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解析太克RSA306頻譜分析儀(Ⅱ)

2015年06月24日  | Kenneth Wyatt

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本文的第一部分討論到了一些全新Tektronix RSA306 USB頻譜分析儀的基本操作和規格。而在這一部分,我們將要討論一些更先進的功能和量測。


簡單地說,RSA306是一台精心打造的設備,外表由橡膠被覆,尺寸精巧 (5 x7.5 ×1.2 in),可輕鬆放入您的大外套口袋裡隨身攜帶。這是專為在MIL-STD-28800第2類環境、衝擊和振動的惡劣環境下使用所設計的產品。RSA306是透過USB3.0連接埠單獨供電。頻率範圍為9 kHz至6.2 GHz,並可量測從+20至-160 dBm的範圍 (最低解析度頻寬為100Hz)。此設備可利用其40 MHz即時IF頻寬來擷取快速暫態脈衝,也提供外部10MHz參考和觸發/同步SMA輸入,舉例來說,您即可利用這些功能同步至線路頻率。量測輸入端是一個有橡膠保護蓋的N型接頭。即使擁有了這些優越的功能,Tektronix仍能將基本設備的成本降低至3,490美元,而且此價格還包括了安全/安裝手冊、USB3.0連接線和包含文件檔案的USB隨身碟、使用者手冊、驅動程式及SignalVu-PC軟體。


圖1 - Tektronix RSA306擁有小型的堅固封裝,可輕鬆地與您的筆記型電腦一同放入公事包。
圖1 - Tektronix RSA306擁有小型的堅固封裝,可輕鬆地與您的筆記型電腦一同放入公事包。

低成本的原因之一是許多的功能均內含於SignalVu-PC射頻分析軟體。此軟體中包含了17種標準頻譜和訊號分析量測,以及數個選用的特定應用選配。這些選配包括對應、調變分析、標準支援 (如APCO P25和WLAN)、脈衝量測和頻率穩定。即時 (DPX模式) 可偵測短至100 μs的暫態或間歇性訊號,這將有助於進行干擾搜尋。此軟體也可以擷取串流和音訊解調變以進行長期監視監控。由於儀器將功能內建於軟體的特性,讓使用者可輕鬆升級和增加選用的量測功能。我們將展示其中一些更先進的量測功能。


由於處理「數位螢光」模式 (DPX) 和其他進階模式所需要的40 MHz即時頻寬和功率,所以此儀器對PC的要求相當苛刻。Tektronix建議電腦至少具備以下規格:USB 3.0連接埠與64位元Windows 7或8 OS,以及8 GB的RAM。若要完全支援即時功能,則需要採用Intel i7第四代處理器。若要儲存串流資料,則要求PC配備有300 MB/s串流儲存速率的磁碟機 (如大多數的固態磁碟機)。我曾試著在我的MacBook Pro (配備8 GB的RAM與500 GB的SSD,執行Windows 8.1,並透過Parallels 10連接) 上使用RSA306,一切似乎都可正常運作,但加入DPX (即時) 模式後,確實會使軟體執行不順暢。雖然採用高階PC與設備搭配使用可正常運作,但我懷疑執行虛擬的作業系統會使處理速度顯著地減慢。請參閱我列在本文結尾的「願望清單」。


OFDM 功率量測

假設訊號是「類雜訊」訊號,則可使用功率標記來量測調變訊號的整合功率及功率密度。量測訊號密度時,量測會校正為1Hz的頻寬。當選擇功率量測標記時,即會將偵測器自動切換為平均RMS以取得準確的結果。這是量測調變訊號功率的簡單方法,而不必使用專用通道的功率量測。


圖2 -  在2.4 GHz頻帶中執行的OFDM量測,顯示功率讀值和功率密度。
圖2 - 在2.4 GHz頻帶中執行的OFDM量測,顯示功率讀值和功率密度。

DPX 模式和暫態擷取

數位螢光 (DPX) 顯示可協助顯示暫態頻率事件,如跳頻訊號並不容易在正常的頻譜顯示上看見。若使用遮罩,這些暫態事件即可觸發自動螢幕擷取功能,也會觸發「嗶聲」警示。在接下來的案例中,我們將會顯示在2.4 GHz ISM頻帶中的CW訊號,然後顯示並擷取短頻暫態訊號。


圖3 - 暫態擷取設定顯示正常的頻譜圖,以及在左側顯示DPX和瀑布圖;使用標記來確定暫態事件的間隔約在1.36秒的間隔。
圖3 - 暫態擷取設定顯示正常的頻譜圖,以及在左側顯示DPX和瀑布圖;使用標記來確定暫態事件的間隔約在1.36秒的間隔。

由於在DPX顯示畫面上關閉了持續累積模式 (圖3左下),仍難以擷取螢幕擷取畫面。所以,讓我們建立一個遮罩 (使用遮罩編輯器即可輕鬆自動完成),看看我們是否能夠擷取並顯示此事件。


圖4 - 增加遮罩測試,我們能夠自動擷取暫態事件,讓快速暫態的可見性在正常頻譜顯示畫面中不可見。
圖4 - 增加遮罩測試,我們能夠自動擷取暫態事件,讓快速暫態的可見性在正常頻譜顯示畫面中不可見。

一旦實行遮罩,我們只要按一下「執行」,當暫態訊號發生時,螢幕擷取功能將會自動儲存在您選擇的檔案夾內。圖4是數個螢幕擷取畫面中的第一個。您無法使用傳統的頻譜分析儀輕鬆地完成突波的疑難排解程序。攔截機率 (POI) 100% 取決於頻距的相互作用 (針對即時量測最多為40MHz)、解析度頻寬和FFT長度。RSA306的最小POI為100μs脈衝。


(未完,請參閱下頁更多內文及附圖)


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