雷达分析中示波器的使用:触发
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示波器是检测电压随时间变化的基本工具,它非常适合显示基带脉冲的形状。示波器性能参数的来源,可以追溯到早期雷达脉冲的特征。实时示波器带宽高达33GHz,设计用来捕捉和显示重复或一次性信号。
传统的示波器能很好地显示基带脉冲。在33ghz带宽示波器上可以准确地看到具有非常快的转换时间或非常短的持续时间(亚纳秒或更短)的脉冲。示波器触发系统非常发达,稍后将详细讨论。
由于大多数示波器都有8位数字化仪,如果需要同时测量大小信号,则需要仔细考虑动态范围和有效位数(ENOB)。
图1 显示成千上万个脉冲中的一个窄的脉冲
示波器的FastAcq功能使用DPX™采集技术对实时时域数据进行操作。所有的频域测量都是在存储数据的时间采样采集上进行的。示波器上的FastAcq显示可以发现基带脉冲时域瞬态误差。图1只显示了一个脉冲,它的脉冲宽度甚至比数十万个正确的脉冲还要窄。温度标度上表示信号持续性的蓝色表示出现频率最低,而红色区域则是每次相同的信号部分。
DPO、DSA和MSO系列上的FastAcq功能提供了具有高波形捕获率的时域显示。DPX采集技术处理器直接对A/D转换器的实时数字样本进行操作。它在时域显示中发现快速变化或一次性事件。
图2 在一系列脉冲中发现一个瞬时故障
对于使用示波器进行的宽带测量,FastAcq可以使用电压-时间显示器来查看甚至是瞬时瞬态事件。图2显示了蓝色的一次性瞬态。对于该显示器,蓝色表示发生率很低的瞬变,而红色表示波形中不断重复出现的部分。
示波器触发
最发达的功能之一
示波器最发达的功能之一是触发。示波器触发器的最新进展使基于一个或多个通道中的电压和电压变化触发采集或测量的方法成为可能。这些范围复杂,从简单的边缘或电压电平触发到复杂的逻辑和定时比较的所有输入通道的组合可用。
模式识别,并行和串行,触发“runt”或“故障”信号,甚至触发基于商业数字通信标准都可以在示波器。DPO/MSO5000、DPO7000和DPO/MSO/DSA70000系列示波器允许用户指定两个离散触发事件作为采集条件。这称为触发序列,或Pinpoint™触发。
主触发器或“A”触发器响应一组限定条件,这些限定条件可以从简单的边缘转换到多个输入上的复杂逻辑组合。然后,可以指定在以时间或事件表示的延迟之后发生边缘驱动的“B延迟”触发器。
B触发器不限于边缘触发。相反,示波器允许B触发器在其延迟周期之后,从a触发器中使用的触发器类型的相同的广泛列表中选择条件。设计人员现在可以使用B触发器来查找可疑的瞬态,例如,在A触发器定义了操作周期的开始之后发生数百纳秒。
因为B触发器提供了全范围的触发选择,所以工程师可以指定,例如,他们想要找到的瞬态脉冲宽度。超过1400种可能的触发组合可通过精确定位触发进行鉴定。序列还可以包括a触发器事件之后的单独水平延迟,以便及时定位采集窗口。复位触发功能使B触发更加有效。
如果B事件未能发生,示波器将在指定的时间或周期数后重置触发器,而不是无休止地等待。这样做,它重新启动A触发器,以寻找新的A事件,用户无需监视和手动重置仪器。该系统可以检测到小于200ps宽的瞬态故障。先进的触发类型,如脉冲宽度触发,可用于捕获和检查特定的射频脉冲在一系列脉冲中随时间或振幅变化。
触发抖动——实现可重复测量的关键因素——小于1万亿分之一秒(1ps)rms。对于基带脉冲,基于边缘、电平、脉冲宽度和转换时间的触发器最受关注。如果需要基于与不同频率相关的事件进行触发,则需要RSA系列频谱分析仪。
手动计时方法
雷达脉冲分析
传统的脉冲测量是通过对示波器上的显示进行目视检查来完成的。这是通过观察基带脉冲的形状来实现的。使用这种方法可以测量定时和电压幅度。这些测量是足够的,因为脉冲通常非常简单,基带脉冲用于调制雷达发射机的功率输出。
如果需要测量来自发射机的射频调制脉冲,则通常使用一个简单的二极管检测器来校正射频信号,并提供其基带定时和幅度的再现以供示波器显示。一般来说,示波器没有足够的带宽来直接显示射频调制的脉冲,如果有,脉冲就很难看清,甚至更难高级雷达分析应用说明可靠地生成触发器。
对于这些基带脉冲测量,首先使用的测量技术是直观地记录脉冲的重要部分在屏幕上的位置,并计算脉冲的一部分和另一部分之间在屏幕上划分的次数。这是一个完全由示波器操作员手动执行的程序,因此容易出错。 自动示波器计时测量随着模数转换器的出现,在屏幕上找到位置的过程成为直接测量脉冲各个部分的时间和电压的过程之一。现在在现代示波器中有完全自动化的基带脉冲定时测量。
单键选择上升时间、下降时间、脉冲宽度等是常见的。然而,这些测量大多不关注调制雷达信号的测量包络。当用于脉冲调制载波时,这些测量的效用有限,因为它们是用信号的载波而不是检测到的脉冲来表示的。这将导致在单个载波周期上进行脉冲宽度测量,以及载波而不是调制脉冲的上升时间。
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