雷達(dá)分析中示波器的使用：觸發(fā)

示波器是檢測(cè)電壓隨時(shí)間變化的基本工具，它非常適合顯示基帶脈沖的形狀。示波器性能參數(shù)的來(lái)源，可以追溯到早期雷達(dá)脈沖的特征。實(shí)時(shí)示波器帶寬高達(dá)33GHz，設(shè)計(jì)用來(lái)捕捉和顯示重復(fù)或一次性信號(hào)。

傳統(tǒng)的示波器能很好地顯示基帶脈沖。在33ghz帶寬示波器上可以準(zhǔn)確地看到具有非?？斓霓D(zhuǎn)換時(shí)間或非常短的持續(xù)時(shí)間（亞納秒或更短）的脈沖。示波器觸發(fā)系統(tǒng)非常發(fā)達(dá)，稍后將詳細(xì)討論。

由于大多數(shù)示波器都有8位數(shù)字化儀，如果需要同時(shí)測(cè)量大小信號(hào)，則需要仔細(xì)考慮動(dòng)態(tài)范圍和有效位數(shù)（ENOB）。

圖1 顯示成千上萬(wàn)個(gè)脈沖中的一個(gè)窄的脈沖

示波器的FastAcq功能使用DPX?采集技術(shù)對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)域數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。所有的頻域測(cè)量都是在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的時(shí)間采樣采集上進(jìn)行的。示波器上的FastAcq顯示可以發(fā)現(xiàn)基帶脈沖時(shí)域瞬態(tài)誤差。圖1只顯示了一個(gè)脈沖，它的脈沖寬度甚至比數(shù)十萬(wàn)個(gè)正確的脈沖還要窄。溫度標(biāo)度上表示信號(hào)持續(xù)性的藍(lán)色表示出現(xiàn)頻率最低，而紅色區(qū)域則是每次相同的信號(hào)部分。

DPO、DSA和MSO系列上的FastAcq功能提供了具有高波形捕獲率的時(shí)域顯示。DPX采集技術(shù)處理器直接對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器的實(shí)時(shí)數(shù)字樣本進(jìn)行操作。它在時(shí)域顯示中發(fā)現(xiàn)快速變化或一次性事件。

圖2 在一系列脈沖中發(fā)現(xiàn)一個(gè)瞬時(shí)故障

對(duì)于使用示波器進(jìn)行的寬帶測(cè)量，F(xiàn)astAcq可以使用電壓-時(shí)間顯示器來(lái)查看甚至是瞬時(shí)瞬態(tài)事件。圖2顯示了藍(lán)色的一次性瞬態(tài)。對(duì)于該顯示器，藍(lán)色表示發(fā)生率很低的瞬變，而紅色表示波形中不斷重復(fù)出現(xiàn)的部分。

示波器觸發(fā)

最發(fā)達(dá)的功能之一

示波器最發(fā)達(dá)的功能之一是觸發(fā)。示波器觸發(fā)器的最新進(jìn)展使基于一個(gè)或多個(gè)通道中的電壓和電壓變化觸發(fā)采集或測(cè)量的方法成為可能。這些范圍復(fù)雜，從簡(jiǎn)單的邊緣或電壓電平觸發(fā)到復(fù)雜的邏輯和定時(shí)比較的所有輸入通道的組合可用。

模式識(shí)別，并行和串行，觸發(fā)“runt”或“故障”信號(hào)，甚至觸發(fā)基于商業(yè)數(shù)字通信標(biāo)準(zhǔn)都可以在示波器。DPO/MSO5000、DPO7000和DPO/MSO/DSA70000系列示波器允許用戶指定兩個(gè)離散觸發(fā)事件作為采集條件。這稱為觸發(fā)序列，或Pinpoint?觸發(fā)。

主觸發(fā)器或“A”觸發(fā)器響應(yīng)一組限定條件，這些限定條件可以從簡(jiǎn)單的邊緣轉(zhuǎn)換到多個(gè)輸入上的復(fù)雜邏輯組合。然后，可以指定在以時(shí)間或事件表示的延遲之后發(fā)生邊緣驅(qū)動(dòng)的“B延遲”觸發(fā)器。

B觸發(fā)器不限于邊緣觸發(fā)。相反，示波器允許B觸發(fā)器在其延遲周期之后，從a觸發(fā)器中使用的觸發(fā)器類型的相同的廣泛列表中選擇條件。設(shè)計(jì)人員現(xiàn)在可以使用B觸發(fā)器來(lái)查找可疑的瞬態(tài)，例如，在A觸發(fā)器定義了操作周期的開(kāi)始之后發(fā)生數(shù)百納秒。

因?yàn)锽觸發(fā)器提供了全范圍的觸發(fā)選擇，所以工程師可以指定，例如，他們想要找到的瞬態(tài)脈沖寬度。超過(guò)1400種可能的觸發(fā)組合可通過(guò)精確定位觸發(fā)進(jìn)行鑒定。序列還可以包括a觸發(fā)器事件之后的單獨(dú)水平延遲，以便及時(shí)定位采集窗口。復(fù)位觸發(fā)功能使B觸發(fā)更加有效。

如果B事件未能發(fā)生，示波器將在指定的時(shí)間或周期數(shù)后重置觸發(fā)器，而不是無(wú)休止地等待。這樣做，它重新啟動(dòng)A觸發(fā)器，以尋找新的A事件，用戶無(wú)需監(jiān)視和手動(dòng)重置儀器。該系統(tǒng)可以檢測(cè)到小于200ps寬的瞬態(tài)故障。先進(jìn)的觸發(fā)類型，如脈沖寬度觸發(fā)，可用于捕獲和檢查特定的射頻脈沖在一系列脈沖中隨時(shí)間或振幅變化。

觸發(fā)抖動(dòng)——實(shí)現(xiàn)可重復(fù)測(cè)量的關(guān)鍵因素——小于1萬(wàn)億分之一秒（1ps）rms。對(duì)于基帶脈沖，基于邊緣、電平、脈沖寬度和轉(zhuǎn)換時(shí)間的觸發(fā)器最受關(guān)注。如果需要基于與不同頻率相關(guān)的事件進(jìn)行觸發(fā)，則需要RSA系列頻譜分析儀。

手動(dòng)計(jì)時(shí)方法

雷達(dá)脈沖分析

傳統(tǒng)的脈沖測(cè)量是通過(guò)對(duì)示波器上的顯示進(jìn)行目視檢查來(lái)完成的。這是通過(guò)觀察基帶脈沖的形狀來(lái)實(shí)現(xiàn)的。使用這種方法可以測(cè)量定時(shí)和電壓幅度。這些測(cè)量是足夠的，因?yàn)槊}沖通常非常簡(jiǎn)單，基帶脈沖用于調(diào)制雷達(dá)發(fā)射機(jī)的功率輸出。

如果需要測(cè)量來(lái)自發(fā)射機(jī)的射頻調(diào)制脈沖，則通常使用一個(gè)簡(jiǎn)單的二極管檢測(cè)器來(lái)校正射頻信號(hào)，并提供其基帶定時(shí)和幅度的再現(xiàn)以供示波器顯示。一般來(lái)說(shuō)，示波器沒(méi)有足夠的帶寬來(lái)直接顯示射頻調(diào)制的脈沖，如果有，脈沖就很難看清，甚至更難高級(jí)雷達(dá)分析應(yīng)用說(shuō)明可靠地生成觸發(fā)器。

對(duì)于這些基帶脈沖測(cè)量，首先使用的測(cè)量技術(shù)是直觀地記錄脈沖的重要部分在屏幕上的位置，并計(jì)算脈沖的一部分和另一部分之間在屏幕上劃分的次數(shù)。這是一個(gè)完全由示波器操作員手動(dòng)執(zhí)行的程序，因此容易出錯(cuò)。 自動(dòng)示波器計(jì)時(shí)測(cè)量隨著模數(shù)轉(zhuǎn)換器的出現(xiàn)，在屏幕上找到位置的過(guò)程成為直接測(cè)量脈沖各個(gè)部分的時(shí)間和電壓的過(guò)程之一?，F(xiàn)在在現(xiàn)代示波器中有完全自動(dòng)化的基帶脈沖定時(shí)測(cè)量。

單鍵選擇上升時(shí)間、下降時(shí)間、脈沖寬度等是常見(jiàn)的。然而，這些測(cè)量大多不關(guān)注調(diào)制雷達(dá)信號(hào)的測(cè)量包絡(luò)。當(dāng)用于脈沖調(diào)制載波時(shí)，這些測(cè)量的效用有限，因?yàn)樗鼈兪怯眯盘?hào)的載波而不是檢測(cè)到的脈沖來(lái)表示的。這將導(dǎo)致在單個(gè)載波周期上進(jìn)行脈沖寬度測(cè)量，以及載波而不是調(diào)制脈沖的上升時(shí)間。

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