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『』技术文章—基于泰克MSO64的全新瞬态分析技术( 二 )



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图3. RF Chirp Pulse的频谱、波形、包络、频率及相位曲线
类似地 ， Spectrum View还可以应用于跳频信号的分析 ， 观测的依然是频率解调曲线 。得到跳频图案后 ， 可以进一步分析每个频点的驻留时间以及相邻频点之间的切换时间等参数 。
『』技术文章—基于泰克MSO64的全新瞬态分析技术
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图4. Spectrum View的瞬态模式可以直接解调出跳频图案
(2) PLL频率锁定时间测试
基于PLL技术的频率综合器应用极其广泛 ， 无论是通信还是雷达系统中 ， PLL频综都是必不可少的 。因为PLL频综具有非常高的频率稳定度 ， 相噪性能非常优异 ， 这些都是保证通信和雷达系统性能的重要因素 。PLL是一个负反馈控制系统 ， 图5给出了简要架构示意图 ， 从闭环传输特性看 ， PLL具有一定的环路带 宽 ， 这主要取决于环路上的低通滤波器——Loop filter 。环路带宽不仅决定了输出信号的相噪性能 ， 而且也决定了PLL锁定的速度 。相噪性能和锁定速度是PLL频综开发工程师必须要折中考虑的两个参数 ， 因此在调试阶段也是必测的两个参数 。
图5. PLL频率综合器架构示意图
对于锁定时间的测试 ， 传统测试方法是直接将PLL输出的射频信号馈入频谱仪 ， 然后在zero span模式下设置触发观测射频信号的包络 。但是这种方式有两个缺点：① 以触发位置为时间参考点 ， 而PLL在触发时刻之前已经开始工作 ， 无法准确标定锁定时间；② 由于这种方法是从包络上判定是否锁定完成 ， 测试误差会很大 。因为信号的包络与频谱仪设置的RBW关系很大 ， 存在这样的情况——即使频率没有完全锁定 ， 但是信号依然可以完全通过RBW filter ， 从而得到正常的包络信号 。此时 ， 标定的锁定时间会偏小 ， 而不能正确反映PLL的性能 。
使用Spectrum View的瞬态分析功能可以轻而易举地解决这个问题 ， 测试连接如图6所示 ， 待测PLL电路除了将射频输出连接至示波器之外 ， 同时提供一路同步触发信号 ， 以此作为时间基准 。在瞬态分析模式下 ， 调出Frequency_vs_Time波形 ， 当频率锁定后 ， 接近一条直线 ， 观测在哪个时刻频率锁定成功 (比如 ， 定义频率误差在标称频率的±5%以内即认为锁定成功) ， 从而准确测试锁定时间 。
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图6. PLL频率锁定时间测试连接示意图
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图7. PLL频率锁定时间实测结果
(3) 射频开关切换时间测试
作为射频电路中常用的器件 ， 开关通常用于多个射频链路之间的切换 ， 从而实现分时工作 。比如智能手机基本都支持多种无线通信制式 ， 各种制式之间的切换就是通过射频前端的开关实现的 。这类射频开关为单刀多掷开关 ， 通常除了关注开关的插损、隔离度、驻波比等参数外 ， 还要关注开关的切换时间 ， 以保证各个链路之间严格的时序关系 。
如何测试开关的切换时间呢？图8给出了测试连接示意图 ， 示波器是整个测试的核心设备 ， 此外还需要一台信号源 ， 用于给开关提供射频激励信号 。测试过程中 ， 信号源提供CW信号馈入开关 ， 控制电路在控制开关切换的同时 ， 也给示波器提供一路触发信号作为时间参考 。为了准确测试切换时间 ， 需要得到开关输出的射频信号的包络 ， 在示波器侧通过比较外触发信号与包络信号之间的延迟 ， 便可以确定切换时间 。
示波器通常借助于外部的包络检波器测试信号包络 ， 但是这会引入额外的时延 ， 从而影响测试精度 。相比之下 ， Spectrum View可以直接显示射频信号包络 (Magnitude_vs_Time) ， 测试更准确、应用更方便 。


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