Par nature, les caractéristiques du spectre généré par la FFT sont directement liées à celles du signal temporel associé. Cela ne permet pas une visualisation des 2 domaines de façon indépendante. D’autre part, l’analyse de hautes fréquences et/ou le recours à des résolutions de spectre (RBW) fines, conduit au traitement d’un nombre de points importants qui ralentit considérablement la réactivité de l’oscilloscope.
C’est pourquoi, nous avons mis au point une technique innovante intégrée dans notre ASIC propriétaire Tek049, qui réalise l’analyse de spectre de façon indépendante du signal temporel, comme sur un analyseur de spectre dédié.
Le secret de notre développement réside dans notre nouvelle architecture d’ASIC propriétaire Tek049.
ASIC Tek049 et son architecture
En sortie du convertisseur A/N 12-bit natif, les échantillons empruntent en parallèle du chemin temporel classique, un bloc de descente en fréquence numérique (DDC) qui transpose le signal en bande de base. Ce processus s’accompagne d’une réduction considérable du nombre de points traités, permettant ainsi une rapidité de traitement inégalée.
Trace spectrale FFT à gauche, SpectrumView à droite, vue temporelle en bas. La base de temps est insuffisante pour produire une FFT précise. Signal à 2.4GHz, span 100 MHz, RBW 100 kHz
Comment fonctionne le « Digital Down-Converter (DDC) » ?
Architecture du « Digital Down-Converter »
La forme d’onde échantillonnée est “mélangée” avec un signal à la fréquence centrale.
Les points de l’échantillon sont ensuite convolués avec un filtre à Réponse Impulsionnelle Finie (RIF) avec une fréquence de coupure égale à la moitié du span.
Ensuite, nous pouvons décimer (supprimer les échantillons inutiles) en fonction du span souhaité. Plus le span sera étroit, plus nous pourrons supprimer des points d’échantillonnage et donc obtenir une très fine résolution RBW.
Le taux d’échantillonnage devient donc une fonction du span, et non de la fréquence porteuse.
L’enregistrement des données I&Q qui en résulte contient le même contenu d’information que la forme d’onde originale, mais la fréquence porteuse a été déplacée vers DC. Vous pourrez donc utiliser ces données pour vos post-traitements d’analyse spectrale.
“RF vs. Time Waveforms”
Lorsque SpectrumView est activé, une bande de fenêtrage temporelle (Spectrum Time) peut être déplacée à l’écran sur toute la largeur de la base de temps afin de visualiser le spectre de manière corrélée avec les autres captures.
Exemple d’un VCO contrôlé par un bus SPI. Tous les paramètres tels que le décodage SPI, la tension de VCO, le signal de l’oscillateur ainsi que son spectre sont visualisés de manière synchrone. SpectrumView permet aussi la démodulation de la fréquence en fonction du temps, permettant par exemple d’évaluer le temps d’établissement du VCO. A gauche, Spectrum Time est positionné avant l’allumage du VCO, à droite, une centaine de µs après.
La sortie du DDC est un flux de données IQ qui représente le signal du point de vue du domaine fréquentiel tout au long de l’acquisition.
Nous pouvons donc utiliser ces données pour dériver les formes d’onde d’amplitude, de phase et de fréquence dans le domaine temporel, qui illustrent le comportement de la forme d’onde du point de vue du domaine fréquentiel tout au long de l’acquisition.
SpectrumView est disponible en standard sur les nouveaux oscilloscopes 12 bit des séries MSO5 et MSO6, et en option sur les MSO4. Abandonnez la FFT, et demandez plus d’informations sur SpectrumView à nos experts.
