【经验】解析什么是实时频谱分析仪的频率模板触发和时间门触发

时间： 2023-09-07 来源：是德科技 Keysight Technologies知乎

技术问答

“实时分析”的定义并没有统一的说法，但在无线测量领域，可以定义一个通用方法来进行实时分析。

在具有数字中频（IF）部分的频谱或信号分析仪中，实时操作是一种状态，分析仪在该状态下能够对全部信号样本进行处理，得到某种测量结果或进行某项触发操作。在大多数情况下，测量结果与传统频谱测量结果是一样的，都是标量值—功率或幅度。

实时处理的定义在几种类型的测量和至少两个不同的分析仪平台中是一致的。本应用指南将对此进行讨论。某些类型的实时处理可连续执行，没有时间限制（实时频谱分析仪），而其他类型的实时处理可无间隙进行，但会受到时间长度或存储器深度的限制（矢量信号分析仪）。

非实时操作：时间记录之间存在间隙

图 1

实时操作：时间记录之间无间隙

图 2

当计算速度非常快而能够对采样数据进行无间隙分析时，仪器支持实时操作。在此情况下，每个CALC都包括FFT或功率谱计算，以及平均值计算和显示界面更新等。

概述

KEYSIGHT信号分析仪提供实时功能，可以连续处理40至160 MHz射频带宽内的所有样本。因此，它们可以无间隙地进行分析和触发，不会错过信号特性。实时分析作为信号分析仪的选件或更新提供。

实时频谱分析仪的两个主要功能，以及当与Keysight 89600 VSA软件搭配使用时，信号分析仪如何利用这个功能进行无间隙捕获。这些功能相辅相成，可以加快无线系统设计和故障诊断。

第一种实时分析主要提供一种或多种高级显示—例如密度或频谱图，以显示捷变信号或难以捕获的信号，以及无线通信波段等复杂信号环境的特性。

第二种分析采用实时频谱处理功能评测单独的频谱，通过这个途径触发对特定信号或信号特性的测量。两种功能都适合当前瞬息万变、日渐复杂、要求苛刻的无线环境。

由于这些实时分析功能能够找到难以捕获的信号，并根据信号特性的多种要素进行触发，所以非常适合揭示问题或异常现象（即便是不易察觉的问题）。这些工具及相关的分析方法能够增强无线工程师的信心，更快完成可靠设计。

不过，在许多情况下，发现问题只是完善无线设计的第一步。通常还需要采取额外的措施来隔离异常的信号或问题，对它们进行量化评测，从而确定其根源和影响。在完成上述操作后，工程师可以对设计进行快速优化，获得理想的成本、性能、功耗或其他特性，并投入有效生产。

在无线应用中进行实时测量

无线应用中最常见的实时（无间隙）分析类型是连续的功率频谱测量和时间捕获，并可在回放捕获结果时进行灵活的后期处理。连续频谱测量是实时频谱分析仪（RTSA）的特殊功能，而捕获/回放操作通常是由矢量信号分析仪（VSA）完成。RTSA的连续功率频谱测量一般有两种方式：

●生成密度或频谱图等频谱显示

●根据模板测试频谱结果，生成频率模板触发

另外一种非常重要但较不起眼的测量是实时标量测量，它测量的是瞬时通道振幅或幅度，其中的“通道”由分析仪的数字化扫宽定义。幅度测量以两种方式提供。Keysight RTSA提供功率与时间（PVT）测量，而Keysight VSA提供基于幅度的无间隙触发功能，并以幅度迹线显示测量结果。

如前所述，Keysight 信号分析仪使用相同的硬件平台，能够执行RTSA、矢量信号分析和传统的扫描频谱分析。

所有这些测量在无线应用中是非常有用的，我们将会在接下来的章节中说明。表1汇总介绍了各种类型的工具，以及它们在无线应用中进行实时分析的优势和限制。

实时分析的优势和限制

表 1. 在无线应用中执行实时分析的优势及信号分析工具的比较

频率模板触发 Frequency Mask Trigger（FMT）

频率模板触发是实时频谱仪的主要特性之一，它能够根据特定频谱分量大小作为触发条件，从而帮助工程师观察特定时刻的信号形态。传统的扫频式频谱仪和矢量信号分析仪一般只具备功率或者电平触发，不能根据特定频谱的出现情况触发测量，因此对转瞬即逝的偶发信号无能为力。因此传统扫频频谱仪和实时频谱分析仪各自有着自己的应用场景。

频率模板触发能够针对分析带宽内的特定频率事件进行触发。传统频谱仪大多采用功率或者电平触发，功率包含分析频段内的所有频率分量之和，因此当感兴趣频点电平低于其他信号功率时，这个小信号将隐藏在大信号之下，无法被频谱仪准确捕获。如果采用频率模板触发FMT，我们就可以单独设置该频率的触发条件，从而不受其他信号干扰，这个在跳频脉冲测试中可以用来选定特定频点的脉冲进行分析。

图 3

时间门触发Time Qualified Triggering(TQT)

时间门触发是实时频谱仪一个相对较新的功能。

图 4 利用时间门（Time gate）功能来分析信号在不同时间段内的频谱特性和调制特性

如图中所示，信号即便在频域上可以通过频率模板触发FMT的方式进行触发筛选，也无法避免一种极端情况，那就是存在同频干扰的情况。在这种情况下，利用时间门触发功能联合频谱模板触发，可以在时间和频率两个维度上对信号进行筛选，从而得到真正感兴趣的那个信号进行准确测量。

图 5

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选型指南 - KEYSIGHT - 2022年11月1日 PDF 中文下载

Keysight（是德科技）测试仪器分销产品选型指南（英文）

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型号- U8480,B2911A,U1272A,N8926A,34460A,N7040A,U8000,N9340B,53140,N5742A,N5766A,34905A,N9918A,N6735B,N8480,N5743A,N5767A,N1914A,3024T,3012T,U1273A,34904A,N6746B,N6734B,U3800,U1282A,N8948A,34470A,N7042A,N1913A,N5744A,N5768A,34903A,N8924A,N9916A,N9928A,34939A,N6701C,N8949A,U1271A,N8925A,N8937A,N7041A,N1912A,N9000B,N5745A,N5769A,N2819A,3022T,3034T,N6700C,34902A,N9917A,34938A,N6736B,U1600,8491A,DSOX1102G,DSOX1102A,N9320B,P-SERIES,33509B,N7020A,N1911A,N9344C,N5746A,N3302A,N2818A,34901A,34937A,U1701B,82357B,U1273AX,U2802A,N5181B,N2142A,U1281A,B2902A,4024A,N5747A,N3303A,8490G,N2805A,3032T,N6702C,U1700,N6705C,N8928A,N9342C,33519B,B2901A,N3304A,N5748A,34947A,N2804A,N8929A,N5171B,N9343C,N2140A,X-SERIES,B2912A,N3305A,U8903B,N5749A,4022A,34934A,4034A,34946A,8480D,3054T,U2702A,N3306A,U1733C,U1210,U2300,N5700,34945A,3458A,TU1453A,U2701A,B2962A,1146B,N3307A,1147B,N7026A,33600A,33612A,B2961A,N9322C,N9310A,U1731C,2002A,53200,2014A,3104T,U1610A,U2723A,33611A,2004A,U1732C,J7205A,34942A,U3606B,53210A,J7205B,U2722A,N1810UL,33622A,3102T,34941A,N8760A,2012A,2024A,U2500,U1620A,33512B,33500B,33621A,N1810TL,3004A,N6700,N6705,N8761A,N2821A,33511B,N3300,4104A,2022A,N2820A,U2600,33510B,33522B,3014T,N2843A,E36100B,33521B,N9962A,87106D,AC6804B,E4982A,DAQM905A,34950A-34959A,N6750,N9950A,N8740A,E36103B,U2020,EDUX1002A,N9951A,33520B,N7007A,83050A,N2962A,53131A,P9243A,E4981A,U2741A,34972A,E36102B,J7211B,J7211A,J7211C,E36320A,N8741A,AC6802B,DAQM903A,U1270,N9960A,E36311A,N8762A,E36105B,N6781A,U2000,E3641A,EDUX1002G,N2863B,AC6803B,DAQM904A,N8900,U1280,84904L,U2751A,34970A,N9961A,B2900,E36104B,E3640A,AC6800B,N2862B,6002A,E3600,E-SERIES,E36313A,DAQM900A,U1250,U5850,N8756A,N8732A,N8950A,AC6801B,10070D,DAQM902A,U2761A,34980A,E36300A,E36312A,N6782A,DAQM901A,E36106B,53220A,N8757A,87222D,N8733A,N8951A,87222E,N9952A,87104D,P9242A,E4980A,6004A,53132A,N6785A,N6773A,U1452A,B2980A,N6761A,N8754A,N8742A,P9241A,N2871A,53230A,N8700,N4985A-S50,U1240,N6784A,E4981A-001,E4981A-002,N8755A,U1453A,N8731A,N2870A,8495D,N2797A,87405B,N2894A,N5770A,8495B,87405C,34420A,E3647A,10833F,34921A-25A,10833G,10833A,10833B,4154A,10833C,10833D,N6775A,U1450A,N8736A,N6763A,U1232A,N8954A,N6751A,N8930A,N7550,N9923A,N2796A,N9935A,N2893A,N5771A,E36100,E3646A,6811C,N4985A-S30,4032A,N8737A,N6786A,N6774A,N8943A,N6762A,E5063A,10834A,N8955A,U1451A,8494G,N8931A,E3634A,U1233A,3052T,N2783B,P9371A,N2795A,N5772A,6813C,E3649A,6800C,6812C,N6753A,N8758A,U1460A,N6741B,U1242C,N8734A,U1242B,N8952A,N6777A,N8940A,N6765A,P9370A,N2891A,N2782B,EPM SERIES,53181A,N5761A,34931A-33A,34465A,E3648A,4054A,N8759A,N6764A,U1231A,U1461A,N6752A,E9320,83020A,N8735A,N8941A,N6776A,N2793A,DAQ970A,N2890A,L2060,N2781B,U1240C,N9914A,82350C,N5750A,N5762A,U2063,E5810B,N8934A,N6743B,N9926A,P1912A,N8946A,N6731B,N9938A,U1252B,E3643A,E3631A,N6755A,14585A,N2792A,N2780B,U1241C,N5763A,E4980AL,N5751A,E36300,E9300,N8923A,N9915A,N8935A,N6742B,N9927A,E3630A,U1241B,4052A,U1253B,E3642A,N6766A,34908A,N6754A,N2791A,N9912A,N8738A,N9936A,U1190,U2040,N5752A,N5764A,34450A,DAQM907A,N8932A,N8944A,34907A,N8920A,E3645A,N6745B,E3633A,N6733B,L2050,N2790A,U1251B,N8739A,N9913A,N9925A,N5741A,DAQM908A,N5765A,34461A,U2053,N8945A,N6732B,N9937A,N8957A,N8921A,E3632A,E3620A,N6756A,E3644A,N6744B

选型指南 - KEYSIGHT - November 2018 PDF 英文下载

解析信号分析仪在无线通信中的关键作用

在这个信息爆炸的时代无线通信已经成为我们生活中不可或缺的一部分。无论是手机、无线网络还是卫星通信，背后都有一个共同的英雄——信号分析仪。本文，就来和KEYSIGHT一起探索这个奇妙的无线电世界。了解信号分析产品如何帮助我们实现更高效、更可靠的通信。

技术探讨发布时间 : 2024-06-18

了解天线的定义、类型、重要属性和多天线技术

天线是任何无线通信系统的必需组成部分。天线的功能就是定向辐射或接收无线电波信号。发射状态下传输线中的高频电磁能转成为自由空间的电磁波，接收状态下将自由空间中的电磁波转化为传输线中的高频电磁能。无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，电场和磁场在空间是相互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向。

技术探讨发布时间 : 2023-12-30

FieldFox Handheld Analyzers 4/6.5/9/14/18/26.5/32/44/50 GHz TECHNICAL OVERVIEW

型号- N9962A,N9952A,PNA,PNA-X,N9912A,N996XA,N9914A,N9936A,N995XA,8510A,N9960A,N9950A,N9926A,N9916A,N9938A,N993XA,N9928A,N992XA,N9918A,N991XA,HP 8566B,PSA,N9951A,PXA X,N9923A,N9913A,N9935A,N9925A,PXA X-SERIES,N9961A,N9915A,N9937A,N9927A,N9917A

商品及供应商介绍 - KEYSIGHT - November 1, 2021 PDF 英文下载

Keysight（是德科技）频谱分析仪和信号分析仪选型指南

目录- Spectrum Analyzer and Signal Analyzer Product Introduction Benchtop spectrum and signal analyzers Modular Signal Analyzer Handheld Signal Analyzer Applications and Measurement Software

型号- M9393A,8560E,M9391A,N934XC,8562E,N934XB,8562EC,8561EC,8560EC,N9936A,N9914A,N9342C,859XB,N9320B,8565EC,859XC,8564EC,N9340B,8563EC,859XA,N9322C,N9344C,N991XA-233,N9040B,U2020,N993XA,N9938A,N9916A,HP8568,N9918A,HP8566,8561E,8563E,N9935A,N9913A,8565E,N9343C,X-SERIES,N9030A,N9020A,N9010A,N9000A,N9937A,N9915A,89600,N9917A,M9290A

选型指南 - KEYSIGHT - March 12, 2018 PDF 英文下载

如何在Keysight的频谱分析仪或矢量信号分析仪上测量功率谱密度(PSD)？

PSD测量值通常以Vrms2 /Hz或Vrms/rt Hz为单位（这里的rt Hz指的是平方根赫兹），或者采用dBm/Hz为单位。PSA、ESA、856XE/EC或859XE等频谱分析仪均可通过噪声标记对功率谱密度进行测量。矢量信号分析仪比如89600S或89400，直接就有PSD测量数据类型。在频谱分析仪上最简便的测量方法（测量结果以Vrms/rt Hz为单位）：在振幅菜单中选择以伏特为单位的振幅(AMPLITUDE [硬键] > More > Y Axis Units > Volts)。在标记或标记功能菜单中打开噪声标记（例如：在ESA上的选择顺序为Marker [硬键] > More > Function > Marker Noise）。在期望的数据点上做出标记并观察标记读数。比如，我们看到噪声标记读数为16 uV(Hz)或16 uV/Hz。这里的“(Hz)”由于分子伏特不能被平方，而将噪声结果归一化为1Hz带宽(RBW)，其正确的分母单位应该是根赫兹。由于1Hz的平方根仍旧是1Hz，因此并不影响结果且无需进行进一步计算。最后答案就是16 uV/rt Hz或16 uV/Hz。您还可选择以分贝为单位的振幅（比如dBuV）进行进一步的计算从而获得线性结果。同样以16 dBuV(Hz)为例，其分贝结果通常计算如下： 20 log (伏特率)或 10 log (平方根伏特率)。此时我们可通过伏特率来进行计算： 16 = 20 log (uV/rt Hz)/(uVref/rt Hz)（这里指的是1uV/rt Hz）。逆对数16/20 = 6.3 uV/rt Hz。在89410A、89441A或89601A矢量信号分析仪上：选择测量数据（Measurement Data） > PSD。选择数据格式(Data Format)>线性幅度(Linear Magnitude)。在期望的数据点上做出标记并观察标记读数。 89410A和89441A标记读数的默认值以Vrms/rt Hz为单位，但可在Reference Level/Scale菜单中将其转化为Vrms2/Hz (其路径为：Ref Lvl/Scale [硬键] > X & Y units setup > Y units > Vrms2/Hz)。

技术问答发布时间 : 2019-08-08

【选型】Keysight（是德科技）FieldFox手持式射频分析仪选型指南

目录- FieldFox手持式分析仪频率选型 FieldFox手持式分析仪选件

型号- N9962A,N9952A,N9912A,N996XA,N9914A,N9936A,N995XA,N9960A,N9950A,N992X,N996X,N9910HU-200,N9910HU-100,N9926A,N9916A,N9938A,N993XA,N9928A,N9918A,N991XA,N9951A,N9923A,N9913A,N9935A,N9925A,N9910HU-300,N9910HU-XXX,N9961A,N9912A-106,N991X,N9923A-104,N9923A-106,N995X,N9912A-104,N993X,N9915A,N9937A,N9927A,N9917A,N9910X-825

选型指南 - KEYSIGHT - 2018年8月28日 PDF 中文下载