Векторный анализатор сигналов — это прибор, измеряющий амплитуду и фазу входного сигнала на одной частоте в пределах полосы пропускания ПЧ прибора. Основное применение — проведение внутриканальных измерений, таких как амплитуда вектора ошибки , мощность в кодовой области и спектральная равномерность , на известных сигналах.
Векторные анализаторы сигналов полезны при измерении и демодуляции сигналов с цифровой модуляцией, таких как W-CDMA, LTE и WLAN . [1] Эти измерения используются для определения качества модуляции и могут использоваться для проверки конструкции и тестирования соответствия электронных устройств.
Процесс анализа спектра векторного анализатора сигналов обычно включает этап понижающего преобразования и оцифровки, а также этап цифровой обработки сигналов и отображения.
Векторный анализатор сигналов работает, сначала преобразуя спектры сигнала с понижением частоты с помощью супергетеродинных методов . Часть спектра входного сигнала преобразуется с понижением частоты [ сломанный якорь ] (с использованием генератора, управляемого напряжением , и смесителя ) в центральную частоту полосового фильтра . Использование генератора, управляемого напряжением, позволяет учитывать различные несущие частоты.
После преобразования в промежуточную частоту сигнал фильтруется для ограничения полосы сигнала и предотвращения наложения спектров . Затем сигнал оцифровывается с помощью аналого-цифрового преобразователя . Частота дискретизации часто варьируется в зависимости от рассматриваемого диапазона частот.
После оцифровки сигнала он разделяется на квадратурные и синфазные компоненты ( данные I/Q ) с помощью квадратурного детектора, который обычно [ требуется ссылка ] реализуется с помощью дискретного преобразования Гильберта . Несколько измерений выполняются и отображаются с использованием этих компонентов сигнала и различных процессов DSP , таких как те, что приведены ниже.
БПФ используется для вычисления частотного спектра сигнала. Обычно есть опция функции окна для ограничения спектральной утечки и улучшения разрешения по частоте. [2] Это окно реализуется путем умножения его на оцифрованные значения периода выборки перед вычислением БПФ.
Диаграмма созвездия представляет собой сигнал, модулированный цифровой схемой модуляции , такой как квадратурная амплитудная модуляция или фазовая манипуляция . Эта диаграмма отображает величину квадратурной и синфазной составляющих в вертикальном и горизонтальном направлениях соответственно. Качественные оценки целостности сигнала могут быть сделаны на основе интерпретации этой диаграммы .
Представляя квадратурные и синфазные компоненты как вертикальную и горизонтальную оси, можно вычислить величину вектора ошибки как расстояние между идеальными и измеренными точками созвездия на диаграмме. Для этого требуется знание модулированного сигнала, чтобы сравнить полученный сигнал с идеальным сигналом.
Типичные дисплеи векторного анализатора сигналов содержат спектр сигнала, измеренного в полосе пропускания ПЧ , диаграмму созвездия демодулированного сигнала, измерения амплитуды вектора ошибок и график сигнала во временной области . В зависимости от типа используемой модуляции (декодирование символов, измерения MIMO , сводка радиокадра и т. д.) могут быть отображены многие другие результаты измерений.