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射頻功率量測原理 (八):運用量測緩衝模式對長時間叢發訊號進行精準閘控分析

射頻功率量測原理 (八):運用 RTP 系列量測緩衝模式應用程式進行叢發訊號量測

對脈衝訊號進行長時間週期的量測,在許多應用中都至關重要,例如在高功率放大器的測試中,長時間運作產生的熱量可能導致波形失真劣化,甚至出現功率下垂 (power droop) 或暫時性的訊號中斷 (signal dropout);此外,工程師也需要透過長期觀察,來驗證脈衝間隔的穩定性,確保沒有發生漂移 (drift)

除了宏觀監控,時間閘控 (time gating) 技術則可讓工程師深入分析訊號叢發的特定區段,將其納入或排除於功率量測之外,以獲得更精細的洞察,Boonton 的 USB RF 功率感測器搭載即時功率處理 (Real-time Power Processing, RTPP) 技術,正是為了滿足延長量測持續時間封包時間閘控等高效測試需求而設計。

為了實現長時間的無縫量測,Boonton 的即時功率感測器採用了高效的資料擷取策略,在每個脈衝週期,它僅記錄峰值、平均與最小功率,以及起始時間量測持續時間,並捨棄非相關區間的資訊,藉此大幅減少資料儲存需求,這個機制讓搭載 RTPP 技術的感測器能幾乎即時地擷取無限長的脈衝序列,且無任何資料擷取或分析間隙;而實現此功能的關鍵,就是 RTP 系列量測緩衝模式應用程式

在這款便利的工具程式中,使用者可以設定各種限定 (qualify)延遲 (delay) 選項,來精準控制擷取峰值、平均與最小功率的觸發條件(圖 1)。


圖 1:可設定閘控的限定與延遲選項,以將所需的緩衝閘控對準訊號叢發。

OFDM (正交分頻多工) 訊號(如 5GLTEWi-Fi)為例,其時域波形近似雜訊,任何雜訊尖刺 (noise spikes)調變凹陷 (modulation dips) 都可能導致錯誤觸發 (false triggers),進而影響量測準確性,為了解決這個問題,此應用程式提供了兩種「限定器」:

  • 起始限定器 (Start Qualifier)
    此設定要求訊號必須在超過閘控閾值的狀態下,持續一段指定時間,量測才會啟動,這能有效過濾掉叢發訊號關閉期間的短暫雜訊,避免其被誤認為有效事件。
  • 結束限定器 (End Qualifier)
    此設定則要求訊號必須在低於閘控閾值的狀態下,持續一段指定時間,量測視窗才會關閉。這能將因訊號調變凹陷而導致閘控過早結束的可能性降至最低。

在訊號通過起始限定器的驗證後,「延遲」功能便可進一步微調量測區間,起始延遲 (start delay) 能在量測啟動前,等待一段預設時間;而結束延遲 (end delay) 則能在脈衝結束前,提早關閉量測閘控;這兩項功能讓使用者能夠精確地挑選出波形的特定部分進行分析,例如:在分析 Wi-Fi 訊號時,可以排除或僅聚焦於其初始的前導碼 (preamble) 部分

Boonton 的 USB RF 功率感測器RTP 系列量測緩衝模式應用程式的結合,為訊號叢發完整波形的功率分析,提供了卓越的效能與必要的量測視窗,此解決方案不僅支援長時間與時間閘控量測,更具備最寬廣的 195 MHz 影像頻寬最快的 3 ns 上升時間最快的每秒 100,000 次量測速率、以及最精細的 100 ps 時間解析度等頂尖硬體規格。

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