橫空出世：20GHz高性能實時頻譜儀&監測接收機

2018-03-13 by:CAE仿真在線來源:互聯網

SM200A是Signal Hound公司最新推出的一款模塊化頻譜儀,它具有高動態范圍、超低相噪、極快的掃描速度以及160MHz的實時帶寬等性能。

SM200A具有100kHz-20GHz頻率測試范圍,160MHz的實時帶寬,1THz/s 的掃描速度。另外,它還具有很高的交調截點,110dB的動態范圍(如圖1),以及具有足夠低的相噪,對EVM的貢獻不到0.1%。

圖一SM200A的動態范圍

獨特的設計

SM200A的信號處理功能來自于兩塊,一塊是儀器內部先進的Altera Arria-10系列FPGA,另一塊是外部的PC,要求處理器為i5或i7。這個強大的處理能力組合實現了一個全功能的頻譜分析儀和監測接收機平臺,即使是極其苛刻的測試任務也能輕松完成。SM200A不像傳統的頻譜分析儀,所有的嵌入式處理都集成在一個盒子里,它的分布式處理具有無與倫比的靈活性和相當的性能,而且只需傳統頻譜儀成本的一小部分。傳統的臺式機系統想升級存儲器或者改變網絡接口是非常困難的,而SM200A消除了這些問題,因為它采用的是PC機,它不和專有的,昂貴的或過時的處理硬件鎖在一起,隨時可以更新換代或者升級。

SM200A集成的軟件支持傳統參數的控制,如頻率掃寬/中心/開始/截止,分辨率帶寬,視頻帶寬,參考電平,可配置的跡線和頻標。該軟件提供了豐富的顯示功能,如2D瀑布圖、頻譜圖、實時顏色余輝顯示,以增強和簡化信號識別(如圖三實測WIFI+掃頻信號)。也有常見的數字調制信號的物理層測量工具和數字解調工具,包括:ASK、FSK、MSK、OOK、PSK和QAM(如圖四 VSG25A信號源產生的8PSK調制信號實測)。另外,還提供EMC預測工具。

圖三實測空中WIFI信號+信號源產生的掃頻信號

圖四實測矢量信號源VSG25A產生的8PSK調制信號

SM200A有內置的GPS,用于時間校準和接收數據的地理位置信息的標記。它可以提供±50ns精度時間戳的校正IQ數據流用以生成信號分析數據庫或者經過一段時間后的移動數據采集用以后處理。SM200A有一個內置的通用擴展端口(GPIO)用于各種高級功能,如在信號監測方面作為多個天線之間的零延遲切換。

Signal Hound系統可以通過PC機的以太網接口連接到網絡和后端資源,這使得它在通信、數據傳輸、軟件更新和系統管理任務等方面都可行。對于特殊的應用,通過本地應用程序接口(API),SM200A可以連接到自動監控系統或自動測試設備(ATE)。用C/C++編寫,完全文檔化的API,支持完整的功能,如頻譜掃描,設置事件觸發記錄、實時分析和I/Q數據流。程序員可以根據API自定義已有應用的程序開發或利用校準過的IQ數據結合用戶自己的數字信號處理算法開發有針對性的應用。

SM200A的重量不到4公斤,包括散熱器,并由外部9V至15 V直流電源或用交流/直流適配器供電。

應用

SM200A的高動態范圍和極低的相噪簡直是一個“活力雙雄”,它具有先進的信號測量能力。

許多單位不愿花錢買一個相噪聲測試系統,盡管它是非常有用的。然而,經濟適用的SM200A非常適合對相位噪聲測量要求苛刻的場合,因為SM200A的本身相噪很接近最好的臺式頻譜儀,那些隱藏在大信號的相位噪聲包絡下的小信號也能很容易被觀察到。圖五顯示了SM200A對Signal Hound的1 GHz標準參考時鐘的相噪測量結果。