软件零线材的仪器仪表工作原理讲解
    该文章讲述了软件零线材的仪器仪表工作原理讲解.

本文章介绍了软件零线材的仪器仪表工作原理:

软件无线电在测试仪器

中应用已呈上升趋势。其典型应用是任意波形发生器和矢量信号分析仪。前者是提供软件编辑的数据文件通过DA变换器产生模拟输出,后者则是前者的逆过程,即通过AD采集数据送软件进行数据处理。

N5530S是目前安捷伦公司最新推出的信号源检定系统,由PSA高性能频谱分析仪(加选件1DS、123、233及B7J)、EM P功率计及传感器N5532A、N5530S系统软件及PC构成,能够完成信号源的所有指标测试,如频率、调幅AM深度、调频FM频偏、调相偏移、调制速率、调制失真、射频功率及调谐射频电平等指标。在PC中装入矢量信号分析软件还可解调各种数字调制信号(如FSK、MSK、BPSK、QPSK、及QAM等调制方式),完成EVM、幅度误差、相位误差、IQ偏移等指标测试。

系统组成及工作原理

系统组成如所示。系统由PSA频谱分析仪、EM P功率计(配5532A探头)、PC及系统软件构成。探头N5532A内部除传统的传感器外还有一个功分器。功率计探头接信号源输出口,信号源输出信号在功率探头中一分二路,一路进入功率传感器,完成功率测量,另一路接PSA频谱分析仪,配合N5530S软件完成频率、调制、调谐射频电平及数字解调测试。

5530S测试系统组成N5532A功率传感器按频率范围分有3种选件:opt504 100 kH z 4. 2 GH z; opt518 10MH z 18 GHz;opt526 30 MH z 26. 5 GHz.根据我们工作的实际情况选用了opt504和opt526.EM P功率计可选用E4416 /7A、E4418A /B及E4419A /B,功率计的软件版本选用目前最新版本。频谱分析仪可选用PSA系列频谱分析仪(包括E4440A、E4443A、E4445A及E4447A ),仪器软件版本为A. 06. 00版。我们选用了E4440A(外加opt1DS、123、233及B7J)。

计算机要求W indows2000或W indowsXP操作系统。在计算机中装入N5530S测试软件。系统除可完成类似于HP8902S信号源系统的所有功能外,还可进行矢量信号分析。测量原理:除射频功率外,所有测量项目都由PSA频谱分析仪进行数据采集, N5530S软件控制计算机进行处理及显示。PSA频谱分析仪的功能是一台超外差式接收机,所有测试信号经它下变频到21. 4MH z中频,然后进行数据采集并送PC进行处理。

测量系统中使用的软件无线电技术及其优点

( 1)数字化的调制解调器及滤波整形技术

调幅AM解调、调频FM解调、调相PM解调及调制失真等传统上由模拟器件完成的工作在该系统中都由N5530软件完成。通过PSA中频基带采集的数据送入PC中,根据解调属性所依据的相关算法计算出测量结果并进行显示。其中满足测试用的各种低通、高通、去加重滤波器及检波器等功能都由其相应的数学表达式通过软件编程实现。进行调制测量时,从PSA频谱分析仪采集来的原始IQ数据对(这些数据对出现在中频)送由N5530S软件进行处理,分述如下:1)滤波和预采样:有助于这一步减小带外噪声和寄生信号,以保持解调信号的相对纯净。如中所示,这一步骤是由89600S软件完成的;2)解调检波(AM、FM及PM ): IQ数据对按照所选择的AM、FM或PM方式被解调。同样需要选择低通滤波器及高通滤波器。IQ数据对的取样速率由IF带宽及与所选滤波器带宽耦合方式的带宽控制。高通滤波器决定测量时间。在该级的输出为基带信号;3)后置滤波器:该级滤波进一步减小可能出现在信号中的带外噪声。这些参数由所选择的LP低通、HP高通及FM调频去加重滤波器决定;4)检波:检波方式与8902A面板上的相似,可选择+ Peak、- Peak、Peak /2或RM S.除RMS外的所有检波方式是在给定的记录中检测到许多信号的峰值,这样可确保得到精确的可重复的测量结果。

RM S有效值检波用于测量包含在基带信号中的功率;5)平均:检波所得的结果再进行平均。平均的方式由用户接口(或IV I- COM API)选择。有以下方式可选: N ormal(标准)、Exponential(指数)、Pea kH old(最大保持);6)功率测量:由功率计进行测量后,测量结果送入PC由显示器监测。当使用IV I- COM API,测量结果送入用户软件作进一步的处理;7)频率测量和调谐射频电平测量:如、RESEARCH DEVELOPMENT所示,调谐射频电平和频率计需要PSA采集数据并进行处理,以得到准确的频率及幅度值。这些频率及幅度的测量值经由GPIB总线传输到PC由N5530S软件进行处理。该文章讲述了软件零线材的仪器仪表工作原理讲解(2).

( 2) PSA频谱分析仪中大量使用了数字化器件

如中频滤波

器RBW大量采用数字滤波器由频谱分析仪软件实现,代替了以往频谱分析仪的由多个滤波器组成的滤波器组。分辨带宽由8 MHz到1 H z,步进变化改变了传统的1 3档固定步进,可随意设置,而不是以往的固定的几个可选值。

( 3)仪器面板的全数字化

为了方便用户的使用习惯并使测试过程更加直观,该软件编制了与8902A测试接收机几乎相同的仪器面板。通过该面板作为用户接口,启动软件对硬件的控制、数据采集及后期处理。用户只需点击鼠标即可得到与8902A接收机测试完全类似的结果。同时该系统还有以往测试接收机不可比拟的优点:可根据测试需要选取批测试(一次完成频率、功率、调制等);通过IV I- COM API将被测件方便地编入仪器系统,完成全自动测试。

( 4)具有与传统仪器不可比拟的优点

1)较少的硬件:由前述可知,该系统仅由PSA频谱分析仪、功率计及PC和软件构成,而完成同样功能的8902S信号源检定系统除8902A测试接收机外还需配置本振源、下变频器、音频分析仪、频谱分析仪、频率计等方可完成模拟信号源指标的检定。

如果要测试数字调制信号,还需配备矢量信号分析仪等仪器。因此,该系统与以往信号源检定系统比较仪器配置极大地简化,成本大大降低。

2)操作更方便: 8902S信号源检定系统中各参数由分离仪器完成,操作较复杂,尤其是8902S系统用在频率1 300 MH z以上时,除设置本振源频率需要比被测信号源频率高固定的数值外,还需在8902A主机上调用多个特殊功能键,输入与被测信号有固定差值关系的数据,方能使仪器工作在正常状态。在功率测试前需要手动输入功率计校准因子,操作步骤繁杂、耗时。而使用5530S系统检定信号源时,只需轻点鼠标及可完成相应的测试项目。

根据用户需要还可将多个测试项目集成,一次完成多项测试。

3)便于二次开发: 5530S中的IV I- COM API端口为仪器完成全自动检测提供了开放的开发环境,用户只需通过必要的步骤,编制被检仪器的命令库或函数,即可实现对被检仪器的控制,从而实现全自动检定。

4结束

软件无线电作为一种新兴的技术手段,其应用范围非常广泛。在测试仪器领域,可替代一些传统模拟部(器)件,完成面板仿真,实现交互测试及各种仪器硬件的资源共享,为系统级测试提供开放的用户环境。

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    收录时间:2014年06月24日 08:29:54 来源:高校自动化网 作者:匿名
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