新一代信号分析仪缩短产品生命周期中的每个阶段的研发时间

在成功部署2G/2.5G/3G蜂窝通信和W-LAN之后，随着新的无线技术的不断涌现以及种类的日益增多，如WiMAX、LTE、TD-SCDMA等，上市时间成为当今无线技术成功与否的一个关键因素。

先进的信号分析仪不仅能够大大地改善测量速度，而且还有利于整个产品生命周期中的其他一些方面。本文将回顾新技术开发的每一个阶段所面临的挑战，并说明新一代的信号分析仪能够实现什么用途。

系统设计阶段

在新技术研发的初期阶段，所面临的典型挑战主要包括可利用的专用测试测量设备较少以及需要保护知识产权。

安捷伦MXA的操作系统为Microsoft XP Windows Pro，它可以支持MATLAB这个非常流行的软件工具。安捷伦还在MXA上提供MATLAB驱动程序，故可以在一台仪器中就可以方便地创建和运行定制的测量程序。

除了MATLAB之外，MXA分析仪上还可以运行安捷伦89601A矢量信号分析仪(VSA)软件。这套软件是业界领先的调制分析软件，能够提供强大的功能和灵活性。该VSA软件可以容易地与ADS(安捷伦高级设计仿真系统)相结合，从而可以在仿真和现实设计之间搭建简单且可靠的链接。

开放的Windows XP专业版操作系统使得设计师能够以比以前高得多的效率将信号分析仪与定制的测试程序以及仿真工具连接到一起，从而加快了系统设计的每个阶段。MXA还提供先进的连通性，如LAN、LXI Class C兼容版、USB2.0(A和B)以及传统的GPIB。

产品研发阶段

从信号分析的角度出发，在产品研发阶段可以发挥作用的范围包括设计验证、质量保证(QA)和故障分析定位等三个领域。信号分析仪在每一个领域中的作用：

１） 设计验证

确保设计符合规范的要求并能够与其他设备互联。规范测试要求功率和频谱测试，而互操作性测试(或符合性测试)要求功率测试，频谱测试和调制解调分析测试。在像W-CDMA、移动WiMAX等主流技术中，MXA提供全面的一键式/SCPI兼容性测试应用。测量应用包括互操作性测试、性能测试以及符合性预测试所需的最新标准建立和测试能力。测试验证测试的执行可以自动也可以手动完成。安捷伦基于公司常年积累的无线通信应用方面的经验，为MXA设置了直观的图形用户接口或GUI。仪器还内置了一个灵活的、根据内容查找的帮助系统，帮助工程师快速掌握仪器的操作并可方便地书写测试程序。

图A：内含89601A矢量信号分析软件的安捷伦 N9020A MXA信号分析仪

２） 质量保证

在QA阶段，典型的挑战是如何控制测试所用时间。因为为了确保产品的质量等级，需要在连续地细微改变产品温度的条件下对设备进行多次反复测试。

目前的绝大多数无线信号都是突发或时变信号，常用的方案是利用时间选通门进行频谱分析。这种方法只扫描确保信号有效所需的频率。因而大大地减少了测量时间。MXA有一个特色功能，即分屏模式。该模式可以同时观察时域和频域，从而可以很容易地选择合适的选通门来进行时间选通测量。见图B。

另一种常用的方法是列表扫描。用这种方法配置分析仪来进行一系列的单点测量。因此，无需对每一次的重复测量进行重新配置，分析仪可以根据该列表进行测量。

MXA除了提供时间选通测量和列表测量之外，还有最快的调谐，测量和数据传递时间，并具有很好的可重复性，所有这些都是依靠全数字IF和14位ADC来实现的。

３） 故障定位

故障定位需要丰富的创造力和想象力，特别是在遇到数字调制方面的问题时。现实中没有那种方案可以直接实现故障定位。不过，却存在成功率最高的方案。该定位过程包括下面四个监测要点，即带内寄生或无用信号、信道内频谱和功率、分析基本的数字解调、以及高级和特定格式解调的分析。

理想的分析仪应该能够从各个方面提供一系列的信息。全校准、频率高达25.6GHz的预放大器和先进的频标，6条基线以及同步检波器，所有这些都使得MXA非常适合上述第一个监测要点。MXA与矢量信号分析软件相结合，可以覆盖上述的2-4类监测要点。MXA为产品研发提供了强大的故障定位工具。

图B：带有移动WiMAX信号的SEM测量的时间选通测试中的分屏模式。

试生产和批量生产阶段

来自研发部门的技术过渡越平稳，制造团队就会越成功和越快速地实现量产。在研发和生产阶段都使用相同的分析仪，能够确保测试算法的一致性。如果在生产阶段使用不同的测试设备，有时会导致测试结果的不一致，从而影响量产的速度。MXA本身作为一款中档产品却具有优异的速度、性能和可用性，从而使得该设备比较适合于制造领域。如果仅需要功率和频谱测量，MXA可以提供一套具有一系列常规测量的“功率套件”，该套件具有20多项标准预设置，例如信道功率、占据带宽(OBW)、相邻信道功率(ACP)以及频谱辐射掩盖(SEM)等。

而当产量增加时，将会面临减少测试时间的更大压力，以便降低成本并捕捉其他商业机会。目前MXA是市场上速度最快的信号分析仪，这并非只是指某个偏僻的指标，各方面的指标都是如此。例如：

1. 模式/测量开关<75ms

2. 辉标峰值搜索<5ms

3. 中心频率调谐和传输数据<51ms

4. 快速W-CDMA ACLR<14ms

5. W-CDMA调制精度<850ms

除了上述之外，还可以进行优化，来实现没有动态范围折衷的更快速的测量，利用全数字IF可以实现10%，即160RBW的步进的精细调整，2dB步进的机械衰减器，1dB步进的电衰减器，可选择的扫描或FFT频谱分析功能。如果需要在单基线上测量多路突发信号，计算/压缩基线数据查询(Calculate/Compress Trace Data Query)功能，可以利用一行SCPI指令来实现长基线的压缩和十分段处理，以便只提取或返回所关注的数据。

总结

对于目前测试所面临的一些挑战，利用新一代的信号分析仪可以在产品生命周期的每个阶段提供测试帮助。上面提到的一些例子能够对许多测试和测量环境有所帮助。安捷伦的N9020A MXA信号分析仪是人们期望的新一代中档信号和频谱分析仪。该分析仪速度比现有的其他分析仪快30～300%。MXA的覆盖频率高达25.6GHz。在同类型中能够提供较佳性能，例如+15dBm TOI，-154dBm/Hz DANL以及78dB W-CDMA ACLR动态范围。MXA能够缩短产品研发的每个领域的研发时间。更重要的是，在不同的地方使用相同的仪器能够实现更高的效率，从而改善TTM。