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 几十年前，当频谱分析仪刚刚面世的时候，需要进行频域分析的RF 射频信号在时间上都是相当稳定的，而且所采用的都是简单的窄带调制方法，如AM 调幅或FM 调频等。然而，几十年过后，当前数字通信的趋势，明显是信号更多的是随时间而变化的，多采用了是复杂的数字调制方法，并且采用了不少涉及突发的传输技术。这些调制方法还可能有非常宽的带宽( 比方：透过采用扩频或跳频技术来降低EMI 的干扰或抗*力)。为了满足现代测量的带宽要求，MDO4000 混合域示波器保证提供1 GHz 以上的实时频谱捕获带宽。因此，在1 GHz 及以下的跨度设置时，MDO4000 根本不必“扫描”画面，频谱从单次采集中就能生成，其时间跨度由RBW 设置来确定。传统扫频分析仪或窄带FFT分析仪需要大量的时间( 扫描时间) 才能捕获与跨度相关的频率范围。例如：在跨度设置为40 MHz，RBW 设置为30 kHz 时：- MDO4000 频谱时间：74.3 us- 普通频谱分析仪扫描时间：116.4 ms*5可以看到，MDO4000 混合域示波器能够采集必要的数据，速度比频谱分析仪快1000 倍！这大大改善了了解快速变化信号在特定时点上频谱内容的能力。传统扫频分析仪可以更快地进行扫描，但在扫描速度提高时，其幅度或相位精度会变差。相比之下，MDO4000 混合域示波器将在没有失真的情况下，在zui短时间内捕获整个跨度的数据。直接提高RBW 设置会降低采集数据的时间跨度。我们将在下一节“时域和频域相关”中讨论这种关系。如果想进一步了解这些关系，请参阅“采集原始RF 时域数据记录”部分。为了处理这些现代应用中信号随时间而变化的特性，MDO4000 混合域示波器提供了一个垮域的触发采集系统，它全面集成了时域模拟、时域数字与频域的触发采集系统，用户可以在相关频域事件发生的时刻点上，捕获所有当前的时域模拟波形、时域数字与总线的定时、状态与编码，以及射频通道的频谱和射频信号随时间的变化。值得一提的是，若需要时，可以关闭频域触发，当频域数据是连续的，但是与时域中所发生的事件无关的时候，这种功能非常合用。

MDO4000：强大的功能组合

如前所述，MDO4000 混合域示波器提供了*的功能组合，本节将重点介绍这些功能。应该注意的是，本节所介绍的功能是除了MSO4000 系列混合信号示波器提供的全套时域测量功能以外的，专属于MDO4000 混合域示波器的*功能。

频谱用户界面

与任何基于示波器的其它频谱分析工具不同，MDO4000 混合域示波器为进行频谱测量提供了前面板旋钮和优化的菜单结构：前面板按钮可以直接进入下述菜单：

RF；用来打开频域轨迹，控制频谱图画面，定义检测方法。

Freq / Span；用来定义频谱画面的中心频率和跨度或开始频率和终止频率。

Ampl；用来设置频谱画面的参考电平、垂直标度和位置以及垂直单位。

BW；用来设置分辨率带宽和FFT 窗口类型。

Marker；用来打开峰值标记和手动标记，在相对标记读数和标记读数之间变化，把参考标记移到中心，定义所谓峰值的垂直电平。

此外，可以使用数字键盘，简便地输入值。显示画面根据需要自动管理时域和频域窗口。RF 时域数据显示在时域窗口中，一同显示的还有模拟或数字通道的其它时域数据。频谱数据一直显示在独立的频域窗口。

图11. MDO4000 混合域示波器的前面板

这个截图显示了下述要素：

1. 时域曲线：“Normal”示波器曲线。在本例中，黄色曲线( 通道1) 是控制跳频的信号( 作为触发源使用)，蓝色曲线( 通道2) 是系统时钟。

2. RF 时域曲线：这是一条时域曲线，是从RF 输入中导出，允许用户观察RF 输入幅度、相位或频率随时间变化的情况。橙色曲线“f”显示了频率随时间的变化，标度为5.00 MHz/division。所有RF 时域曲线都是从为RF 射频通道采集的时域IQ 数据中导出的。它们与其它模拟通道和数字通道相关，代表连续的时域数据流。如需进一步了解怎样计算和显示这些RF 时域曲线，请参阅“生成RF 时域数据”。

3. 频谱曲线：普通频谱分析仪曲线。与传统频谱分析仪曲线一样，可以观察不同的曲线类型：Max Hold、Average、Normal 和Min Hold。如需更多信息，请参阅“频谱曲线”部分。

4. 频谱时间指示符：指明频谱采集发生的时点位置。这条曲线是从单次的采集中导出的，它代表了一连续的时域数据流，这时域数据流与其它时域模拟和时域数字通道所采集的时局，在时间上是相关的。

5. 峰值标记：自动给出峰值的频率和幅度读数。如需更多信息，请参阅“标记”部分。

6. 频域设置：关键频域参数读数，包括Ref Level、中心频率、跨度和RBW 设置。

7. 触发设置：关键触发参数读数。如需更多信息，请参阅“触发”部分。

图12. MDO4000 混合域示波器的显示要素。

频谱曲线

频域窗口支持四种频谱曲线，包括：

Normal：每次新采集都会替换“Normal”曲线。

Average：“Average”曲线代表zui后N 条“Normal”曲线的平均值。数据是在多次采集上平均的。这是真实功率平均，发生在对数转换之前。每个2 的幂数平均都会把显示的噪声降低3 dB。

Max Hold：多次采集累积的“Normal”曲线中的zui大数据值。

Min Hold：多次采集累积的“Normal”曲线中的zui小数据值。

每条曲线都可以独立打开和关闭，也可以同时显示全部四条曲线。图13 显示了测量CW 信号的四条曲线。标记和测量可以参考任何曲线，因此可以使用RF 曲线手柄指明曲线参考源。在采集参数变化时，Max Hold、Min Hold 和Average曲线自动复位，消除了使用不同采集设置获得的多条曲线合成时产生的画面混淆问题。

图13. 频谱曲线

检测器

检测器在输入信号分析和测量及曲线生成中发挥着重要作用。有四种基本检测方法：+Peak、Average、Sample 和- Peak。与传统频谱分析仪不同，MDO 的频谱曲线是基于所采集的RF 信号的时间样本数据再进行FFT 计算而得出的。由于采集RF 射频信号的采样率为10 GSa/s，因此必需在计算FFT 之前，尽量减少或压缩被采样的数据量。这个压缩过程取决于选择的检测器类型MDO4000 混合域示波器可以在任何地方执行1,000 点到~ 2,000,000 点的FFT 计算，具体位置视乎采集的跨度和分辨率带宽设置而定。检测方法用来确定怎样把1,000-2,000,000 点FFT 输出压缩到1,000 像素宽的画面上。压缩因数决定着每组数据压缩中使用多少个数据样点。压缩工作方式如下：

+ Peak － 使用一个FFT 数据集合中幅度zui高的点

Sample － 使用每组中*个点。

Average － 平均一组中所有点。

- Peak － 使用一个FFT 数据集合中幅度zui低的点。

图14. 创*线使用的检测方法。

MDO4000 混合域示波器可以灵活地手动控制检测方法，但应该指出的是，每条曲线都有设定的默认值，具体视乎RF 射频测量是打开还是关闭( 详情请参阅“RF射频测量”部分)。在RF 射频测量关闭时，每条曲线默认的检测器如下：

Normal: +Peak

Average: +Peak

Max Hold: +Peak

Min Hold: -Peak

在RF 射频测量打开时，每条曲线默认的检测器如下：

Normal: Average

Average: Average

Max Hold: Average

Min Hold: Average

在所有情况下，用户在需要时都可以使用手动控制功能。

RF 时域曲线

除所有普通模拟通道和数字通道外，时域窗口还支持三种RF 时域曲线，这些曲线从RF 输入的底层时域IQ数据中导出，可以分析RF 射频输入的关键参数，包括：

Amplitude 幅度；输入信号在当前频率范围( 由中心频率和跨度设置所确定) 经过带通滤波后的瞬时幅度。

Frequency 频率；输入信号相对于中心频率的瞬时频率。

Phase 相位；输入信号相对于中心频率的瞬时相位。

每条曲线都可以独立打开和关闭，可以同时显示三条曲线。

图15. 检测方法的控制。

图16. RF 时域曲线这个截图( 带有频率振铃的跳频信号) 中显示了下述几种曲线：

1. 幅度随时间变化的曲线：注意在信号在不同频率之间跳动时，幅度基本不变。

2. 频率随时间变化的曲线：纵轴是相对于中心频率的频率。信号从低于中心频率的频率( 屏幕左边边缘上的信号) 跳到大体位于中心频率的频率，再跳到高于中心频率的频率，然后再跳回来( 屏幕右边边缘上的信号)。注意使用这条曲线，可以很容易看到信号在不同频率之间跳动时出现严重的频率振铃。

3. 相位随时间变化的曲线：纵轴是相位，以大约+/-180°包起。注意中间跳频与中心频率之间略微不匹配，因此在跳频期间，相对于中心频率的相位缓慢变化。为分析相位随时间变化，在被测器件与MDO 之间采用锁相参考。在余下的跳频期间，频率不匹配非常大，相位变化表现为实心边带。

所有这些曲线都是从RF 射频通道所采集的时域IQ 数据中导出的，它与其它模拟通道和数字通道所采集的数据是时间相关的，也代表了这个RF 射频信号在时域的连续数据流。如需进一步了解怎样计算和显示这些RF 时域曲线，请参阅“生成RF 时域数据”。

图16. RF 时域曲线。