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本应用指南解释了与射频(RF)信号分析仪有关的截获概率(POI),包括在产品出口控制方面。进一步说明了ThinkRF实时频谱分析仪的频域电平触发和实时捕获信号的机制,并计算了0%POI和100%POI对应的信号持续时间。
在无线射频信号分析器中,截获概率(POI)表示信号有可能被截取和充分捕获、分析所需要的存在时间。作为参考,“加拿大出口管制指南——2013年12月”提供了以下定义:“发现概率也称为截获概率或捕获概率。100%发现概率的持续时间等于特定电平测量不确定度所需的最小信号持续时间。”
Keysight的5991-4317EN应用说明“理解和应用实时频谱分析中的截获概率”在下面的摘录中提供了进一步的说明:“在信号分析仪的性能参数中,POI通常表示为一个信号的最小持续时间,要求该信号若高于仪器的噪声系数,则该信号可以以100%的概率观察到并进行准确地测量。”
ThinkRF RTSA的数字化仪具有嵌入式实时硬件触发机制,可提供用户定义的频域电平触发。该触发机制允许用户在频域内定义频率范围和功率电平阈值。如果信号在用户定义的频率范围内超过用户定义的功率电平,则触发机制开始将时域数据存储到存储器中。
参考图1中的RTSA数字化器架构,当感兴趣的信号出现时,会发生一系列事件。利用嵌入在RTSA FPGA中的1024点FFT引擎,将来自Wibeband(WB)模数转换器(ADC)的数字化时域信号转换为频域信号。捕获控制和触发机制将FFT输出数据与用户定义的触发条件(频率范围和阈值)进行比较。触发事件发生时,将捕获数据。由于在这一系列事件中所花费的时间不涉及存储内存,因此捕获的数据具有后触发性质。
对于给定的触发电平,触发机制将在指定阈值的±3 dBm内响应。换句话说,如果指定的触发电平为-40dBm,则触发事件将发生在期望频率范围内,功率电平在-43到-37dBm之间。
表1显示了不同衰减电平下的最大和最小触发阈值。触发机制对设置在这些阈值之外的触发级别的响应是饱和的,因此,可能导致没有或错误的触发事件。为了获得最佳触发性能,需要在在这些最大和最小阈值内设置触发器电平。
频率电平触发器可与跟踪块捕获一起使用,或与扫描捕获结合使用。要与跟踪捕获一起使用,请发送以下命令:
:TRIGger:LEVel ,, , TRIGger:TYPE LEVEL
要与跟踪捕获一起使用,请发送以下类似命令:
:SWEep:ENTRy:TRIGger:LEVel :SWEep:ENTRy:TRIGger:TYPE LEVEL
有关更多信息,请参阅RTSA产品的应用说明。
基于上述变量的定义和解释,并参考图2中的时序图,对应于某个POI的信号持续时间P可以表示为:
P = (F - (1024 - S) + T + 6 + 1 + C) / Rs
其中:
根据前面的定义:
将F=3187个样本和(1)中的采样率Rs=125 MSp(Samples/s)s代入得到:
0% POI = (3187 - (1024 - 0) + 0 + 6 + 1 + 0) / 125 = 17.360 us
100% POI = (3187 - (1024 - 1) + 1023 + 6 + 1 + C) / 125 > 25.552 us
如果信号持续时间小于17.360 us,则RTSA的POI为0%。因此,至少在17.360 us之前不存在的任何信号都可能启动触发事件,但是该信号的任何部分都不会被捕获到内存中。
如果一个信号的持续时间大于25.552us加上将该信号捕获到内存中的持续时间,则RTSA具有100%的POI。因此,信号将被保证启动一个触发事件并开始将该信号捕获到内存中。
0%和100%的POI行为都在试验中得到了证明。信号发生器产生一个持续时间固定的信号脉冲,并反复输入到RTSA。持续时间小于17.360的信号一直没有被捕获到内存中,而持续时间大于25.552 us的信号总是被捕获到内存中。任何持续时间在这些阈值之间的信号都被证明是间歇性地捕捉到内存中的,捕获的可靠性直接随信号持续时间的变化而变化。
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