Uso flessibile del trigger degli oscilloscopi Rohde & Schwarz per un'accurata analisi del segnale radar

Gli oscilloscopi sono sempre più utilizzati per analizzare i segnali a impulsi, come i segnali radar per le applicazioni aerospaziali e di difesa e per quelle automobilistiche. L'ampia larghezza di banda di analisi e le molteplici capacità di trigger degli oscilloscopi li rendono una buona soluzione per la crescente domanda di larghezze di banda più elevate e di rilevamento accurato del segnale in questo tipo di applicazioni. Il software per l'esplorazione di segnali vettoriali R&S®VSE è un potente strumento per l'analisi completa di diverse tipologie segnali e supporta il sistema di trigger avanzato degli oscilloscopi Rohde & Schwarz. La regolazione delle impostazioni di trigger consente di isolare gli impulsi e le sequenze di impulsi e di eseguire un'analisi completa degli impulsi utilizzando il software per l'esplorazione di segnali vettoriali R&S®VSE.

Attività da eseguire

I moduli radar automobilistici all'avanguardia utilizzano segnali a onda continua modulata in frequenza (FMCW) o sequenze di chirp. Per analizzare questi segnali, è necessario catturare intere sequenze di chirp prima di poter analizzare i singoli chirp. Poiché i tempi di spegnimento del segnale FMCW sono spesso significativamente più lunghi delle sequenze di chirp, rilevare accuratamente l'inizio della sequenza di chirp è essenziale per limitare l'analisi alla porzione di segnale di interesse e per migliorare la velocità di analisi. Questa scheda applicativa mostra come il software R&S®VSE può essere configurato per sfruttare appieno le capacità di trigger dell'oscilloscopio Rohde & Schwarz, per ottenere un trigger preciso all'inizio della sequenza di chirp di un segnale radar automobilistico reale.

Fig. 1: Configurazione della modalità di trigger manuale nell'opzione di analisi dei transitori R&S®VSE-K60.

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Fig. 1: Configurazione della modalità di trigger manuale nell'opzione di analisi dei transitori R&S®VSE-K60.

Soluzione Rohde & Schwarz

Il software per l'esplorazione di segnali vettoriali R&S®VSE offre un supporto completo per tutti gli oscilloscopi Rohde & Schwarz. Si può sfruttare il sistema avanzato di trigger dell'oscilloscopio e configurare il tipo di trigger più appropriato per garantire un rilevamento accurato dei segnali di interesse. Per attivare il supporto del trigger dell'oscilloscopio nel software R&S®VSE, aprire le impostazioni di trigger nel canale di misura attivo sotto Input & Output ►Trigger e cambiare la sorgente di trigger in Manual (vedere Fig. 1).

Fig. 2: Passaggio alla modalità locale per controllare l'oscilloscopio e regolare le impostazioni di trigger.

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Fig. 2: Passaggio alla modalità locale per controllare l'oscilloscopio e regolare le impostazioni di trigger.

Dopo aver commutato la modalità di trigger su Manual nel software R&S®VSE, l'utente può anche regolare le impostazioni di trigger con gli strumenti sull’oscilloscopio per isolare gli impulsi per l'analisi. Premendo semplicemente il pulsante Local sullo schermo principale dell'oscilloscopio si accede all'interfaccia utente dell'oscilloscopio ed è possibile effettuare le modifiche desiderate (vedere Fig. 2).

Ad esempio, gli operatori possono semplicemente selezionare il tipo di trigger più appropriato (ad esempio, fronti, larghezza, finestra) o eseguire una configurazione di trigger più complessa esclusiva degli oscilloscopi (ad esempio, trigger A-B-R). Quando si esegue una nuova acquisizione con R&S®VSE, il software utilizza le nuove impostazioni di trigger configurate dall'utente.

Fig. 3: Configurazione di misura per l'acquisizione del segnale radar automobilistico. Il segnale è sottoposto a conversione di frequenza verso il basso da un mixer armonico R&S®FS-Z90 e analizzato nell'oscilloscopio ad alte prestazioni R&S®RTP164.

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Fig. 3: Configurazione di misura per l'acquisizione del segnale radar automobilistico. Il segnale è sottoposto a conversione di frequenza verso il basso da un mixer armonico R&S®FS-Z90 e analizzato nell'oscilloscopio ad alte prestazioni R&S®RTP164.

Applicazione

L'esempio illustra le capacità del software con un segnale radar automobilistico reale. La Fig. 3 mostra la configurazione di misura. Il segnale radar automobilistico ha una larghezza di banda di 3,9 GHz ed è generato da un ricetrasmettitore radar nella banda da 77 GHz a 81 GHz, destinata al radar a corto raggio (SRR). Ogni sequenza di chirp è composta da 32 chirp. Il segnale viene irradiato e sottoposto a conversione di frequenza verso il basso dal mixer armonico R&S®FS-Z90 in un intervallo di frequenza intermedia all'interno della larghezza di banda di analisi dell'oscilloscopio.

Configurazione di misura

Il primo passo per l'analisi di questo segnale è la selezione delle impostazioni di trigger appropriate per analizzare un'intera sequenza di chirp utilizzando il software R&S®VSE con l'opzione di analisi dei transitori di R&S®VSE-K60.

Fig. 4: Uso dei cursori per misurare la sequenza di chirp e il tempo di spegnimento.

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Fig. 4: Uso dei cursori per misurare la sequenza di chirp e il tempo di spegnimento.

Si suppone che la sequenza di chirp e la durata del tempo di spegnimento siano sconosciute e debbano essere misurate. Pertanto, il segnale acquisito è intenzionalmente sottocampionato, in modo che almeno due sequenze di chirp possano essere catturate e possa essere stimato il tempo di spegnimento intermedio. La Fig. 4 mostra un valore di tempo di spegnimento di circa 73 ms e ogni sequenza di chirp ha una durata di circa 26 ms.

Fig. 5: Impostazioni del trigger di larghezza per il trigger all'inizio del primo chirp nella sequenza di chirp.

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Fig. 5: Impostazioni del trigger di larghezza per il trigger all'inizio del primo chirp nella sequenza di chirp.

Impostare il trigger di larghezza con polarità negativa nello stesso intervallo del tempo di spegnimento misurato. Questo è un modo semplice per eseguire il trigger all'inizio del primo chirp nella sequenza.

Configurare il trigger come segue:

Avviare R&S®VSE e aprire un nuovo canale di misura per l'analisi dei transitori
Impostare la frequenza centrale appropriata (in questo esempio 3 GHz dopo la conversione di frequenza verso il basso)
Impostare la larghezza di banda di analisi desiderata (in questo esempio 4 GHz)
Impostare il tempo di misura per catturare un'intera sequenza di chirp (in questo esempio 30 ms)
Impostare la modalità di trigger in R&S®VSE su Manual (vedere pagina 1)
Premere il pulsante Local sullo schermo dell'oscilloscopio per prendere il controllo dello strumento, aprire le impostazioni di trigger e configurare il trigger come mostrato in Fig. 5
Tornare a R&S®VSE e iniziare l'acquisizione

Come mostrato in Fig. 6, la sequenza di impulsi è catturata correttamente. Tutti i 32 chirp sono rilevati e le loro proprietà sono riassunte nella tabella dei risultati dei chirp. È anche possibile concentrarsi su un impulso specifico e aprire misure più dettagliate selezionando un chirp nella tabella riassuntiva.