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高效的IQ數(shù)據(jù)分析和輸出功能

4051信號分析儀IQ分析模式


  來源: 中電儀器 時間:2019-04-11 作者:張峰
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在現(xiàn)代通信中,IQ調(diào)制是最基本的矢量調(diào)制方式,IQ分析模式是4051系列信號/頻譜分析儀的標(biāo)準(zhǔn)配置,能夠進(jìn)行IQ數(shù)據(jù)的獲取、基本的信號分析和IQ數(shù)據(jù)的輸出。

輸入的射頻信號經(jīng)過多級變頻,得到中頻信號;經(jīng)過抗混疊濾波器和步進(jìn)增益的處理,通過AD轉(zhuǎn)換器將模擬中頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字中頻信號;經(jīng)過數(shù)字信號處理,得到IQ數(shù)據(jù)并存儲在捕獲內(nèi)存中;對IQ數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT運算后得到頻譜圖,對IQ數(shù)據(jù)進(jìn)行幅度計算后得到幅度時間圖,對IQ數(shù)據(jù)進(jìn)行檢波得到IQ時間圖。可以將原始IQ數(shù)據(jù)保存為文件輸出或直接通過網(wǎng)絡(luò)程控輸出。


IQ分析模式界面


1、IQ數(shù)據(jù)獲取

在IQ數(shù)據(jù)獲取過程中,需要經(jīng)過數(shù)字下變頻濾波器的處理。數(shù)字濾波器的帶寬決定了IQ分析功能的測量帶寬。經(jīng)過濾波器后,測量帶寬內(nèi)的信號不會受到影響,測量帶寬外的信號會被壓縮。通常來說,被壓縮的信號為噪聲等不需要的信號。如果需要測量的信號也被壓縮了,則需要通過增大測量帶寬來增加采樣率。

采樣率、測量長度、測量帶寬之間的關(guān)系:

采樣率=測量帶寬 ×1.25

測量長度=采樣率×測量時間


2、頻譜分析和時域分析功能

頻譜圖反映了信號的幅度隨頻率的變化關(guān)系。捕獲到的IQ數(shù)據(jù)經(jīng)過FFT運算后得到頻譜圖。測量帶寬和分辨率帶寬對頻譜圖的影響較大,在相同的測量帶寬下,分辨率帶寬越小,信號的分辨能力越強,運算時間越長;分辨率帶寬越大,信號的分辨能力越弱,運算時間越短。

通過觀察頻譜圖可以得到信號的調(diào)制樣式,如幅度調(diào)制、脈沖調(diào)制,也可以計算模擬調(diào)制信號的調(diào)制深度、調(diào)制率等簡單的調(diào)制參數(shù)。


幅度vs時間圖反映了信號的幅度隨時間的變化關(guān)系。I、Q兩路數(shù)據(jù)經(jīng)過幅度運算,得到被測信號的幅度數(shù)據(jù),公式:Amp=√(I^2+ Q^2 )。測量時間會影響幅度vs時間圖的顯示范圍,測量時間越長,顯示的信號周期數(shù)越多,測量時間越短,顯示的信號周期數(shù)越少。測量時間的長短需要根據(jù)信號的周期設(shè)置一個合適的值。


幅度vs時間圖對測量周期信號有很大的幫助,對于一個幅度調(diào)制信號,可以計算出調(diào)制率;對于一個脈沖調(diào)制信號,可以計算出脈沖周期、脈沖寬度。


3、IQ數(shù)據(jù)輸出功能

基帶信號可以由相位信息(I)和幅度信息(Q)表示出來。在RF、IF頻率未知的情況下,可以對信號的調(diào)制信息和失真信息進(jìn)行分析。因此,IQ數(shù)據(jù)的用途非常廣泛,其他測量功能可以直接使用IQ數(shù)據(jù)進(jìn)行信號分析。和經(jīng)過檢波處理的軌跡數(shù)據(jù)不同,IQ數(shù)據(jù)是沒有經(jīng)過任何處理的。IQ數(shù)據(jù)以32位浮點數(shù)的格式存儲。文件菜單中,在選擇保存類型為“IQ數(shù)據(jù)(本地)”后,在“IQ數(shù)據(jù)”菜單中,可以設(shè)置IQ數(shù)據(jù)保存的狀態(tài),包括:自動和手動,在自動狀態(tài)下,保存的IQ數(shù)據(jù)與用于分析的IQ數(shù)據(jù)是一致的,IQ數(shù)據(jù)時間和IQ數(shù)據(jù)長度不需要另外設(shè)置;在手動狀態(tài)下,可以手動設(shè)置IQ數(shù)據(jù)時間和IQ數(shù)據(jù)長度,保存IQ數(shù)據(jù)時,需要重新采集一次。


IQ數(shù)據(jù)輸出的方式有兩種:

1) 文件方式:支持txt、csv、dat格式。

步驟1.進(jìn)入IQ分析功能,并復(fù)位。

?按下前面板上的【模式】,選擇[IQ分析]。

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