频域电平触发机制

如图1所示，ThinkRF实时频谱分析仪(RTSA)的数字化仪硬件部分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。该触发机制使用户能够在频域中定义频率范围和功率电平阈值。如果信号超出用户定义的频率范围内的用户定义的功率水平，则该触发机制开始将时域数据存储到内存中。

图1. ThinkRF RTSA的接收机和数字化仪结构

图2说明了触发和捕获所涉及的步骤顺序。这些步骤（在图中着重显示）分别是：

图2. RTSA的触发和捕获步骤顺序

通过应用程序或SCPI命令完成触发器设置，包括定义要捕获的数据量。
启用触发后，FFT引擎将提取1024个时域波形数据的顺序帧，并将该数据转换为频域波形数据的顺序帧。 FFT引擎以125 MHz采样时钟（8ns采样时钟周期）的速率提供时域数据。时域输入和FFT频域输出数据通过与FFT处理时间相关的固定等待时间F（17.312μs）流水线化并紧密耦合。
在此示例中，分析了频域信号并满足了触发阈值和范围；因此，再经过8个时钟延迟后，触发捕获逻辑将激活捕获标志。
捕获标志向捕获引擎发送信号，以检测下一个有效的VRT帧，并开始将数据保存到板载内存中以发送回给用户。
由于在此事件序列期间花费的时间不涉及存储内存，因此捕获的数据具有触发后的性质。

触发SCPI命令

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，请发出以下命令：

:TRIGger:LEVel <fstart [unit]>,<fstop [unit]>,<level [dbm]>
TRIGger:TYPE LEVEL

其中，fstart和fstop是以GHz，MHz或默认Hz为单位的频率范围，并以dBm为单位调整触发阈值。
同样，要与扫描捕获一起使用，请发出以下命令：

:SWEep:ENTRy:TRIGger:LEVel <fstart [unit]>,<fstop [unit]>,<level [dbm]>
:SWEep:ENTRy:TRIGger:TYPE LEVEL

更多相关信息，请参见RTSA产品的《程序员指南》。

触发响应

**注意：本节中提供的信息适用于固件版本为1.6.0或更高的R55x0，以及固件版本为1.1.0或更高的R57x0。如果版本早于此版本，建议更新设备的固件。

对于给定的触发电平，触发机制的响应将在指定阈值的±3 dBm之内。换句话说，例如，如果指定的触发电平为-40 dBm，则对于在所需频率范围内发生的，功率电平在-43至-37 dBm之间的信号，将发生触发事件。
表1列出了不同衰减量的最大和最小触发阈值。该触发机制对设置在这些阈值之外的触发级别的响应已达到饱和，因此可能会导致无或错误的触发事件。

表1：SH / SHN / ZIF的不同衰减程度的最大和最小触发阈值

为了获得最佳触发性能，请将触发电平设置在这些最大和最小阈值内。此外，为了在接近本底噪声（最高约-93 dBm）附近进行最佳触发检测，请使用0dB衰减。
有关影响触发器响应的一些约束，请参见“触发约束”部分。

触发数据捕获设置建议

图3：不包含信号的触发捕获

在图3的触发示例中，请注意从触发点到捕获点的时间间隔。此时间间隔是由于捕获引擎等待下一个可用于开始捕获的有效VRT帧所致。间隙根据设置的VRT帧大小的大小以及相对于触发点的VRT帧起点的出现而变化。 VRT捕获帧是通过SCPI命令：TRACe：SPPacket定义的（对于扫描，是：SWEep：ENTRy：SPPacket）。如果SPP（每个VRT数据包的样本）很大（如1k或更大），则下一个有效的VRT帧可能会在很长的一段时间后出现（例如32k / 125 MHz = 0.262ms）。
为最小化此时间间隔，建议使用较小的SPP。允许的最小SPP是256（更多相关信息，请参见RTSA的《程序员指南》）。然后使用：TRACe：BLOCk：PACKets（或进行扫描，：SWEep：ENTRy：PPBlock）命令定义需要多少个SPP数据包。 SPP * PPB的块大小（每个块的数据包）是连续的和相连的数据。例如，要捕获32k样本，不是将SPP设置为32k，而是设置为：

:TRACe:SPPacket 512        (or for sweep, :SWEep:ENTRy:SPPacket 512)
:TRACe:BLOCk:PACKets 64    (or for sweep, :SWEep:ENTRy:PPBlock 64)

从VRT协议（请参阅RTSA《程序员指南》）的角度考虑，VRT数据包将在数据包中添加标题和结尾；因此，SPP越小，添加到网络传输中的头和尾字就越多，这可能会影响网络吞吐量的效率，但不会有很大的影响。

触发约束

建议将频域电平触发与SH / SHN模式一起使用，因为这些模式具有最佳性能并且没有IQ失衡。
由于资源限制，频域电平触发设计采用了在RTSA的FPGA芯片中嵌入1024点FFT的方式，而无需进行窗口化和任何信号校正。因此，此设计方法导致以下约束：

触发器目前不支持DD（基带）和HDR（100 kHz跨度）RFE模式。
在ZIF RFE模式下，IQ不平衡图像和DC偏移不会在RTSA内得到校正；因此，它们可能会导致潜在的错误触发。如果将触发阈值设置为输入信号的15 dB以内，则ZIF模式将很好地工作。
如果没有窗口化来提高信号清晰度，则输入信号的频谱泄漏（裙边）也可能导致误触发。输入信号相对于所使用的触发阈值越强，裙边泄漏越广，从而在触发范围内引起更大的频率误差。错误的触发范围如表2所示。该误差范围是指触发频率起始值减去误差值或触发频率终止值加上误差值。例如，如果触发频率范围为2310–2320 MHz，阈值为-55 dBm，衰减为10 dB，输入信号为-30 dBm，则对于输入与阈值25 dB的差，频率误差范围为~1 MHz，实际触发频率范围是2309–2321 MHz。

表2：输入与阈值电平差和频率误差范围
为了最大程度地减少误触发，建议将触发阈值电平调整为~30 dBm或小于潜在的输入信号。
4. 在RTSA中仅使用1024点FFT（或122 kHz RBW）时，触发频率范围的分辨率可能与所使用的捕获RBW（数据捕获大小）不完全匹配。
5. 捕获的触发器数据属于后触发捕获，这意味着数据可能不包括触发信号本身。

参考资料

缩略词

ADC 模数转换器
DC 直流电
DD 直接数字转换器（基带）
FFT 快速傅立叶变换
FPGA 现场可编程门阵列
HDR 高动态范围（100 kHz IBW）
IQ 同相和正交
IBW 瞬时带宽
RF 无线电频率
RFE 接收器前端
RTSA 实时频谱分析仪
SCPI 可编程仪器的标准命令
SH 超级外差（40 MHz IBW）
SHN 具有更窄带宽的超外差（10 MHz IBW）
ZIF 零中频（100 MHz IBW）

理解实时频谱分析仪的频域电平触发相关推荐

实时频谱-2.1实时频谱分析仪的工作方式
现代实时频谱分析仪现代实时频谱分析仪可以采集分析仪输入频率范围内任何地方的传输频带或频宽.这一功能的核心是RF 下变频器,后面跟有一个宽带中间频率(IF)段.ADC数字化IF信号,系统以数字方式执行 ...
实时频谱-4.1实时频谱分析仪的应用
脉冲测量泰克实时频谱分析仪(RSA)特别适合进行脉冲测量.所有 RSA 型号上都可以包括自动脉冲测量软件.可以选择对各个脉冲和脉冲趋势信息进行全面分析.与传统频谱分析仪不同,各种型号的 RSA 都指 ...
实时频谱分析仪执行自定义校准教程
ThinkRF R5500实时频谱分析仪允许终端用户在设备上加载自定义校准文件,以优化设备,减少设备之间的差异或增强对终端用户应用而言最重要的参数.校准文件用于对各种无线电设置和物理参数映射参考电 ...
外部中断----高低电平触发,(边沿触发)上升沿触发和下降沿触发区别
外部中断可以分为电平触发和边缘触发两种,那么这两种中断有什么区别,我们今天讲解下 1什么是中断 CPU在处理某一事件A时,发生了另一事件B请求CPU迅速去处理(中断发生): CPU暂时中断当前的工作, ...
高低电平触发,(边沿触发)上升沿触发和下降沿触发中断区别
外部中断可以分为电平触发和边缘触发两种,那么这两种中断有什么区别.中断基本概念是: CPU在处理某一事件A时,发生了另一事件B请求CPU迅速去处理(中断发生): CPU暂时中断当前的工作,转去处理事件 ...
虹科教您 | 实时频谱分析仪中如何选择合适的FFT窗函数
摘要本文主要介绍了常见的窗函数以及窗函数有什么用,以及在实时频谱分析中,该如何选择合适的加窗方式. 随着无线通信的逐步发展,带来的是频谱环境的越发复杂与丰富,高度的信号变化性使得短时间内信号不再是一 ...
int0低电平触发c语言,单片机中断的解释.ppt
单片机中断的解释在CPU和外设交换信息时,存在着快速CPU和慢速外设间的矛盾,机器内部有时也可能出现突发事件,为此,计算机中通常采用中断技术. 中断 CPU和外设并行工作,当外设数据准备好( 或有某 ...
电平触发和边沿触发——数电第五章学习
触发电平触发普通触发 D触发器 CMOS传输门组成的低电平触发带异步置位.复位端的电平触发边沿触发 CMOS中的边沿触发器带异步置位.复位端的边沿触发电平触发和边沿触发的区别触发器和锁存 ...
电平触发，边沿触发，脉冲触发
1.电平触发: 比如高电平触发,若输入发生变化,则当CLK为高电平时候输出才会跟随发生变化,低电平时候锁存那么,为了有序传输数据,在CLK为高电平时候,输入不应该发生变化.抗干扰能力差 2.边沿触发 ...

理解实时频谱分析仪的频域电平触发