度。在 Spectrum View 的瞬態模式下，可以完成解調分析，如圖3所示的“C1-f”曲線，并支持測試結果的保存，以作進一步的分析。

圖3. RF Chirp Pulse的頻譜、波形、包絡、頻率及相位曲線

類似地， Spectrum View 還可以應用于跳頻信號的分析，觀測的依然是頻率解調曲線。得到跳頻圖案后，可以進一步分析每個頻點的 駐留時間 以及 相鄰頻點 之間的切換時間等參數。

圖4. Spectrum View的瞬態模式可以直接解調出跳頻圖案

(2) PLL頻率鎖定時間測試