1. 简单调制信号分析

简单调制信号主要包括ASK，FSK，PSK 等简单的数字调制信号，它们在汽车电子、医疗电子、安防、无线抄表领域得到广泛应用。简单数字调制系统的调测，重点在基带电路，示波器将是主要的测试仪器，但根据测试规范，频谱指标也必须测试，调制特性也是需要考虑的因素。

图 5-1-1

图 5-1-2

MDO4000 集示波器、频谱仪功能于一身，非常适于这类应用。MDO4000 本身具有射频信号对时间光迹的功能，可以显示射频信号的幅度/ 频率/ 相位随时间变化的规律，对ASK、FSK、PSK 信号，可以直观地将波形显示出来，利用示波器内置的多种测试功能，可以测量上述信号的幅度、周期、占空比、上升/ 下降沿等参数。一机在手，解决全部问题！

图 5-1-3

我们首先看一个ASK 调制信号的实例( 图5-1-1)，该例子为汽车遥控钥匙的频谱与ASK 调制波形。在幅度随时间变化的调制域波形中，我们可以清晰地看到导码与数据之间的关系。在做ASK 信号分析时，MDO4000的跨域分析特性也优势，图5-1-2 示意出ASK 信号的基带、时钟、射频调制波形与频谱之间的关系。图5-1-3 和图5-1-4 示意出遥控玩具车的控制信号，由于遥控玩具的射频发射功率较低，对遥控信号的频域和时域指标要求不高，但ASK 的控制码不能出错，否则将无法实现遥控。图5-1-3 中第二个脉冲为窄脉冲，当遥控杆向上扳时，第二个脉冲变为图5-1-4 的宽脉冲，MDO 在测试遥控信号频谱的同时，验证了遥控码的正确。

图 5-1-4

接下来我们看几个FSK 的实例，FSK 调制比ASK 的应用更为广泛，因为这种调制更不易受外界干扰的影响，因此在汽车胎压监测、安防、无线抄表及*等对抗干扰要求更高的场合得到广泛应用。

图 5-1-5

图5-1-5 为胎压监测实例，图中下半部分为FSK 频谱显示，上半部分橙色曲线为射频信号频率随时间变化的曲线，该曲线可以清晰地显现FSK 的数字码。为了充分发挥MDO 的跨域分析功能，在测试时将电压（黄色曲线）和电流（绿色曲线）信号接入到示波器通道，可以发现，在射频信号发出时，电压信号的纹波陡然增大。

图 5-1-6

图5-1-6~ 图5-1-8 为无线抄表测试实例，同样在测试射频信号的频谱的同时，测试了FSK 码流变化的情况。图中黄色曲线仍然是电压信号，蓝色曲线为电流信号，电压纹波在FSK 发射时依然陡增。除了电压电流信号，我们还接入了SPI 总线控制信号，可以发现，该FSK 码流是在SPI 总线的控制下发射与中断的。在验证射频指标和FSK 码流的同时，我们还能发现该系统潜在的问题。在图5-1-7 中，频谱分析时间框设定在FSK 发射的中间部分，频谱底噪正常，但当频谱分析时间框设定在FSK 刚刚中断发射时，从频谱上可以看出底噪抬升了30dB。

图 5-1-7

图 5-1-8

2. RFID 标准符合性测试

RFID是一种低功耗的短程无线通信技术，全称为“RadioFrequency Identification( 射频识别)”。RFID 系统的组成一般至少包括两个部分：电子标签 ( 英文名称为Tag) 和读写器( 英文名称为Reader/Writer 或Interrogator)。电子标签中一般保存有约定格式的电子数据，在实际应用中，电子标签附着在待识别物体的表面。读写器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的。进一步通过

计算机及计算机网络实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。RFID 使用的频率从低频到微波，各频段有各自的应用领域。表5-2-1 和表5-2-2 使用出RFID 的使用频段及应用领域。

表5-2-1

表5-2-2

标准化组织针对不同频段的RFID 制定了相应的标准如表5-2-3，可见，RFID 标准是很繁多的，RFID读卡器、标签的设计及测试，都要以相应的标准为依据。RFID 标签的测试以物理性能测试及网络性能测试为主，不在我们讨论的范围，而RFID 读卡器的调测及标准符合性测试，则是我们讨论的重点。

表5-2-3

RFID 读卡器是高度集成的嵌入式射频系统，MDO 的跨域分析功能，能够更好地体现控制信号与射频信号间的时序关系，在RFID 读卡器调测中非常有用。图5-2-1为RFID 读卡器调测实例，图中下半部分为RFID 信号频谱，上半部分中，黄色信号为读时钟，蓝色信号为发射控制，低电平时读卡器射频发射，发射的数据也通过该信号叠加上去。上半部分中的橙色信号为射频信号的幅度随时间的变化曲线，通过该曲线，我们很可以轻松地看到读卡器与标签信号间的握手过程，以及这些过程与相应的控制信号之间的关系。

图5-2-1

将图2-2-1 中的射频信号存储为TIQ 格式的原始IQ数据后，就可以利用RSAVu 矢量信号分析软件调用，然后对该RFID 信号进行标准符合性测试( 图5-2-2)

图5-2-2

所谓标准符合性测试，是按照表5-2-3 相应的标准对RFID 读卡器或系统进行符合性验证。由于RFID 信号是突发的微功率信号，传统的频谱仪或矢量信号分析仪都必须将信号采集下来后再进行分析，MDO4000 +

RSAVu 是很好的解决方案。

图5-2-3

图5-2-3 示意出RFID 标准符合性测试的内容，图5-2-4 为相应的RFID 信号的功率随时间变化的波形图。在这两个图中，分别标有绿色、蓝色和灰色的框，代表时域、调制域和频域的测试项目，MDO4000 本身就包含示波器、频谱仪和调制域分析的功能，非常适合进行RFID 标准符合性测试。利用RSAVu 矢量信号分析软件对MDO 采集的RFID 射频信号进行分析，可以测试图3-2-3 中全部指标，RSAVu 也支持全部RFID标准，并且支持用户自定义的标准。

图5-2-4

3. 商用通信信号分析

商用通信信号主要指现有通信体质如GSM、CDMA、W-CDMA、WLAN 等，在这种情况下，MDO 仅采集射频信号，但跨域分析特性将使MDO 可以分析射频信号与基带控制信号的关系。此外，对TDMA 信号，MDO 射频幅度随时间变化曲线不仅显示出时隙功率，还可以方便地测试时隙开启可关闭瞬间的频谱。

图5-3-1

图5-3-1 为数字对讲机某个时隙的频谱，由于上半部分中的频谱分析时间位于时隙的中间，下半部分中的频谱测试的ACPR 指标正常。但当频谱分析时间位于时隙的关闭阶段时，ACPR 指标严重劣化( 图5-3-2)。

图5-3-2

对一般的商用通信信号，可以用RSAVu 对MDO 采集的射频信号进行分析，这在图3-1 中已经示意，在此不再赘述。

图5-3-3

由于MDO 具有大于1GHz 的采集带宽，而SignalVu-PC 的分析带宽没有限制，因此利用MDO 进行宽带采集后，一个带宽内可能存在多个信号，SignalVu-PC可以设定分析中心频率，对采集到的多个信号逐一分析。

图5-3-4

图5-3-4 将粉色光标移动到1.7GHz 处，设定QPSK参数后，得到CDMA 信号测试结果。MDO 一次采集，SignalVu 强大的分析功能可以分别进行分析。

4. 超宽带信号分析

超宽带信号包括宽带跳频、宽带雷达及其它超宽带通信信号。MDO 射频采集带宽大于1GHz，采样率为10GB/S，因此对500ps 的脉宽及每秒十亿跳的跳频都可以进行分析。MDO 内置的射频信号幅度/ 频率/ 相位随时间的变化曲线可以轻松显示出雷达信号的脉冲特性及脉内频率/ 相位特性。图5-4-1 为MDO 实测的5 跳频点的跳频信号，每个跳频点持续时间50ns，MDO 可以非常准确地进行测试。图5-4-2 为MDO 实测10ns 脉宽、重复周期为100ns 的雷达信号，MDO不仅能够准确测试10ns 脉宽，还能解调脉内频率随时间的变化。

图5-4-1

图5-4-2

无论进行雷达信号测试还是跳频信号测试，MDO 宽带调制域分析与跨域分析配合，可以协同发现系统潜在问题，并对射频与基带信号之间的时序关系进行测试。图5-4-3 为实测跳频信号，因为嵌入式程序的一个BUG，控制跳频的触发脉冲多了一个，导致系统多了一个持续10ms 左右的一个跳频状态。这个例子已经在《MDO4000 系列混合域分析仪应用之一 — 跨域分析发现当代数字射频系统疑难杂症的创新手段》，在此不做赘述。

图5-4-3

图5-4-4 为利用MDO 实测双线性调频雷达信号，线性跳频带宽为100MHz，雷达信号载频1GHz，因此射频信号既接入到射频通道，又接入到MDO 示波器通道1 中，由此可以对比看出射频脉冲和调制域脉冲包络的

对应关系，利用示波器内置的多种测试功能，可以测试调制域脉冲包络参数及线性跳频参数。

图5-4-4

图5-4-5 为MDO 实测脉内相位编码调制雷达信号，MDO 调制域中的相位波形直观地显示出相位编码。图5-4-6 为典型的雷达系统跨域分析，图中显示了30us脉宽，500MHz 带宽的线性跳频雷达系统的工作情况，橙色曲线为射频信号他调制域脉冲包络和线性跳频特性，黄色脉冲为控制雷达发射的触发信号，蓝色方波为控制雷达接收的门信号，粉色脉冲为控制雷达接收的触发信号，图中左下角为利用示波器内置的测试功能，测试各种信号参数及时序关系的结果。

图5-4-5

图5-4-6

当然，本节中MDO 实测射频信号，都可以转存为TIQ文件用SignalVu-PC 打开，利用该软件的分析功能进行测试。图5-4-7 为SignalVu 软件分析MDO 采集的雷达信号实例，该软件可以测试27 向雷达参数，本例中存在两类雷达脉冲，一类线性调频带宽为500MHz，另一类为线性调频带宽250MHz。

图5-4-7

总结

MDO 宽带调制域分析与跨域分析配合使用，可以解决传统手段不能解决的问题。MDO 与泰克RSAVu 或SignalVu 矢量信号分析软件协同工作，可以满足宽带高性能矢量信号分析的要求。