Real-Time Spectrum Analyzer Primer · 2017. 8. 8. ·...

실시간 스펙트럼 분석의 기본 사항

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실시간 스펙트럼 분석의 기본 사항설명서

목차

1 장: 소개 및 개요 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2RF 신호의 발전 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2오늘날의 RF 측정상 문제점 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2장비 구조에 관한 간단한 설명 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

소인 스펙트럼 분석기: 일반적인 주파수 도메인 분석 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 벡터 신호 분석기: 디지털 변조 분석 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4실시간 스펙트럼 분석기: 트리거, 포착, 분석 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

실시간 스펙트럼 분석의 주요 개념 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5샘플, 프레임 및 블록 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5실시간 트리거링 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6무결 포착 및 스펙트로그램 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7시간 상관 다중 도메인 분석 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2 장: 실시간 스펙트럼 분석기의 작동 원리 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10실시간 스펙트럼 분석기의 디지털 신호 처리 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

IF 디지타이저 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10디지털 다운 컨버터 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11I 및 Q 기저대역 신호 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11디지털 압축(Decimation) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11샘플링 속도의 시간 및 주파수 도메인 효과 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

실시간 트리거링 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 디지털 획득을 갖춘 시스템의 트리거링 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13트리거 모드 및 기능 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13RSA 트리거 소스 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14주파수 마스크 구성 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15타이밍 및 트리거 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

기저대역 DSP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16교정/정규화 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16필터링 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16타이밍, 동기화 및 리샘플링 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

고속 퓨리에 변환 분석 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17FFT 등록 정보 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17윈도우 작업 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17사후 FFT 신호 처리 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18중첩 프레임 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

변조 분석 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19진폭, 주파수 및 위상 변조 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19디지털 변조 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19전력 측정 및 통계. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

3 장: 실시간 스펙트럼 분석기 측정 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22주파수 도메인 측정 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

실시간 SA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22표준 SA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23스펙트로그램을 통한 SA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

시간 도메인 측정 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23주파수 대 시간 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23전력 대 시간 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25CCDF(보정 누적 분포 함수) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25I/Q 대 시간 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

변조 도메인 측정 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26아날로그 변조 분석 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26디지털 변조 분석 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27표준 기반 변조 분석 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28코도그램(Codogram) 디스플레이 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

4 장: FAQ(질문과 대답) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

5 장: 용어 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36약어 참조 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

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1 장: 소개 및 개요

RF 신호의 발전

James Clerk Maxwell이 빈 공간에서 에너지를 전송할 수 있는

전자파의 존재를 수학적으로 예측한 1860년대 이후로 엔

지니어와 과학자들은 RF 기술을 새롭게 사용할 수 있는 혁

신적인 방법을 모색해 왔습니다. 이후 1886년에는 Heinrich

Hertz가 라디오파(radio waves)를 물리적으로 증명해 보였으

며, Nikola Tesla, Guglielmo Marconi 및 다른 학자들도 장거리 통

신을 가능하게 하는 이러한 파장의 조작 방법을 연구해 왔

습니다. 20세기로 접어들면서 RF 신호를 처음으로 실용적

인 방식으로 응용한 것이 바로 라디오입니다. 이후 30년 이

상 원거리에 있는 대상을 검색하고 찾을 수 있도록 신호를

전송 및 수신하는 방법을 조사하기 위한 여러 연구 조사 프

로젝트가 시행되었습니다. 2차세계대전의 발발과 함께 등

장한 또 하나의 널리 보급된 RF 응용 분야가 레이더라고도

알려져 있는 라디오 감지 및 위성 거리 측정 기술입니다.

군사 및 통신 분야의 지속적인 성장으로 인해 혁신적으로

발전한 RF 기술은 이후 20세기에 걸쳐 끊임없이 가속화되

어 왔으며 오늘날에도 여전히 발전하고 있습니다. 오늘날

의 레이더 시스템 및 상용 통신 네트워크는 간섭을 막고

감지를 방지하며 용량을 늘리기 위해 매우 복잡해졌으며,

일반적으로 버스트, 주파수 호핑, CDMA(Code Division Multiple

Access) 및 적응성을 갖춘 변조와 같은 복잡한 RF 기술 조합

을 적용하고 있습니다. 이러한 고급형 RF 장비를 설계하여

작업 시스템으로 통합하는 것은 매우 복잡한 작업입니다.

동시에 휴대폰 기술과 무선 데이터 네트워크의 폭넓은 성

공으로 인해 기본 RF 구성 요소 가격은 폭락했습니다. 이에

따라 전통적인 군사 및 통신 분야 이외의 제조업체들도 모

든 종류의 일용 제품에 상대적으로 간단한 RF 장치를 내장

할 수 있게 되었습니다. 이제 RF 송신기는 널리 보급되어 상

상할 수 있는 모든 분야에서 쉽게 찾아 볼 수 있게 되었습

니다. 즉, 가정용 전자 제품, 병원의 의료 장비, 공장의 산업

제어 시스템을 비롯하여 가축, 애완 동물 및 사람들의 피부

에까지 추적 장치를 이식할 수 있습니다.

이제 RF 신호는 현대 사회 어디에서나 볼 수 있을 정도로 널

리 보급되어 있기 때문에 장치 간의 간섭으로 인한 많은 문

제가 발생하고 있습니다. 허가받은 주파수 대역 내에서 작

동하는 휴대폰과 같은 제품은 RF 에너지를 인접한 주파수

채널에 전송하지 않도록 설계되어야 합니다. 이는 서로 다

른 전송 모드 간을 전환하며 여러 네트워크 요소에 대한 연

결을 동시에 유지하는 복합 다중 표준 장치에는 특히 어려

운 작업입니다. 라이센스가 없는 주파수 대역에서 작동하

는 보다 간단한 장치는 간섭 신호가 발생하면 적절하게 기

능하도록 설계되어야 하며, 정부에서는 종종 낮은 전력 수

준의 짧은 버스트에서만 이러한 장비의 전송을 허용하도

록 규정하고 있습니다.

이렇듯 점점 복잡해져 가는 문제점을 해결하기 위해, 오늘

날 엔지니어와 과학자들은 시간에 따라 변화하는 RF 신호

를 신뢰할 만한 수준에서 감지하고 특성화할 수 있어야 합

니다. 물론 이는 기존의 측정 도구만으로는 쉽게 수행할 수

없는 작업입니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 Tektronix에

서는 RF 신호에서 트리거될 수 있으며 해당 신호를 원활하

게 포착하여 메모리로 전송한 다음 주파수, 시간 및 변조

도메인에서 분석할 수 있는 장비인 RTSA(실시간 스펙트럼

분석기)를 설계했습니다. 이 문서에서는 RTSA 작동 원리를

설명하고 오늘날의 RF 신호 포착 및 분석과 연관된 다수의

측정 문제를 해결하기 위해 RTSA를 사용하는 방법에 대한

기본적인 사항을 제공합니다.

오늘날의 RF 측정상 문제점

오늘날의 RF 장치 동작 특성화 문제를 해결하려면 주파수,

진폭 및 변조 매개 변수가 단기간 및 장기간에 걸쳐서 작동

하는 원리를 이해해야 합니다. 이러한 경우 SA(스위프 스펙

트럼 분석기) 및 VSA(벡터 신호 분석기)와 같은 일반적인 도

구를 사용하면 주파수 도메인과 변조 도메인에서 신호의

스냅샷을 제공할 수는 있지만, 디바이스에서 생성된 동적

RF 신호를 자세하게 이해하기에는 정보가 충분하지 않은

경우가 많습니다. RTSA에서는 이러한 모든 측정에 있어서

필수적인 시간 영역 분석을 추가합니다.

고려해야 할 일반적인 측정 작업은 다음과 같습니다.

일시적 및 동적 신호 포착 및 분석

버스트 전송, 글리치, 스위칭 전환 포착

PLL 정착 시간, 주파수 편이 및 마이크로포닉 특성화

간헐적인 간섭 감지, 잡음 분석

스프레드 스펙트럼 및 주파수 호핑 신호 포착

스펙트럼 사용 모니터링, 불량 전송 감지

표준 준수 테스트, EMI 진단

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아날로그 및 디지털 변조 분석

시간에 따라 변화하는 변조 구조 특성화

도메인 상관 관계를 사용하여 복잡한 무선 표준 문제

해결

변조 품질 진단 수행

각 측정에는 시간에 따라 변화하며 종종 예측할 수 없는 RF

신호가 포함됩니다. 이러한 신호를 효과적으로 특성화하

려면 엔지니어에게는 알려지거나 예측할 수 없는 이벤트

에서 트리거할 수 있고, 신호를 원활하게 포착하여 메모리

에 저장할 수 있으며, 주파수, 진폭 및 시간에 따른 변조 매

개의 변수 동작을 분석할 수 있는 도구가 필요합니다.

장비 구조에 관한 간단한 설명

RTSA(실시간 스펙트럼 분석기)는 앞서 설명한 RF 측정 문제

를 해결하기 위해 Tektronix에서 설계한 혁신적인 측정 도구

입니다. RTSA의 작동 원리를 익히고 제공되는 측정 값을 이

해하려면 우선 두 가지 유형의 일반적인 RF 신호 분석기인

SA(스위프 스펙트럼 분석기)와 VSA(벡터 신호 분석기)를 확

인하는 것이 좋습니다.

소인 스펙트럼 분석기: 일반적인 주파수 도메인 분석

스윕 조정 수퍼헤테로다인 스펙트럼 분석기는 수십 년 전

에 엔지니어들이 최초로 주파수 도메인 측정을 할 수 있도

록 한 일반적인 아키텍처입니다. 원래 순수 아날로그 구성

요소로 만들어진 스위프 SA는 함께 제공되는 해당 애플리

케이션과 더불어 발전되어 왔습니다. 현재 생성 스위프 SA

에는 ADC, DSP 및 마이크로프로세서와 같은 디지털 요소가

포함됩니다. 그러나 기본 소인 접근법은 대부분 동일하며,

제어되는 정적 신호 관찰에 최적화되어 있습니다.

스위프 SA에서는 대상 신호를 다운컨버트하고 RBW(해상도

대역폭) 필터의 통과 대역을 통해 스윕함으로써 전력 대 주

파수 측정을 수행합니다. RBW 필터 다음에는 선택한 범위

의 각 주파수 포인트에서 진폭을 계산하는 감지기가 옵니

다. 이 방법은 높은 동적 범위를 제공할 수 있는 반면 한 번

에 하나의 주파수 포인트에 대한 진폭 데이터만 계산할 수

있다는 단점이 있습니다. 일부 경우에는 주파수 범위를 초

과하는 분석기를 스윕하는 데 수 초의 시간이 더 소요됩니

다. 이러한 접근법은 측정 중인 신호에 대해 큰 변화 없이

분석기가 여러 스윕을 완료할 수 있다는 가정을 전제로 합

니다. 따라서 상대적으로 안정적이며 변경되지 않는 입력

신호가 필요합니다.

신호가 급속히 변화하면 변경 사항이 누락될 수 있다는 통

계가 있습니다. 그림1-1에서 볼 수 있는 것처럼, Fb(왼쪽 다

이어그램)에서 일시적인 스펙트럼 이벤트가 발생하면 스

윕에서 주파수 세그먼트 Fa를 찾게 됩니다. 그러나 스윕이

세그먼트 Fb에 도달하는 시간에는 이벤트가 소멸되어 감

지할 수 없습니다(오른쪽 다이어그램). SA는 이렇게 일시적

인 신호에서 트리거할 수 있는 방법을 제공하지 못하며 시

간의 경과에 따른 포괄적인 신호 움직임을 저장할 수도 없

습니다.

그림1-2는 오늘날의 일반적인 스위프 SA 아키텍처를 나타

냅니다. 이 아키텍처는 좁은 폭의 필터를 대체할 수 있도록

디지털 기술을 사용하여 이전 단계에서 상속된 넓은 아날

로그 RBW 필터를 보완합니다. ADC 이전의 필터링, 혼합 및

증폭은 BW1, BW2 또는 BW3의 범위에서 대역폭에 대한 아날

로그 프로세스입니다. "BW3"보다 좁은 필터가 필요한 경우

해당 필터는 아날로그-디지털로 변환 단계 다음의 단계에

서 DSP(디지털 신호 처리)를 통해 적용됩니다.

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그림 1-1: 노란색 커서 영역에서 현재 스윕 대역 외부에서 발생하는중요한 일시적인 이벤트를 누락하는 경우가 많은 일련의주파수 영역 전체에 대한 스위프 스펙트럼 분석기 단계

그림 1-2: 일반적인 스위프 스펙트럼 분석기 아키텍처


ADC 및 DSP 작업은 보다 어렵습니다. 순수 아날로그 스펙트

럼 분석기에서 발생할 수 있는 일부 오류 유형이 제거되더

라도 ADC의 비선형성 및 잡음은 여전히 문제점으로 작용합

니다.

벡터 신호 분석기: 디지털 변조 분석

일반적인 소인 스펙트럼 분석을 통해서 입력 신호의 진폭에

대한 정보만을 제공하는 스칼라 측정을 수행할 수 있습니

다. 디지털 변조 신호 분석에는 진폭 및 위상 정보를 모두 제

공하는 벡터 측정이 필요합니다. 벡터 신호 분석기는 디지

털 변조 분석을 위해 특수하게 설계된 도구입니다. 그림1-3

에서는 단순화된 VSA 블록 다이어그램을 볼 수 있습니다.

VSA는 변조 측정에 최적화되어 있습니다. 다음 절에서 설명

할 실시간 스펙트럼 분석기와 마찬가지로 VSA는 디지털 모

듈화를 측정하는 데 필요한 진폭 및 위상 정보를 추출하기

위해 장비의 통과 대역 내에 있는 모든 RF 에너지를 디지털

화합니다. 그러나 대부분의(모두 해당되지는 않음) VSA는

지정된 시간에 임의의 포인트에서 입력 신호에 대한 스냅

샷을 가져오기 위해 설계되었으므로 시간의 경과에 따른

신호의 변화를 긴 연속 획득 레코드로 저장하기는 어렵거

나 전혀 저장할 수 없습니다. 스위프 SA와 마찬가지로 트리

거링 기능도 일반적으로 IF 수준 트리거 및 외부 트리거로

제한됩니다.

VSA 내에서 ADC는 광대역 IF 신호, 다운 컨버전 및 필터링을

디지털화하며 감지는 수치적으로 수행됩니다. 시간 도메

인에서 주파수 도메인으로의 전송은 FFT 알고리즘을 사용

하여 수행됩니다. ADC의 선형성 및 동적 범위는 장비 성능

에 매우 중요한 요소입니다. 마찬가지로 측정을 빠르게 실

행하려면 충분한 DSP 처리 기능이 갖춰져 있어야 합니다.

VSA는 EVM(오류 벡터 진폭)과 같은 변조 매개 변수를 측정하

며 컨스틸레이션 등의 다른 디스플레이를 제공합니다. 표

준 VSA는 보통 일반적인 스위프 SA 기능을 보완하기 위해

사용됩니다. 또한 오늘날의 많은 장비에는 스위프 SA 및

VSA 기능을 모두 수행할 수 있는 아키텍처가 있으며, 상호

연결되지 않은 주파수 및 변조 도메인 측정을 동시에 제공

합니다.

실시간 스펙트럼 분석기: 트리거, 포착, 분석

실시간 스펙트럼 분석기는 앞의 절에서 설명한 대로 일시

적 및 동적 RF 신호와 연관된 측정 문제를 해결하기 위해 설

계되었습니다. 실시간 스펙트럼 분석의 기본 개념은 RF 신

호에서 트리거하여 메모리로 원활하게 포착한 다음 여러

도메인에서 분석할 수 있는 기능입니다. 이렇게 하면 시간

이 경과함에 따라 변화하는 RF 신호를 올바르게 감지 및 특

성화할 수 있습니다.

그림1-4에는 RTSA 아키텍처의 단순화된 블록 다이어그램이

있습니다. 보다 세부적인 다이어그램 및 회로 설명은 2 장

을 참조하십시오. RF 프런트 엔드는 장비의 전체 주파수 범

위에 걸쳐서 조정이 가능하며 입력 신호를 RTSA의 최대 실

시간 대역폭과 관련된 고정 IF로 다운컨버트합니다. 그런

다음 신호는 ADC에 의해 필터링 및 디지털화되며 장비의 트

리거링, 메모리 및 분석 기능을 관리하는 DSP 엔진으로 전

달됩니다. 이 블록 다이어그램 및 획득 프로세스의 요소는

VSA 아키텍처의 요소와 비슷하지만 RTSA는 실시간 트리거

링, 무결 신호 포착 및 시간 상관 다중 도메인 분석을 제공

하는 데 최적화되어 있습니다. 또한 ADC 기술의 고급 기능

을 사용하면 높은 동적 범위 및 저 잡음을 사용하여 변환할

수 있습니다. 이와 같이, RTSA는 여러 스위프 스펙트럼 분석

기의 기본 RF 성능과 동일하거나 이를 능가하는 뛰어난 성

능을 갖추고 있습니다.


그림 1-4: 일반적인 실시간 스펙트럼 분석기 아키텍처그림 1-3: 일반적인 벡터 신호 분석기 아키텍처


측정 범위가 실시간 대역폭보다 작거나 동일한 경우 RTSA

아키텍처는 RF 신호를 디지털화하고 시간 연속 샘플을 메

모리에 저장함으로써 지정된 시간에 갭 없이 입력 신호를

원활하게 포착할 수 있는 기능을 제공합니다. 이렇게 하면

스위프 스펙트럼 분석기의 획득 프로세스에 대해 다양한

이점을 활용할 수 있으므로 주파수 범위에 걸쳐 연속으로

스윕하여 주파수 도메인 이미지를 구축할 수 있습니다. 이

러한 이점에 대한 자세한 내용은 이 문서의 나머지 부분에

서 설명합니다.

실시간 스펙트럼 분석의 주요 개념

샘플, 프레임 및 블록

RTSA에서 수행된 측정은 DSP(디지털 신호 처리) 기술을 사

용하여 구현됩니다. RF 신호가 시간, 주파수 및 변조 도메인

에서 분석되는 방법을 이해하려면 먼저 장비에서 신호를

획득 및 저장하는 방법에 대한 조사가 필요합니다. 신호는

ADC에서 디지털화된 시간 도메인 데이터로 표현되어 DSP

를 통해 모든 주파수 및 변조 매개 변수를 계산할 수 있습니

다. 이러한 개념은 2 장에서 자세히 설명합니다.

세 가지 용어, 즉 샘플, 프레임 및 블록은 RTSA에서 실시간

획득을 사용하여 신호를 원활하게 포착할 때 저장되는 데

이터의 계층을 설명합니다. 그림1-5는 샘플 프레임 블록 구

조를 보여 줍니다.

데이터 계층에서 가장 낮은 레벨은 불연속적인 시간 도메

인 데이터 포인트를 표시하는 샘플입니다. 이 구조는 실시

간 오실로스코프 및 PC 기반 디지타이저와 같은 기타 디지

털 샘플링 애플리케이션과 비슷합니다. 인접한 샘플 사이

의 시간 간격을 결정하는 효과적인 샘플률은 선택한 범위

에 따라 달라집니다. RTSA에서 각 샘플은 진폭 및 위상 정

보를 포함하는 I/Q 쌍으로 메모리에 저장됩니다.

다음 상위 단계는 프레임입니다. 프레임은 지속적인 샘플

정수로 구성되며 시간 도메인 데이터를 주파수 도메인으

로 변환하기 위해 FFT(고속 퓨리에 변환)를 적용할 수 있는

기본 단위입니다. 이 프로세스에서 각 프레임은 하나의 주

파수 도메인 스펙트럼을 생성합니다.

획득 계층에서 최상위 레벨은 지정된 시간에 원활하게 포

착된 여러 인접 프레임으로 구성되는 블록입니다. 획득 길

이라고도 하는 블록 길이는 하나의 연속 획득으로 표현되

는 총 시간입니다. 블록 내에서 입력 신호는 지정된 시간에

갭 없이 표현됩니다.

RTSA 실시간 측정 모드에서 각 블록은 원활하게 획득되어

메모리에 저장됩니다. 그런 다음 블록은 주파수, 시간 및

신호 변조 동작을 분석하는 DSP 기술을 통해 사후 처리됩

니다. 표준 SA 모드에서 RTSA는 최대 실시간 대역폭을 초과

하는 주파수 범위에서 RF 프런트 엔드 단계를 거침으로써

스위프 SA를 에뮬레이트할 수 있습니다. 이에 대한 자세한

내용은 4 장을 참조하십시오.

그림1-6은 무결 실시간 포착이 가능한 블록 획득 모드를 보

여 줍니다. 각 획득은 블록 간은 아니더라도 블록 내에서

모든 프레임에 대해 지정한 시간에 원활하게 수행됩니다.

한 획득 블록의 신호 처리를 완료하면 다음 블록의 획득이

시작됩니다. 블록이 메모리에 저장되고 나면 모든 실시간

측정을 적용할 수 있습니다. 예를 들어, 실시간 SA 모드에

서 포착된 신호는 복조 모드 및 시간 모드에서 분석할 수

있습니다.


그림 1-5: 샘플, 프레임 및 블록: RSA 메모리 계층 그림 1-6: 실시간 스펙트럼 분석기 블록 획득 및 처리


블록 내에서 획득한 프레임의 수는 획득 길이를 프레임 길

이로 나누어서 결정할 수 있습니다. 사용자가 입력한 획득

길이는 반올림되어, 블록에는 프레임의 수가 정수로 포함

됩니다. 최대 획득 길이 범위는 초부터 일까지이며, 선택한

측정 범위 및 장비의 메모리 용량에 따라 달라집니다. 특정

RTSA에 대한 예제는 4 장을 참조하십시오.

실시간 트리거링

오랜 기간 동안 대부분의 스펙트럼 분석 도구에는 유용한

트리거링 기능이 없었습니다. RTSA는 간단한 IF 레벨 및 외

부 트리거 이외에도 실시간 주파수 도메인 트리거링 및 파

워 레벨 트리거 모드를 제공하는 최초의 실시간 스펙트럼

분석기입니다. 일반적인 소인 아키텍처가 실시간 트리거링

에 적합하지 않은 이유에는 여러 가지가 있습니다. 그 중에

서도 가장 큰 이유는 스위프 SA에서는 트리거 이벤트가 스

윕을 시작하기 위해 사용되기 때문입니다. 반면에 RTSA는

신호를 원활하게 획득하기 위해 지정된 시간에 참조 포인

트로 트리거 이벤트를 사용합니다. 이렇게 하면 사전 트리

거 및 사후 트리거 정보를 모두 저장할 수 있는 기능 등 기

타 여러 가지 유용한 기능을 사용할 수 있습니다. RTSA의 실

시간 트리거에 대한 자세한 내용은 2 장을 참조하십시오.

RTSA의 또다른 유용한 기능은 사용자가 주파수 도메인에

서 특정 이벤트를 기반으로 트리거할 수 있는 실시간 주파

수 마스크 트리거입니다. 그림1-7에서 볼 수 있듯이 마스크

는 분석기의 실시간 대역폭 내에서 트리거될 영역을 정의

하도록 그려집니다.

유동 주파수 마스크 트리거는 동적 RF 신호를 확실하게 감

지 및 분석할 수 있는 강력한 도구입니다. 이 트리거는 보다

강력한 RF 신호(그림1-8 참조)의 출현으로 발생하는 낮은 레

벨의 일시적 이벤트를 포착하고 복잡한 주파수 스펙트럼

(그림1-9 참조) 내의 특정 주파수에서 간헐적인 신호를 감지

하는 경우와 같이 일반적인 스펙트럼 분석기에서는 불가능

한 측정을 실행하는 데 사용할 수도 있습니다.


그림 1-8: 광대역 신호 인근의 낮은 레벨의 버스트성 신호를 트리거하기 위해 주파수 마스크 사용

그림 1-7: 주파수 마스크를 사용하는 실시간 주파수 도메인 트리거링

그림 1-9: 복잡한 스펙트럼 환경에서 특정 신호에서 트리거하기위해 주파수 마스크 사용


무결 포착 및 스펙트로그램

실시간 트리거 조건이 정의되면 장비에서는 획득을 시작

할 준비를 하고 RTSA는 연속적으로 입력 신호를 검사하여

지정된 트리거 이벤트를 감시합니다. 이러한 이벤트가 발

생할 때까지 대기하는 동안 신호는 지속적으로 디지털화

되고 시간 도메인 데이터는 FIFO(선입선출) 포착 버퍼를 통

해 가장 오래된 데이터를 버리고 새 데이터를 누적하는

방식으로 순환합니다. 이렇게 하면 분석기에서 트리거 이

벤트를 감지할 때 사전 트리거 및 사후 트리거 데이터를

메모리에 저장할 수 있습니다.

위의 절에서 설명한 것과 같이 이 프로세스를 통해 신호가

지속적인 시간 도메인 샘플로 표현되는 지정된 블록을 원

활하게 획득할 수 있습니다. 데이터가 메모리에 저장되면

전력 대 주파수, 스펙트로그램 및 다중 도메인 화면과 같은

다른 디스플레이를 사용하여 처리 및 분석할 수 있습니다.

샘플 데이터는 후속 획득에서 덮어쓸 때까지 RAM에 사용

가능한 상태로 유지되며, RTSA의 내부 하드 드라이브에 저

장할 수도 있습니다.

스펙트로그램은 시간의 경과에 따른 주파수와 진폭의 움

직임을 직관적으로 표시하는 중요한 측정 도구입니다. 수

평 축은 일반적인 스펙트럼 분석기에서 전력 대 주파수 디

스플레이에 표시하는 것과 동일한 주파수 범위를 표시합

니다. 그러나 스펙트로그램의 수직 축은 시간을 표시하고

진폭은 높낮이에 따라 색상으로 표시됩니다. 스펙트로그

램의 각 "라인"은 시간 도메인 데이터의 한 프레임에서 계

산된 단일 주파수 스펙트럼에 해당합니다. 그림1-10은 동

적 신호에 대한 스펙트로그램의 개념적 그림입니다.

그림1-11은 전력 대 주파수를 표시하는 스크린샷이며, 스

펙트로그램은 그림1-10에 있는 신호를 표시합니다.스펙트

로그램에서 가장 오래된 프레임은 디스플레이의 맨 위에

표시되고 가장 최근의 프레임은 디스플레이의 맨 아래에

표시됩니다. 이 측정은 시간이 경과함에 따라 주파수가 변

경되는 RF 신호를 표시하며, 시간 블록의 끝 부근에서 나타

나고 사라지는 낮은 레벨의 일시적인 신호 또한 표시합니

다. 데이터가 메모리에 저장되기 때문에 마커를 사용하여

스펙트로그램에서 "지정된 시간 이전"으로 스크롤할 수 있

습니다. 그림1-11에서 마커는 스펙트로그램 디스플레이의

일시적인 이벤트에 배치되었으며, 이로 인해 지정된 시간

의 특정 포인트에 해당하는 스펙트럼이 전력 대 주파수 디

스플레이에 표시됩니다.

시간 상관 다중 도메인 분석

신호를 획득하여 메모리에 저장한 후에는 그림1-12(다음 페

이지)에서 볼 수 있듯이 RTSA에서 사용할 수 있는 다양한 시

간별로 연결된 화면을 사용하여 분석할 수 있습니다.

이는 장치 문제 해결 및 신호 특성화 애플리케이션에서 특

히 유용합니다. 이러한 모든 측정은 시간 도메인 샘플 데이

터의 동일한 기본 집합을 기반으로 하므로, 두 가지의 현저

한 구조적 이점이 있습니다.

단일 획득을 기준으로 하는 주파수, 시간 및 변조 도메

인의 포괄적인 신호 분석

주파수, 시간 및 변조 도메인의 특정 이벤트가 일반 시

간 레퍼런스를 기반으로 하여 각각의 도메인 상호 연결


그림 1-10: 스펙트로그램 디스플레이 그림 1-11: 시간별로 연결된 화면: 전력 대 주파수 디스플레이(왼쪽)및 스펙트로그램 디스플레이(오른쪽)


실시간 스펙트럼 분석 모드에서 RTSA는 포착된 신호에 대

해 두 가지의 시간별로 연결된 화면, 즉 전력 대 주파수 디

스플레이와 스펙트로그램 디스플레이를 제공합니다. 이러

한 두 가지 화면은 그림1-11에서 볼 수 있습니다.

시간 도메인 분석 및 변조 도메인 분석을 위한 실시간 측정

모드에서 RTSA는 그림1-13과 그림1-14와 같이 포착된 신호

를 다중 화면으로 표시합니다. 왼쪽 위의 창은 오버뷰라고

하며 전력 대 시간 또는 스펙트로그램을 표시할 수 있습니

다. 오버뷰는 블록에서 획득한 모든 데이터를 표시하며 다

른 분석 창에 대한 색인 역할을 합니다.

보라색 윤곽선이 있는 오른쪽 위의 창은 서브뷰라고 하며

실시간 스펙트럼 분석기 모드에서 사용할 수 있는 동일한

전력 대 주파수 디스플레이를 표시합니다. 이는 그림1-11

에 표시된 것과 같이 데이터의 한 프레임에 대한 스펙트럼

이며, 지정된 시간에 어떤 포인트에서도 스펙트럼을 볼 수

있도록 전체 시간 레코드에서 스크롤할 수 있습니다. 이는

RTSA의 타이밍 메뉴에 있는 스펙트럼 오프셋을 조정하여

수행할 수 있습니다. 지정된 시간에 위치를 표시하는 오버

뷰 창에 있는 보라색 막대는 보라색 서브뷰 창의 주파수 도

메인 디스플레이에 해당합니다.

녹색 윤곽선이 있는 화면 아래쪽 절반 창은 분석 창 또는

주 화면이라고 하며, 선택한 시간 또는 변조 분석 측정 결

과를 표시합니다.

그림1-13은 주파수 변조 분석의 예제를 표시하고, 그림1-14

는 일시적인 전력 대 시간 분석의 예제를 표시합니다. 녹색

분석 창은 서브뷰 창과 마찬가지로 오버뷰 창에 표시된 시

간 레코드 내의 어떤 위치에나 배치될 수 있으며, 위치를

표시하는 해당 녹색 막대를 포함합니다. 또한 분석 창의 폭

은 한 프레임의 길이보다 작거나 크게 유동적으로 조정할

수 있습니다.

시간 상관 다중 도메인 분석에서는 다양한 분석 도구를 사

용하여 획득한 RF 신호의 서로 다른 부분을 확대하고 철저

하게 특성화할 수 있는 완벽한 유연성을 제공합니다. 이러

한 측정에 대한 소개는 3 장을 참조하십시오.


그림 1-14: 스펙트럼, 전력 대 주파수 및 전력 대 시간을 표시한 다중 도메인 화면

그림 1-13: 전력 대 시간, 전력 대 주파수 및 FM 복조를 표시한 다중도메인

그림 1-12: RTSA에서 사용 가능한 여러 가지 시간별로 연결된 측정화면



2 장: 실시간 스펙트럼 분석기의 작동 원리

오늘날의 실시간 스펙트럼 분석기는 분석기의 입력 주파

수 범위 내 어디에서나 통과 대역 또는 범위를 획득할 수

있습니다. 이러한 기능의 중심적인 역할을 수행하는 것은

광대역 IF(중간 주파수) 섹션이 뒤에 오는 RF 다운 컨버터입

니다. ADC는 IF 신호를 디지털화하고 시스템은 다른 모든 단

계를 디지털 방식으로 수행합니다. FFT 알고리즘은 시간 도

메인에서 주파수 도메인으로의 변환을 구현하며, 이때 후

속 분석에서 스펙트로그램, 코도그램(Codogram) 등과 같은

디스플레이를 생성합니다.

연속적인 실시간 아키텍처를 구분하기 위한 몇 가지 주요

특성은 다음과 같습니다.

원하는 측정을 지원하기에 충분한 충실도를 갖춘 전체

실시간 BW를 디지털화할 수 있는 ADC 시스템

모두 시간과 상호 연결되어 있으며 테스트 중인 신호

에 대한 다중 분석 화면을 제공하는 통합된 신호 분석

시스템

원하는 시간 측정 기간에 대해 지속적으로 실시간 획득

을 수행할 수 있는 충분한 포착 메모리 및 DSP 전력

주파수 도메인에서 실시간 트리거링을 가능하게 하는

DSP 전력

이 장에는 주 획득에 대한 여러 아키텍처 다이어그램 및

Tektronix RSA(실시간 스펙트럼 분석기)의 분석 블록이 포함

됩니다. 명확한 설명을 위해 보조 트리거링 관련 블록, 디

스플레이 및 키보드 컨트롤러 등의 일부 보조 기능은 생

략했습니다.

실시간 스펙트럼 분석기의 디지털 신호 처리

Tektronix의 RSA는 RF 신호를 교정된 시간별 연결 다중 도메

인 측정으로 변환하기 위해 아날로그 및 디지털 신호 처리

를 조합하여 사용합니다. 이 절에서는 RSA 신호 처리 흐름

의 디지털 부분을 다룹니다.

그림2-1은 Tektronix RSA 시리즈에서 사용되는 주요 디지털

신호 처리 블록을 표시합니다. 아날로그 IF 신호는 대역통

과 필터링되고 디지털화됩니다. 디지털 다운 컨버전 및 디

지털 압축(Decimation) 프로세스는 A/D 샘플을 동위상(I) 및 직

각위상(Q) 기저대역 신호의 스트림으로 변환합니다. 트리

거링 블록은 획득 및 타이밍을 제어할 수 있는 신호 조건을

감지합니다. 트리거링 정보는 물론 기저대역 I 및 Q 신호 역

시 통계 분석을 비롯하여 FFT, 변조 분석, 전력 측정 및 타이

밍 측정을 통해 스펙트럼 분석을 수행하는 기저대역 DSP 시

스템에서 사용됩니다.

IF 디지타이저

Tektronix RSA는 일반적으로 IF(중간 주파수) 주위에 집중된

주파수 대역을 디지털화합니다. 이러한 주파수의 대역 또

는 범위는 실시간 분석을 수행할 수 있는 가장 넓은 주파수

입니다. DC 또는 기저대역이 아닌 높은 IF에서 디지털화하

면 다양한 신호 처리 이점(가성능, DC 제거, 동적 범위 등)이

있지만, 직접 처리하는 경우에는 필터링 및 분석을 위해 많

은 양의 계산이 필요할 수 있습니다. Tektronix RSA는 그림2-2

에서 볼 수 있는 DDC(디지털 다운 컨버터) 및 디지털 압축기

를 채용하여 디지털화된 IF를 선택한 범위에 대해 충분히

높은 효과적인 샘플링 속도에서 I 및 Q 기저대역 신호로 변

환합니다.

그림 2-1: 실시간 스펙트럼 분석기 디지털 신호 처리 블록 다이어그램

그림 2-2: 디지털 다운 컨버터 블록 다이어그램

디지털 다운 컨버터

IF 신호는 샘플률 FS를 통해 디지털화됩니다. 그런 다음 디

지털화된 IF는 DDC로 전송됩니다. DDC의 숫자 발진기는 대

상 대역의 중심 주파수에서 사인과 코사인을 생성합니다.

사인 및 코사인에 디지털화된 IF를 곱해 원래 IF에 있는 모

든 정보를 포함하는 I 및 Q 기저대역 샘플의 스트림을 생성

합니다. I 및 Q 스트림은 가변 대역폭 저역 통과 필터를 통

해서 전달됩니다. 저역 통과 필터의 차단 주파수는 선택한

범위에 따라 다릅니다.

I 및 Q 기저대역 신호

그림2-3은 주파수 대역을 가져온 다음 직교 다운 컨버전을

통해 기저대역으로 변환하는 과정을 보여 줍니다. 원래 IF

신호는 샘플링 주파수의 2/3와 샘플링 주파수 사이의 공간

에 포함됩니다. 샘플링은 0과 1/2 샘플링 주파수 사이에서

이 신호의 이미지를 생성합니다. 그런 다음 이 신호에 대상

통과 대역의 중심에서 연접한 사인 및 코사인 신호를 곱해

I 및 Q 기저대역 신호를 생성합니다. 기저대역 신호는 실제

값이며 원래 값의 대칭입니다. 포지티브 및 네거티브 주파

수에 동일한 정보가 포함됩니다. 원래 통과 대역에 포함된

모든 변조는 이 두 신호에도 포함됩니다. 필요한 최소 샘플

링 주파수는 각각 원래 주파수의 절반이 됩니다. 그런 다음

2 단위로 디지털 압축할 수 있습니다.

디지털 압축(Decimation)

나이퀴스트 정리에 따르면 기저대역 신호의 경우 가장 높

은 대상 주파수의 두 배에 해당하는 속도에서만 샘플이 필

요합니다. 시간 및 주파수는 역수량입니다. 저주파를 연구

하려면 긴 시간 동안의 레코드를 관찰해야 합니다. 디지털

압축을 사용하여 범위, 처리 시간, 레코드 길이 및 메모리

사용량의 균형을 조정합니다.

예를 들어, Tektronix RSA3300A 시리즈는 A/D 컨버터에서

51.2 MS/s 샘플링 속도로 15 MHz 대역폭 또는 범위를 디지

털화합니다. 이 15 MHz 범위에 대한 DDC, 필터링 및 디지털

압축 이후의 결과인 I 및 Q 레코드는 원래 속도의 절반으

로, 즉 25.6 MS/s로 효과적인 샘플링을 수행할 수 있습니

다. 샘플의 전체 수는 변경되지 않습니다. 즉, 51.2 MS/s의

단일 세트 대신 각각 25.6 MS/s의 효과적인 속도를 유지하

는 두 개의 샘플 세트가 되는 것입니다. 이후의 디지털 압

축은 보다 좁은 범위에서 수행되므로, 동일한 수의 샘플에

대해 더 긴 시간 레코드가 생성됩니다. 효과가 낮은 샘플

링 속도의 단점으로는 낮은 시간 해상도를 들 수 있으며,

반면 장점은 표2-1에서 볼 수 있는 것처럼 주어진 시간 레

코드에 대해 계산 작업이 줄어들며 메모리 사용량도 더

적다는 것입니다.

샘플링 속도의 시간 및 주파수 도메인 효과

효과적인 샘플링 속도를 낮추기 위해 디지털 압축을 사용

하면 중요한 시간 및 주파수 도메인 측정 매개 변수에 대해

다양한 영향을 미칩니다. 넓은 범위와 좁은 범위를 대조하

는 예제를 그림2-4 및 그림2-5에서 볼 수 있습니다. 보다 자

세한 내용과 추가 예제는 4 장의 FAQ(질문과 대답)를 참조

하십시오.



그림 2-3: I 및 Q를 포함하여 샘플률의 절반에서도 유지되는 통과대역의 정보

표 2-1: 선택한 범위, 디지털 압축(Decimation) 및 효과적인 샘플률(Tektronix RSA3300A 시리즈 및 WCA200A 시리즈)

범위 디지털 압축 효과적인 시간

(Decimation, n) 샘플률 해상도

15 MHz 2 25.6 MS/s 39.0625 ns

10 MHz 4 12.8 MS/s 78.1250 ns

1 MHz 40 1.28 MS/s 781.250 ns

100 KHz 400 128 KS/s 7.81250 s

10 KHz 4000 12.8 KS/s 78.1250 s

1 KHz 40000 1.28 KS/s 781.250 s

100 Hz 400000 128 S/s 7.81250 ms

넓은 포착 대역폭은 광범위한 주파수를 상대적으로 낮은 주

파수 도메인 해상도로 표시합니다. 좁은 포착 대역폭과 비

교하면 샘플률이 더 높고 해상도 대역폭도 더 넓습니다. 시

간 도메인에서 프레임 길이는 짧아지고 시간 해상도는 미세

해집니다. 레코드 길이는 저장된 샘플의 수와 동일하지만

이러한 샘플에 의해 표현되는 시간은 더 짧습니다. 그림2-4

는 넓은 대역폭 포착을 표시하며 표2-2는 실제 예제를 보여

줍니다.

이와는 대조적으로 좁은 포착 대역폭은 작은 범위의 주파

수를 높은 주파수 도메인 해상도로 표시합니다. 넓은 포착

대역폭과 비교하면 샘플률은 더 낮고 해상도 대역폭도 더

좁습니다. 시간 도메인에서 프레임 길이는 길어지고 시간

해상도가 떨어지며 사용 가능한 레코드 길이에 더 많은 시

간이 소요됩니다. 그림2-5는 좁은 대역폭 포착을 표시하며

표2-2는 실제 예제를 보여 줍니다. 주파수 해상도 등의 숫

자 스케일은 광대역 포착과는 다른 진폭의 여러 순서를 나

타냅니다.

실시간 트리거링

실시간 스펙트럼 분석기는 스펙트럼 및 변조 분석에 시간

도메인의 전력을 추가합니다. 트리거링은 시간 도메인 정

보를 포착하는 데 필수적입니다. RSA는 고유한 트리거 기

능을 제공하여 일반적인 외부 및 레벨 기준 트리거뿐 아니

라 전력 및 주파수 마스크 트리거도 제공합니다.

가장 일반적인 트리거 시스템은 대부분의 오실로스코프에

서 사용됩니다. 일반적인 아날로그 오실로스코프에서 관찰

되는 신호는 다른 신호로 트리거가 공급되는 동안 입력으

로 공급됩니다. 트리거 이벤트는 수평 스윕이 시작되도록

하며, 신호의 진폭은 교정된 계수선에 덧붙여진 수직 변위

로 표시됩니다. 가장 간단한 형식의 아날로그 트리거링을

사용하면 그림2-6(다음 페이지)에 표시된 것과 같이 트리거

후에 발생하는 이벤트를 관찰할 수 있습니다.



그림 2-4: 광대역 포착 대역폭의 예

그림 2-5: 협대역 포착 대역폭의 예

장비 설정 넓은 범위 좁은 범위

범위 15 MHz 1 kHz

샘플률 51.2 MS/s 51.2 MS/s

디지털 압축(Decimation) 2 32000

효과적인 샘플률 25.6 MS/s 1.6 kS/초

시간 도메인 효과

시간 도메인 해상도(샘플) 39.0 나노초 625 마이크로초

스펙트로그램 시간 해상도(프레임 길이) 40.0 마이크로초 640 밀리초

최대 레코드 길이(256 MB 메모리) 2.56 초 11.4 시간

주파수 도메인 효과

주파수 해상도(FFT bin 폭) 25.0 kHz 1.56 Hz

NBW(잡음 대역폭) 43.7 kHz 2.67 Hz

동등한 가우스 RBW 41.2 kHz 2.52 Hz

표 2-2: 범위 설정이 변경되는 시간 및 주파수 도메인 효과 비교 (Tektronix RSA3300A 시리즈 및 WCA200A 시리즈)



디지털 획득을 갖춘 시스템의 트리거링

신호의 디지털 방식 표현 및 처리 기능을 대용량 메모리 기

능과 함께 사용하면 트리거 이후는 물론 이전에 발생하는

이벤트도 포착할 수 있습니다.

Tektronix RSA에서 사용하는 디지털 획득 시스템은 ADC(아날

로그 대 디지털 컨버터)를 사용하고 수신된 신호의시간 샘

플 데이터를 딥 메모리에 채웁니다. 개념적으로 새 샘플은

가장 오래된 샘플이 삭제되는 동안 지속적으로 메모리에

공급됩니다. 그림2-7의 예제는 N 개의 샘플을 저장하기 위

해 구성된 메모리를 보여 줍니다. 트리거가 도착하면 획득

이 중지되며 메모리의 내용이 동결됩니다. 트리거 신호 경

로에 변수 지연이 추가되어 트리거 이전은 물론 이후에 발

생하는 이벤트도 포착할 수 있습니다.

지연이 없는 경우, 트리거 이벤트는 트리거가 저장되는 것

과 동시에 샘플 직후에 메모리가 동결되도록 합니다. 그러

면 메모리에는 트리거 이전에 발생한“N”개의 샘플뿐 아

니라 트리거 시의 샘플도 포함됩니다. 사전 트리거 이벤트

만 저장됩니다.

이제 지연이 메모리의 길이와 정확하게 일치하도록 설정

되는 경우를 가정해 봅니다. 그러면 메모리가 동결되기 전

에 "N" 샘플을 트리거 발생 후의 메모리에 저장할 수 있습

니다. 그런 다음 메모리는 트리거 이후의 신호 활동에 대한

"N" 샘플을 포함합니다. 사후 트리거 이벤트만 저장됩니다.

지연이 메모리 길이의 한 부분으로 설정하면 사전 및 사후

트리거 이벤트를 모두 포착할 수 있습니다. 지연이 메모리

용량의 절반으로 설정되면 저장된 샘플의 절반은 트리거

전에 오는 샘플이 되고 나머지 절반은 트리거 다음에 오는

저장된 샘플이 됩니다. 이 개념은 일반적인 스위프 SA의 0

범위 모드에서 사용되는 트리거 지연과 비슷합니다. 그러

나 RSA는 훨씬 더 긴 시간의 레코드를 포착할 수 있으며, 이

신호 데이터는 주파수, 시간 및 변조 도메인에서 후속적으

로 분석될 수 있습니다. 이것은 신호 모니터링 및 장치 문

제 해결 등의 애플리케이션에 대한 강력한 도구입니다.

트리거 모드 및 기능

자유 실행 모드는 모든 트리거 조건을 고려하지 않고 수신

된 IF 신호의 샘플을 획득합니다. 스펙트럼, 변조 또는 기타

측정은 획득 및 처리된 것으로 표시됩니다.

트리거된 모드에는 트리거 소스뿐 아니라 트리거링을 위

한 조건 및 트리거에 응답하는 장비 동작을 정의하는 다양

한 매개 변수 설정이 필요합니다.

지속적인 트리거 또는 단일 트리거 선택에 따라 트리거가

발생할 때마다 획득을 반복할지 아니면 측정이 준비될 때

마다 한 번만 획득할지가 결정됩니다. 0부터 100%까지 조

정이 가능한 트리거 위치는 획득 블록에서 사전 트리거 부

분을 선택합니다. 10%를 선택하면 선택한 블록의 1/10에

해당하는 사전 트리거 데이터를 포착하고 9/10에 해당하는

사후 트리거 데이터를 포착합니다. 트리거 기울기를 사용

그림 2-7: 디지털 획득 시스템에서의 트리거링

그림 2-6: 일반적인 오실로스코프 트리거링

하면 트리거링에 대해 상승 에지, 하강 에지 또는 둘을 조

합하여 선택할 수 있습니다. 상승 및 하강을 통해 완벽한

버스트를 포착할 수 있습니다. 하강 및 상승을 통해 신호의

갭을 포착할 수 있습니다. 이러한 갭이 없는 경우 신호는

지속적입니다.

RSA 트리거 소스

Tektronix RSA는 다양한 내부 및 외부 트리거링 방법을 제공

합니다. 표2-3은 각 트리거와 연결된 다양한 실시간 트리거

소스, 설정 및 시간 해상도를 요약한 것입니다.

외부 트리거링을 통해 외부 TTL 신호가 획득을 제어할 수

있습니다. 이는 일반적으로 테스트 중인 시스템의 주파수

전환 명령과 같은 제어 신호입니다. 외부 신호는 테스트 중

인 시스템의 이벤트 획득 메시지를 표시합니다.

내부 트리거링은 테스트 중인 신호의 특성에 따라 달라집

니다. RSA에는 필터링 및 디지털 압축 이후에 신호 전력에

서 또는 주파수 마스크 트리거를 사용하는 특정 스펙트럼

의 구성 요소의 발생 시에 디지털화된 신호의 레벨에서 트

리거할 수 있는 기능이 있습니다. 각 트리거 소스 및 모드

는 주파수 선택성, 시간 해상도 및 동적 범위 측면에서 필

요에 맞는 이점을 제공합니다. 이러한 기능을 지원하는 기

본 요소는 그림2-8(다음 페이지)에 표시됩니다.

레벨 트리거링에서는 ADC의 출력에 따른 디지털화된 신호

를 사용자가 선택한 설정과 비교합니다. 더 자세한 필터링

및 디지털 압축이 필요한 좁은 범위를 관찰할 때도 디지털

화된 신호의 전체 대역폭이 사용됩니다. 레벨 트리거링은

전체 디지털화 비율을 사용하며, 전체 샘플링 비율에서 샘

플 하나 크기 정도의 짧은 기간에 발생하는 이벤트도 감지

할 수 있습니다. 그러나 다운스트림 분석의 시간 해상도는

디지털 압축된 효과적인 샘플링 속도로 제한됩니다. 트리

거 레벨은 ADC 클립 레벨의 백분율, 즉 해당 최대 이진 값

(모두 "1")으로 설정됩니다. 이는 대수 디스플레이와 혼동

되지 않는 선형 양이며 dB로 나타납니다.

전력 트리거링은 필터링 및 디지털 압축 이후의 신호 전력

을 계산합니다. 필터링된 각 I/Q 샘플(I2+Q2) 쌍의 전력은 사

용자가 선택한 전력 설정과 비교됩니다. 이 설정은 대수 화

면에 표시된 것과 같이 전체 스케일에 상대적인 dB(dBfs)입

니다. 0 dBfs를 설정하면 트리거 레벨이 맨 위 계수선에 배

치되며, 범위에 포함된 전체 전력이 해당 트리거 레벨을 초

과하면 트리거가 생성됩니다. -10 dBfs로 설정하면 범위의

전체 전력이 맨 위 계수선 아래에서 레벨 10 dB에 도달하면

트리거가 생성됩니다. 범위의 전체 전력에서 트리거를 생

성합니다. 예를 들어, -3 dBm의 각 레벨에서 두 CW 신호는

0 dBm의 합성 전력을 갖게 됩니다.

주파수 마스크 트리거링은 스펙트럼 모양을 사용자가 정

의한 마스크와 비교합니다. 이 강력한 기술을 통해 획득을

트리거하도록 스펙트럼 모양을 변경할 수 있습니다. 주파

수 마스크 트리거는 매우 높은 레벨에 다른 신호가 존재해

도 전체 스케일보다 크게 낮은 신호를 안정적으로 감지할

수 있습니다. 강한 신호가 존재해도 약한 신호를 트리거할

수 있는 이러한 기능은 간헐적인 신호, 상호 변조신호, 일

시적인 스펙트럼 변형을 감지하는 데 매우 중요합니다. 전



트리거 소스 트리거 신호 단위 설정 시간 해상도 주

외부 외부 트리거 TTL 레벨 시간 도메인 외부 제어커넥터 신호 포인트(효과적인 신호

샘플링 속도 기준)

레벨 A/D 출력의 레벨 % A/D 전체 스케일 시간 도메인 전체 IF 대역폭비교 연산자 포인트(효과적인

샘플링 속도기준)

전력 DDC/디지털 맨 위 계수선에 시간 도메인 범위 설정에서압축기 출력의 대한 dB 전체 포인트(효과적인 정의된 대역폭전력 계산 스케일 샘플링 속도

기준)

주파수 마스크 FFT 프로세서의 화면에 그려진 프레임 길이 사용자가 정의한출력 시 그래픽 마스크를 (효과적인 유연한 마스크포인트별 비교 기반으로 하는 샘플링 속도 프로파일

dB 및 Hz 기준)

표 2-3: RSA 트리거 소스 비교



체 FFT는 신호를 마스크와 비교하는 데 필요하며, 이 경우

완전한 프레임이 필요합니다. 주파수 마스크 트리거에 대

한 시간 해상도는 대략 하나의 FFT 프레임이거나 유효한 샘

플률에서 1024 샘플입니다. 그림2-8의 블록 다이어그램에

표시된 것과 같이 전용 하드웨어 FFT 프로세서를 사용하여

주파수 도메인에서 트리거 이벤트를 결정합니다.

주파수 마스크 구성

다른 마스크 테스트 형식과 마찬가지로 주파수 도메인 트

리거로 알려진 주파수 마스크 트리거는 화면 마스크의 정

의를 사용하여 시작됩니다. 이는 주파수 포인트 및 해당 진

폭 값을 사용하여 수행됩니다. 마스크를 포인트별로 또는

마우스나 다른 포인팅 장치로 그려서 그래픽으로 정의할

수 있습니다. 마스크 경계 외부의 신호가 "진입"하거나 마

스크 경계 내부의 신호가 "진출"하는 경우에 트리거가 발

생하도록 설정할 수 있습니다.

그림2-9는 신호의 일반적인 스팩트럼 통과는 허용하지만 일

시적인 착오는 허용하지 않도록 정의된 주파수 마스크를 보

여 줍니다. 그림2-10은 신호가 마스크를 일시적으로 초과할

때 트리거된 획득에 대한 스펙트로그램 디스플레이를 표시

합니다. 그림2-11(다음 페이지)은 마스크가 초과된 첫 번째 프

레임에 대한 스펙트럼을 표시합니다. 수집된 사전 트리거 및

사후 트리거 데이터는 모두 스펙트로그램으로 표시됩니다.

그림 2-8: 실시간 스펙트럼 분석기 트리거 처리

그림 2-9: 주파수 마스크 정의

그림 2-10: 캐리어에 인접한 일시적 신호를 표시하는 스펙트로그램. 커서가 트리거 포인트로 설정되었기 때문에 사전 트리거 데이터는 커서 라인 위에 표시되고 사후 트리거 데이터는 커서 라인 아래에 표시됩니다. 파란색 영역의 왼쪽에 있는 좁은 흰색 라인은 사후 트리거 데이터를 의미합니다.

타이밍 및 트리거

타이밍 제어와 트리거를 함께 사용하면 일시적 또는 기타

시간 관련 매개 변수 분석을 위한 강력한 기능을 활용할 수

있습니다.

획득 길이는 트리거에 대한 응답으로 샘플이 메모리에 저

장되는 시간 길이를 지정합니다. 획득 기록은 각 새 트리거

이후에 보관될 이전 획득 수를 결정합니다. Tektronix RSA는

시간 도메인 오버뷰 창에 전체 획득 길이를 표시합니다.

스펙트럼 길이는 스펙트럼 디스플레이가 계산되는 시간의

길이를 결정합니다. 스펙트럼 오프셋은 트리거 이벤트의

FFT 프레임이 시작될 때까지 지연할 것인지 아니면 진행할

것인지를 결정합니다. 스펙트럼 길이 및 스펙트럼 오프셋

모두 하나의 FFT 프레임에 해당하는 시간 해상도를 갖습니

다(효과적인 샘플률에서는 1024 샘플). Tektronix RSA는 시간

도메인 오버뷰 창 아래쪽에 있는 색칠된 막대를 사용하여

스펙트럼 오프셋 및 스펙트럼 길이를 표시합니다. 막대 색

은 최적 디스플레이에 맞게 조정됩니다.

분석 길이는 변조 분석 및 기타 시간 기반 측정이 수행되는

시간 길이를 결정합니다. 분석 오프셋은 트리거 시점에서

부터 분석이 시작될 때까지 지연할 것인지 아니면 진행할

것인지를 결정합니다. Tektronix RSA는 시간 도메인 오버뷰

창 아래쪽에 있는 색칠된 막대를 사용하여 분석 오프셋 및

길이를 표시합니다. 막대 색은 최적 디스플레이에 맞게 조

정됩니다.

출력 트리거 표시기를 사용하면 사용자가 트리거의 시점

에서 TTL 후면 패널 출력 사용을 선택할 수 있습니다. 이러

한 기능은 오실로스코프나 로직 분석기 등의 다른 장비를

사용하여 RSA 측정을 동기화하는 데 사용할 수 있습니다.

기저대역 DSP

사실상 모든 실시간 스펙트럼 분석기 측정은 DDC/디지털

압축 블록에서 생성된 I 및 Q 데이터 스트림의 DSP(디지털

신호 처리)를 통해 수행되어 획득 메모리에 저장됩니다. 다

음은 DSP를 사용하여 구현되는 주 기능 블록의 일부에 대

한 설명입니다.

교정/정규화

교정 및 정규화는 A/D 컨버터 앞에 오는 아날로그 회로의

획득 및 주파수 응답을 보정합니다. 교정은 공장에서 수행

되며 메모리에 교정 테이블로 저장됩니다. 저장된 테이블

에서 수행한 정정 내용은 계산된 대로 측정에 적용됩니다.

교정은 공식적인 표준 본체를 추적할 수 있는 정확도를 제

공합니다.

정규화는 온도 변화, 노화 및 단위 대 단위 차이에 의해 발

생하는 변수들을 수정하기 위해 내부에서 수행하는 측정

입니다. 교정과 마찬가지로 정규화 상수는 메모리에 저장

되며 측정 계산에 대한 정정으로 적용됩니다.

필터링

많은 측정 및 교정 프로세스에는 IF 및 DDC/디지털 압축기

필터 이외에도 필터링이 필요합니다. 필터링은 메모리에

저장된 ㅣ 및 Q 샘플에서 수치적으로 수행됩니다.

타이밍, 동기화 및 리샘플링

신호 간의 타이밍 관계는 오늘날 대부분의 RF 시스템에 있

어서 매우 중요합니다. Tektronix RSA는 스펙트럼, 변조 및 전

력의 시간별 연결 분석을 제공하여 다양한 RF 특정 사이의

시간 관계를 측정하고 연구할 수 있도록 합니다. 클럭 동기

화 및 신호 리샘플링은 복조 및 펄스 처리에 필요합니다.



그림 2-11: 일시적 신호가 주파수 마스크의 경계를 벗어나는 트리거 이벤트를 표시하는 스펙트로그램 프레임



고속 퓨리에 변환 분석

FFT(고속 퓨리에 변환)는 실시간 스펙트럼 분석기의 핵심입

니다. RSA의 경우 FFT 알고리즘은 일반적으로 시간 도메인

신호를 주파수 도메인 스팩트럼으로 변환하는 데 사용됩

니다. 이론적으로 FFT 처리는 동일한 주파수 해상도 및 대

역폭을 가진 병렬 필터 뱅크를 통해 신호를 전달할 때 고려

할 수 있습니다. FFT 출력은 일반적으로 복잡한 값을 가집

니다. 스펙트럼 분석 시 일반적으로 복잡한 결과의 진폭에

대해 가장 관심이 집중됩니다.

FFT 프로세스는 적절하게 부분 제거되고 필터링된 기저대

역인 I 및 Q 구성 요소를 통해 시작하고 실수 부분인 I 및 허

수 부분인 Q를 통해 신호에 대한 복잡한 표현을 보여 줍니

다. FFT를 처리하는 동안 복잡한 I 및 Q 신호의 샘플 세트가

동시에 처리됩니다. 이 샘플 세트를 FFT 프레임이라 합니

다. FFT는 샘플 시간 신호에서 작동하고 동일한 길이를 가

진 샘플 주파수 함수를 생성합니다. 또한 FFT에서 샘플 수

를 FFT 크기라고도 하며 일반적으로 전력 2입니다. 예를 들

어 1024 포인트 FFT는 1024 I 및 1024 Q 샘플을 1024 개의 복

잡한 주파수 도메인 포인트로 변환할 수 있습니다.

FFT 등록 정보

FFT를 수행하는 샘플 세트에 의해 표시되는 시간을 RSA에

서 프레임 길이라고 합니다. 프레임 길이는 FFT 크기 및 샘

플 기간을 곱한 결과입니다. 계산된 스펙트럼은 프레임 기

간 동안의 신호에 대한 주파수 표시이기 때문에 일시적인

이벤트는 해당 스펙트럼에 의한 프레임 길이 내에서 해결

할 수 없습니다. 따라서 프레임 길이는 FFT 프로세스의 시

간 해상도입니다.

FFT 처리의 주파수 도메인 포인트를 FFT 빈이라 합니다. 따

라서 FFT 크기는 하나의 FFT 프레임 내에 있는 빈 수와 동일

합니다. 이러한 빈은 앞서 설명한 병렬 필터의 개별 필터

출력과 동일합니다. 모든 빈은 주파수에서 고른 간격을 유

지합니다. 빈 폭보다 좁은 두 개의 스펙트럼 라인은 해결될

수 없습니다. 따라서 FFT 주파수 해상도는 각각의 주파수

빈의 폭이며 FFT 크기에 의해 나눈 샘플 주파수와 동일합니

다. 동일한 샘플 주파수가 제공되는 경우 FFT 크기가 클수

록 정밀한 주파수 해상도를 제공합니다. 25.6 MHz의 샘플률

및 1024의 FFT 크기를 가진 RSA의 경우 주파수 해상도는

25 KHz입니다.

주파수 해상도는 FFT 크기를 높이거나 샘플링 주파수를 줄

이는 방법으로 개선할 수 있습니다. 주파수 범위는 효과적

인 샘플링 속도를 줄여 FFT 크기 및 복잡한 계산을 관리 가

능한 레벨로 유지하는 동안 주파수 해상도에 대한 시간 해

상도를 효과적으로 전달하면서 좁아지기 때문에 위에서

언급한 RSA는 디지털 다운 컨버터 및 디지털 압축기를 사

용하여 샘플링 속도를 효과적으로 줄입니다. 이 접근법을

통해 보통 조정 주파수 해상도가 충분한 넓은 범위에서 과

도한 계산 시간을 소비하지 않고 좁은 범위에서 정밀한 해

상도가 가능합니다. 디스플레이 포인트 수보다 훨씬 높은

해상도를 가진 FFT는 장비 화면에 추가 정보를 제공하지 않

기 때문에 FFT 크기에 대한 실질적인 제한 사항은 디스플레

이 해상도입니다.

윈도우 작업

불연속 퓨리에 변환 및 FFT 분석 계산에 있어서 처리할 데

이터는 주기적으로 반복되는 신호의 단일 기간이라는 내

재된 가정이 있습니다. 그림2-12는 일련의 시간 도메인 샘

플을 표시합니다. 예를 들어 FFT 처리가 프레임2에 적용되

면 신호를 주기적으로 확장합니다. 연속적인 프레임 사이

의 불연속성은 일반적으로 그림2-13과 같이 발생합니다.

이러한 인위적인 불연속성은 원래 신호에 존재하지 않는

가상의 응답을 생성하여 큰 신호에 있는 작은 신호를 거의

감지할 수 없습니다. 이 효과를 스펙트럼 누출이라 합니다.

그림 2-13: 단일 프레임에서 주기적인 샘플 확장으로 인한 불연속그림 2-12: 세 가지 샘플 시간 도메인 신호 프레임

Tektronix RSA는 FFT 처리가 스펙트럼 누출 효과를 줄이기 전

에 FFT 프레임에 윈도우 기술을 적용합니다. 일반적으로 윈

도우 기능은 종 모양을 가지고 있습니다. 사용할 수 있는

윈도우 기능은 매우 다양합니다. 대표적인 블랙맨 해리스

4B(BH4B) 프로파일은 그림2-14에 표시되어 있습니다.

그림2-11에 표시된 블랙맨 해리스 4B 윈도우 기능은 첫 번

째 및 마지막 샘플과 그 사이의 연속 곡선에 대해 0의 값을

가집니다. FFT 프레임을 윈도우 기능과 곱하면 프레임 끝 부

분에서 불연속성이 감소됩니다. 블랙맨 해리스 윈도우의

경우 불연속성을 함께 제거할 수 있습니다.

윈도우 효과는 윈도우 중앙에 있는 샘플을 다른 위치보다

가중치를 두고 중앙에서 끝부분으로 갈수록 0 값에 근접하

도록 하는 효과입니다. 이를 통해 FFT가 계산하는 시간을

효과적으로 줄일 수 있습니다. 시간 및 주파수는 역수 관계

입니다. 시간 샘플이 작을수록 주파수 해상도의 품질이 좋

지 않습니다(넓게 퍼짐). 블랙맨 해리스 4B 윈도우의 경우

효과적인 주파수 해상도는 윈도우 작업 없이 계산된 값의

거의 두 배가 됩니다.

윈도우 작업의 또 다른 의미는 이 윈도우에 의해 수정된 시

간 도메인 데이터가 프레임 중앙에서의 동작이 가장 민감

하고 프레임의 시작 및 끝 부분의 동작은 덜 민감한 FFT 출

력 스펙트럼을 생성한다는 점입니다. FFT 프레임의 끝 부분

가까이에서 나타나는 일시적 신호는 강조 표시되지 않고

포착하지 못할 수 있습니다. 이 문제는 원하는 성능을 얻기

위해 계산 시간 및 시간 도메인 플랫 상태 사이의 연동 관

계를 포함하는 복잡한 기술인 중첩 프레임을 사용하여 해

결할 수 있습니다. 이에 대해서는 아래에서 간단하게 설명

합니다.

사후 FFT 신호 처리

윈도우 기능은 프레임 양쪽 끝 부분에서 신호를 감쇠하고

전반적인 신호 전력을 감소시키기 때문에 윈도우 작업을

통해 FFT에서 측정된 스펙트럼의 진폭은 적절한 진폭 판독

을 전달하기 위한 스케일이 지정되어야 합니다. 순수한 사

인파 신호의 경우 스케일링 요소는 윈도우 기능의 DC 게인

입니다.

또한 사후 처리는 각 FFT 빈에서 제곱 값의 실제 부분과 제

곱 값의 가상 부분을 더하여 스펙트럼 진폭을 계산하는 데

사용할 수 있습니다. 일반적으로 스펙트럼 진폭은 넓은 범

위의 진폭을 가진 서로 다른 주파수가 동시에 동일한 화면

에 표시될 수 있도록 로그 눈금 간격으로 표시됩니다.

중첩 프레임

일부 실시간 스펙트럼 분석기는 중첩 프레임을 통해 실시

간 모드에서 작동할 수 있습니다. 이렇게 작동하면 이전 프

레임은 새 프레임이 획득되는 시점에 동시에 처리됩니다.

그림2-15는 프레임의 획득 및 처리 방법을 표시합니다.

중첩 프레임의 장점 중 하나는 향상된 디스플레이 업데이

트 속도이며, 이것은 장시간의 획득 시간이 필요한 좁은 범

위에서 가장 확실하게 표시되는 효과 중 하나입니다. 중첩

프레임을 사용하지 않는 경우 디스플레이 화면은 전체 새

프레임을 획득할 때까지 업데이트할 수 없습니다. 중첩 프

레임을 사용하면 새 프레임은 이전 프레임이 완료되기 전

에 표시됩니다.

또 하나의 장점은 스펙트로그램 디스플레이에 무결 주파

수 도메인을 표시하는 점입니다. 윈도우 필터가 프레임의

양쪽 끝 부분에서 샘플 기여도가 0으로 감소하기 때문에

두 개의 인접 프레임 사이의 연결 부분에서 발생하는 스펙

트럼 이벤트는 프레임이 중첩되지 않으면 손실될 수 있습

니다. 그러나 중첩 프레임을 사용하면 모든 스펙트럼 이벤

트가 윈도우 효과와 관계 없이 스펙트로그램 디스플레이

에 확실하게 표시됩니다.



그림 2-14: 블랙맨 해리스 4B(BH4B) 윈도우 프로파일 그림 2-15: 중첩 프레임을 사용하여 신호 획득, 처리 및 표시



변조 분석

변조는 RF 신호를 통해 정보를 전달하는 방법입니다. Tektronix

RSA를 사용한 변조 분석은 전송할 데이터를 추출할 뿐만 아

니라 신호가 변조되는 정확도를 측정합니다. 또한 변조 품

질을 떨어뜨리는 많은 오류 및 결함을 수량화합니다.

변조 통신 시스템은 사용 중인 변조 형식 수를 상당히 증가

시켰습니다. RSA는 가장 일반적인 형식을 분석할 수 있으며,

등장하는 새로운 형식에 대한 분석이 가능한 아키텍처를

가지고 있습니다.

진폭, 주파수 및 위상 변조

RF 캐리어는 캐리어의 진폭 또는 위상 변화를 기준으로 다

양한 방법으로 정보를 전달할 수 있습니다. 주파수는 위상

의 시간 도함수입니다. 따라서 FM(주파수 변조)은 PM(위상

변조)의 시간 도함수입니다. QPSK(직교 위상 편이 변조)는

기호 결정 포인트가 여러 90도 위상에서 발생하는 디지털

변조 형식입니다. QAM(직교 진폭 변조)은 진폭 및 위상이

여러 상태를 제공하기 위해 동시에 변화하는 고차원 변조

형식입니다. OFDM(직교 주파수 분할 다중 방식)과 같은 매

우 복잡한 변조 형식은 진폭 및 위상 구성 요소로 분리할

수 있습니다.

진폭 및 위상은 극좌표 시스템의 벡터 길이 및 각도로 변환

할 수 있습니다. 동일한 포인트는 카티전 좌표 및 수직 좌

표(X, Y)로 표현할 수 있습니다. RSA에 의해 메모리에 저장된

시간 샘플의 I/O 형식은 수평을 표시하는 I 또는 X 구성 요소

및 수직을 표시하는 Q 또는 Y 구성 요소를 가진 카티전 좌

표와 수학적으로 동일합니다.

그림2-16은 I 및 Q 구성 요소를 포함한 벡터 진폭 및 위상을

표시합니다. AM 복조는 메모리에 저장된 각 I/Q 샘플에 대

한 순간적인 진폭을 계산하고 시간에 따른 결과를 작성합

니다. PM 변조는 ±π/2에서 아크탄젠트 함수의 불연속성을

설명한 후 메모리의 I 및 Q 샘플에 대한 위상 각도를 계산하

고 시간에 따른 위상 각도를 작성합니다. 위상 궤적 또는

PM이 시간 기록에 대해 계산되면 FM은 시간 도함수를 통해

계산할 수 있습니다.

디지털 변조

그림2-17은 일반적인 디지털 통신 시스템에서의 신호 처리

를 표시합니다. 전송 프로세스는 보낼 데이터 및 시계를 통

해 시작합니다. 데이터 및 시계는 데이터 재배열, 동기화

비트 추가 및 오류 복구 인코딩 및 스크램블링을 수행하는

인코더를 통해 전달됩니다. 그런 다음 데이터는 I 및 Q 경로

로 분리되어 필터링되고 비트 데이터는 적절한 채널로 업

컨버트되어 대기 중으로 전송되는 아날로그 파형으로 변

경됩니다. 전송되면 신호는 수신되기 전에 환경에 의해 반

드시 품질이 떨어집니다.

수신 프로세스는 일부 추가 단계를 포함하여 전송 프로세

스의 반대입니다. RF 신호는 내부 기호 간섭을 제거하도록

설계된 RX 필터를 통해 전달되는 I 및 Q 기저대역 신호로 다

운 컨버트됩니다. 그런 다음 신호는 정확한 주파수, 위상

및 데이터 시계를 복구하는 알고리즘을 통해 전달됩니다.

이것은 여러 경로 지연과 경로의 도플러 편이 수정, RX 및

TX 공칭 발진기가 일반적으로 동기화되지 않는 현상을 수

정하는 데 반드시 필요합니다. 주파수, 위상 및 시계가 복

구되면 신호는 복조 및 디코딩되고 오류는 수정되며 비트

도 복구됩니다.

그림 2-17: 일반적인 디지털 통신 시스템그림 2-16: 진폭 및 위상에 대한 벡터 표시

다양한 디지털 변조가 있으며 익숙한 FSK, BPSK, QPSK, GMSK,

QAM, OFDM 등에 포함됩니다. 디지털 변조에는 채널 할당,

필터링, 전력 컨트롤, 오류 수정 및 통신 프로토콜과 결합하

여 링크 반대편 끝 부분에서 라디오 사이에 오류가 없는 정

보 비트를 전송하기 위해 특정 디지털 통신 표준이 포함됩

니다. 디지털 통신 형식에서 발생하는 여러 가지 복잡성은

신호가 대기 중으로 이동할 때 시스템에 들어오는 오류 및

결함을 보정하는 데 반드시 필요합니다.

그림2-18은 디지털 변조 분석에 필요한 신호 처리 단계를

표시합니다. 기본 프로세스는 복구된 기호가 가상의 I 및 Q

신호를 수학적으로 복원하는 데 사용하는 것을 제외하고

수신기 프로세스와 동일합니다. 이러한 가상 신호는 실제

또는 저하된 I 및 Q 신호와 비교하여 필요한 변조 분석을 표

시하고 측정을 수행합니다.

전력 측정 및 통계

Tektronix RSA는 주파수 도메인 및 시간 도메인 사이에서 전

력 측정을 수행할 수 있습니다. 시간 도메인 측정은 지정된

시간 간격으로 메모리에 저장된 I 및 Q 기저대역 신호에 전

력을 통합하는 방법으로 수행됩니다. 주파수 도메인 측정

은 지정된 주파수 간격으로 스펙트럼에 전력을 통합하는

방법으로 수행됩니다. 여러 표준 기반 측정에 필요한 채널

필터는 결과 채널 전력을 생성하는 데 적용할 수 있습니다.

또한 교정 및 정규화 매개변수는 모든 지정된 조건 하에서

정확도를 유지하기 위해 적용됩니다.

통신 표준은 구성 요소 및 최종 사용자 장치에 대한 통계

적 측정을 지정하는 경우가 많습니다. RSA는 복잡한 변조

신호의 피크 대 평균 전력을 특성화하는 데 사용하는 신

호의 CCDF(보정 누적 분포 함수)와 같이 통계를 계산하기

위한 측정 루틴을 가지고 있습니다.


20 www.tektronix.com

그림 2-18: RSA 변조 및 분석 블록 다이어그램

21www.tektronix.com



3 장: 실시간 스펙트럼 분석기 측정

이 장에서는 RSA의 작동 모드 및 측정에 대해 설명합니다.

샘플링 속도 및 FFT 포인트 수와 같은 여러 가지 필수 세부

정보는 제품에 따라 다를 수 있습니다. 이 문서의 다른 측

정 예와 같이 이 절의 정보는 실시간 스펙트럼 분석기의

Tektronix RSA3300A 시리즈 및 WCA200A 시리즈를 중심으로

적용합니다.

주파수 도메인 측정

실시간 SA

이것은 1 장의 스펙트로그램을 통한 무결 포착에 대한 설

명에서 언급한 모드입니다.실시간 무결 포착, 실시간 트리

거링, 전력 대 주파수 디스플레이 및 스펙트로그램 디스플

레이를 사용하여 포착된 시간 도메인 데이터를 분석하기

위한 기능을 제공합니다. 또한 이 모드는 그림3-1에 표시된

캐리어 주파수 측정과 같이 여러 자동화된 측정을 제공합

니다.

1 장에서 설명한 것과 같이 스펙트로그램은 다음과 같은

세 가지 축을 가지고 있습니다.

수평축은 주파수를 표시합니다.

수직축은 시간을 표시합니다.

색상은 진폭을 표시합니다.

그림3-2에 표시된 것과 같이 실시간 트리거링 기능과 연결

된 경우 스펙트로그램은 동적 RF 신호에 대한 보다 강력한

측정 도구가 됩니다.

여기서 스펙트로그램 디스플레이를 사용하는 경우 다음과

같은 기억해야 할 몇 가지 핵심 사항이 있습니다.

프레임 시간은 범위 종속형입니다. 범위가 넓을수록 시

간은 짧아집니다.

스펙트로그램의 수직선 하나 = 하나의 실시간 프레임

하나의 실시간 프레임 = 1024개의 시간 도메인 샘플

가장 오래된 프레임은 화면 상단에, 가장 최신 프레임은

하단에 있습니다.

블록 내의 데이터는 무결하게 포착되며 시간이 경과해

도 지속적으로 포착됩니다.

스펙트로그램의 검정색 수평선은 블록 사이의 경계를

표시합니다. 획득 사이에 시간 갭이 발생합니다.

스펙트로그램 디스플레이의 왼쪽에 있는 흰색 막대는

사후 트리거 데이터를 의미합니다.

그림 3-2: 주파수 스위칭 변이의 반복성을 측정하기 위해 주파수마스크 트리거를 사용하여 획득한 여러 블록을 표시한실시간 SA 모드

그림 3-1: 주파수 호핑 신호에 대한 스펙트로그램을 표시한 실시간 SA 모드



표준 SA

그림3-3에 표시된 것과 같이 표준 SA 모드는 기존의 스위프

SA를 에뮬레이트하는 주파수 도메인 측정을 제공합니다.

장비의 실시간 대역폭을 초과하는 주파수 범위의 경우 기

존의 스펙트럼 분석기와 거의 비슷한 관심 범위 전반에 걸

쳐 RSA 조정을 통해 획득합니다. 이에 대해서는 이 장 후반

부의 획득 절에서 자세하게 설명할 것입니다. 또한 이 모드

는 조정 가능한 RBW, 평균화 함수 및 FFT와 윈도우 설정 조

정 기능을 제공합니다. 실시간 트리거 및 실시간 무결 포착

기능은 표준 SA 모드에서 사용할 수 없습니다.

스펙트로그램을 통한 SA

스펙트로그램을 통한 SA 모드는 스펙트로그램 디스플레이

와 함께 표준 SA 모드와 동일한 기능을 제공합니다. 또한

이 모드를 사용하여 사용자는 RSA의 최대 실시간 획득 대

역폭보다 훨씬 넓은 범위를 선택할 수 있습니다. 그러나 실

시간 SA 모드와는 달리, 스펙트로그램을 통한 SA 모드는 실

시간 트리거링 및 무결 포착 기능이 없으며 데이터는 장비

의 메모리에 저장되지 않습니다. 따라서 스펙트로그램에

표시된 데이터를 통해 시간에 따른 스크롤을 수행할 수 없

습니다.

시간 도메인 측정

주파수 대 시간

주파수 대 시간 측정은 수직 축에 주파수를, 수평 축에 시

간을 표시합니다. 스펙트로그램 디스플레이에 표시된 결

과는 두 가지 차이점을 제외하고 비슷한 결과를 제공합니

다. 첫째, 주파수 대 시간 화면은 아래에 자세하게 설명하

는 스펙트로그램보다 훨씬 양호한 시간 도메인 해상도를

가집니다. 둘째, 이 측정은 모든 시점(時點)에 대한 단일 평

균 주파수 값을 계산하며, 이것은 스펙트로그램과는 달리

다수의 RF 신호들을 표시할 수 없음을 의미합니다.

스펙트로그램은 다수의 프레임들을 편집한 것이며 하나의

프레임 길이와 동일한 라인 단위의 시간 해상도를 가지는

반면, 주파수 대 시간 화면은 하나의 샘플 간격에 대하여 하

나의 시간 해상도를 가집니다. 하나의 프레임에 1024 개의

샘플이 있다고 가정하면 이 모드에서 해상도는 스펙트로

그램의 해상도보다 1024 배 정밀합니다. 따라서 작고 간단

한 주파수 변화를 매우 자세하게 표시합니다. 화면은 매우

빠른 주파수 카운터와 거의 비슷하게 작동합니다. 1024 개

의 각 샘플 포인트는 수백 Hz 또는 GHz인 범위에 관계 없이

주파수 값을 표시합니다. CW 또는 AM과 같은 일정 주파수

신호는 플랫 수준 표시를 만듭니다.

주파수 대 시간 화면은 하나의 고유 주파수에서 상대적

으로 강한 신호가 있을 경우 최상의 결과를 제공합니다.

그림3-4는 스펙트로그램을 가진 주파수 대 시간 디스플레

이와는 대조되는 간단한 화면입니다. 주파수 대 시간 디스

플레이는 스펙트로그램의 일부가 확대된 화면을 표시합니

다. 이것은 주파수 오버슈트 또는 링잉과 같은 일시적인 이

벤트를 조사하는 데 매우 유용합니다. 측정된 환경에 여러

신호가 있거나 상승된 잡음 레벨 또는 간헐적인 스퍼를 일

으키는 신호가 하나 있는 경우 스펙트로그램은 기본 설정

화면을 표시합니다. 선택한 범위 전반에 걸쳐 모든 주파수

및 진폭 활동을 시각적으로 표시합니다.

그림 3-3: 맥스 홀드를 사용하여 1 GHz 주파수 범위에 대한 표준SA 모드

그림 3-4: 스펙트로그램 및 주파수 대 시간을 비교한 화면


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그림3-5, 그림3-6 및 그림3-7은 동일한 획득에 대해 세 가지

다른 분석 화면을 표시합니다. 그림3-5에 표시된 것과 같이

주파수 마스크 트리거는 실행 중에 간헐적으로 주파수 안

전성에 문제가 있는 송신기로부터 전달되는 일시적 신호

를 포착하는 데 사용했습니다. 발진기는 화면 중앙에서 주

파수에 따라 조정되지 않기 때문에 RF 신호는 왼쪽에 표시

된 주파수 마스크를 중단하고 트리거를 수행합니다. 오른

쪽의 스펙트로그램 플롯은 장치의 주파수 정착 동작을 표

시합니다.

다음 두 개의 그림은 동일한 신호에 대한 주파수 대 시간

디스플레이를 표시하며, 그림3-6은 25 ms 분석 길이를 사용

하는 스펙트로그램과 동일한 주파수 정착 동작을 표시합

니다. 그림3-7은 1 ms의 분석 길이로 확대하는 기능을 통해

보다 정밀한 시간 도메인 해상도를 가진 시간에 대한 주파

수 변화를 보여 줍니다. 이것은 올바른 주파수로 정착된 후

에도 신호에 잔여 진동이 있음을 의미합니다.

그림 3-5: 5 MHz의 주파수 쉬프트 및 35 ms 시간에 대한 주파수 안정화를 측정한 스펙트로그램

그림 3-6: 5 MHz의 주파수 및 25 ms 시간에 대한 주파수 안정화를측정한 주파수 대 시간 화면

그림 3-7: 50 KHz의 주파수 및 1 ms 시간에 대한 주파수 안정화를확대한 화면


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전력 대 시간

전력 대 시간 디스플레이(그림3-8)는 샘플 단위별 신호에

대한 전력 변화 상태를 표시합니다. 신호 진폭은 로그 눈금

간격의 dBm 단위로 작성됩니다. 이 디스플레이는 수평 축

에 시간을 표시하는 오실로스코프의 시간 도메인 화면과

비슷합니다. 반대로 수직 축은 선형 스케일의 전압 대신 로

그 스케일로 전력을 표시하고 해당 범위 내에서 감지된 전

체 전력을 표시합니다. 일정 전력 신호는 평균적으로 사이

클당 전력 변화가 없기 때문에 플랫 추적을 표시합니다.

각 시간 도메인 샘플 포인트의 경우 전력은 다음과 같이 계

산됩니다.

전력 대 시간 디스플레이는 모든 실시간 측정을 위한 오

버뷰 창에서 사용할 수 있습니다. 또한 전력 대 시간 모드

를 사용하여 분석 창에 표시할 수 있습니다.

CCDF(보정 누적 분포 함수)

CCDF(보정 누적 분포 함수) 화면은 측정된 신호에 대해 평

균 전력보다 높은 피크 전력이 수평 스케일에 표시된 진폭

을 초과할 확률을 표시합니다. 확률은 수직 스케일에 백분

율로 표시됩니다. 수직 축은 로그 눈금입니다.

CCDF 분석은 시간에 따라 변화하는 크레스트율을 측정하

며 이 크레스트율은 여러 디지털 신호, 특히 CDMA 및 OFDM

을 사용하는 디지털 신호에 있어 중요합니다. 크레스트율

은 평균 전압으로 나눈 신호 피크 전압의 비율이며 결과는

dB로 표시됩니다.

신호의 크레스트율은 송신기 또는 수신기가 수용할 수 없

는 수준의 신호 왜곡을 방지하기 위해 얼마나 선형적이어

야 하는지 결정합니다. 그림3-9에 표시된 CCDF 곡선은 측정

된 신호를 노란색으로 표시하고 가우스 참조 추적을 파란

색으로 표시합니다. CCDF 및 크레스트율은 증폭기와 같은

장치의 전력 소비 및 왜곡 성능 사이에 균형을 맞추어야 하

는 설계자에게 특히 중요합니다.

⋅=

rms

peak

V

VC log20

그림 3-8: 전력 대 시간 표시 그림 3-9: CCDF 측정값

(I 2 + Q 2)1 mW

전력 = 10 • log



I/Q 대 시간

일시적 I/O 대 시간(그림3-10)은 시간 함수인 I 및 Q의 진폭을

표시하는 또 하나의 시간 도메인 표시입니다. 이 측정은 디

지털 다운 컨버터에서 전달되는 원시 I 및 Q 출력 신호를 표

시합니다. 결과적으로 이 디스플레이는 디지털 복조 제품

군에 포함된 I/O 대 시간 측정 모드와 달리 분석할 신호에

존재하는 변조에 대해 동기화되지 않습니다.

이 측정은 특히 주파수 및 위상의 오류와 불안전성 분석 측

면에서 전문가를 위한 또 하나의 유용한 문제 해결 도구입

니다.

변조 도메인 측정

아날로그 변조 분석

아날로그 복조 모드는 진폭 변조(그림3-11), 주파수 변조

(그림3-12) 및 위상 변조(그림3-13)를 복조하고 분석하기

위한 측정을 제공합니다. 시간 도메인 측정처럼 이러한 도

구는 여러 도메인 분석 개념을 기반으로 하며 스펙트럼

및 분석 창은 오버뷰 창에 표시된 블록 내의 원하는 위치

에 배치할 수 있습니다.

그림 3-10: 주파수 편이에 대한 I/Q 대 시간 측정

그림 3-11: 데이터를 인코딩하기 위해 진폭 편이 변조를 사용하여펄스 신호에 대한 AM 복조 분석

그림 3-12: 사인파에 의해 변조되는 신호에 대한 FM 복조 분석

그림 3-13: 긴 버스트에 대한 위상 불안정성을 표시한 PM 복조 분석



디지털 변조 분석

디지털 복조 모드는 PSK(위상 편이 변조), FSK(주파수 편이

변조) 및 QAM(직교 진폭 변조)에 기반한 일반적인 여러 디

지털 신호를 복조하고 분석할 수 있습니다. RSA는 배치,

EVM(오류 벡터 진폭), 진폭 오류, 위상 오류, 복조된 I/Q 대 시

간, 기호 표 및 아이 다이어그램을 포함한 광범위한 측정을

제공합니다. 이러한 측정을 수행하려면 변조 유형, 기호 비

율, 측정(수신) 필터 유형 및 매개변수(α/BT) 및 참조 필터 유

형과 같은 변수를 적절히 구성해야 합니다.

RSA는 그림3-14, 그림3-15 및 그림3-16에 표시된 것과 같이

VSA의 디지털 복조 측정을 실시간 트리거링 및 시간별로

연결된 여러 도메인 분석을 비교하여 동적 변조된 신호를

특성화하기 위한 강력한 솔루션을 제공합니다.

그림 3-14: 사인 파형 진폭 왜곡을 표시하는 16 QAM 신호의 시간에대한 EVM 분석

그림 3-15: PDC 신호의 위상 불안정성을 표시하는 컨스틸레이션

그림 3-16: PDC 신호의 낮은 진폭 오류를 표시하는 아이 다이어그램 표시



표준 기반 변조 분석

또한 RSA는 W-CDMA, HSDPA, GSM/EDGE, CDMA2000, 1xEV-DO

등과 같은 여러 통신 표준의 변조 분석을 위한 솔루션을 제

공합니다. 그림3-17 및 그림3-18은 표준 기반 변조 분석의

예입니다.

코도그램(Codogram) 디스플레이

실시간 스펙트럼 분석기의 코도그램 디스플레이(그림3-19)

는 시간 축을 CDMA 기반 통신 표준용 코드 도메인 전력 측

정에 추가합니다. 스펙트로그램처럼 코도그램은 시간에

따른 변화를 직관적으로 표시합니다.

그림3-20은 RSA로부터 분석된 W-CDMA 코도그램을 표시합

니다. 이 특정 코도그램은 데이터 속도가 순간적으로 증가

하면서 전송 중에 짧고 일시적인 갭이 발생하는 시뮬레이

션된 W-CDMA 압축 모드 결과를 표시합니다. 이러한 갭을 통

해 이중 모드인 W-CDMA/GSM 사용자 장비는 W-CDMA 노드 B

에 연결된 상태에서 사용 가능한 GSM 기반 스테이션을 검

색할 수 있습니다.

그림 3-18: 주파수 호핑 GSM 신호에 대한 스펙트로그램, 컨스틸레이션, EVM 및 위상 오류 대 시간

그림 3-20: W-CDMA 압축 모드의 코도그램 측정

그림 3-19: 코도그램 디스플레이 화면그림 3-17: 폐쇄 루프 전력 컨트롤 상태에서 W-CDMA 단말기의 변조분석. 오른쪽 아래의 컨스틸레이션은 전력 대 시간 디스플레이(왼쪽 위)에서 볼 수 있는 레벨 변이 중에 발생하는 대규모 글리치와 관련된 오류를 표시합니다.

질문과 대답설명서


4 장: FAQ(질문과 대답)

RTSA(실시간 스펙트럼 분석)는 수년 동안 특정 양식으로 보

존되어 왔으며, 이 아키텍처를 사용하는 기술의 발전과 함

께 RTSA는 시간에 따라 변화하는 RF 신호를 특성화하는 기

능이 필요한 다양한 애플리케이션을 위해 보편적인 도구

가 되었습니다. 이 절에서는 실시간 스펙트럼 분석에 대한

여러 가지 질문과 대답을 제공합니다.

실시간 스펙트럼 분석이란?

실시간 스펙트럼 분석의 기본 개념은 RF 신호에 대한 트리

거, 메모리로 무결 신호 포착 및 여러 도메인에서 분석하는

기능입니다. 이러한 기능을 통해 시간에 따라 변화하는 RF

신호를 안정적으로 감지하고 특성화할 수 있습니다.

실시간 대역폭이란?

주파수 범위 전반에 걸쳐 스위핑하는 대신 RTSA는 전체 범

위 내에서 모든 RF 에너지에 대한 스냅숏을 표시합니다. 이

범위를 실시간 획득 대역폭이라 합니다. 신호 디지털화 및

시간 도메인 I/O 샘플 기록을 통해 RTSA는 실시간 대역폭

내에서 발생하는 신호를 무결하게 포착하고 특정 시간에

서 진폭, 주파수, 위상 및 변조 매개변수를 분석할 수 있습

니다.

실시간 대역폭은 장비의 절대 주파수 범위 내에서 원하는

위치에 배치할 수 있습니다. 예를 들어 Tektronix RTSA3408A

는 DC 및 8 GHz 사이에서 조정할 수 있는 36 MHz 실시간 대

역폭을 가지고 있습니다.

최대 실시간 대역폭은 RTSA의 중요한 장점 중 하나입니다.

일반적으로 장비의 ADC 샘플률 및 선형 주파수와 위상

응답을 가진 장비의 IF 섹션에 대한 대역폭에 의해 제한됩

니다.

실시간 무결 포착이란?

실시간 아키텍처는 장시간 동안의 RF 신호를 지속적으로

포착할 수 있는 기능을 제공합니다. 중단 없는 시간 도메인

샘플은 RTSA의 메모리에 획득되고 저장됩니다. 이를 통해

장비는 시간 축을 생성하고 일반 주파수 및 진폭 축과 함께

스펙트로그램과 같은 화면을 표시할 수 있습니다. 또한 신

호에 대한 원시 진폭 및 위상 표시에 액세스하면 기록된 시

간 도메인 샘플을 처리하기 위해 FFT 및 기타 DSP 기술을 사

용하여 주파수, 시간 및 변조 도메인의 복잡한 신호 분석을

수행하는 기능을 RTSA에 제공합니다.

또 하나의 중요한 장점은 위에서 언급한 것과 같이 실시간

획득 대역폭 내의 모든 RF 에너지가 동시에 디지털화되고

기록된다는 점입니다. 이와 반대로 스위프 스펙트럼 분석

기는 좁은 단계의 주파수 범위 전반에 걸쳐 조정하고 결과

를 조합하여 스펙트럼 표시를 생성합니다. RTSA를 사용하

여 전체 시간 도메인 정보 블록 내에서 언제든지 실시간 대

역폭 내에 발생하는 동적 신호를 감지하고 특성화할 수 있

습니다.

"정적" 및 "동적" 신호란 무엇입니까?

정적 또는 고정 신호는 변경되지 않는 신호입니다. 여러 스

펙트럼 분석기 측정 및 통신 표준은 피시험 장치에 대한 입

력과 같이 제대로 작동하는 알려진 신호를 호출합니다. 기

타 애플리케이션에는 기본 CW 신호 또는 변조 유형이 잘

알려져 있고 변경되지 않는 신호 관찰 기능이 포함되어 있

습니다.

동적 신호는 시간에 따라 변화합니다. 동적 신호는 진폭,

주파수, 위상 또는 변조 유형에 따라 변경될 수 있으며 정

기적으로 또는 임의의 간격으로 사라지거나 다시 나타날

수 있습니다. 이러한 유형의 RF 신호는 감시(간단하고 예측

할 수 없는 신호의 경우)에서 위상 잠금 루프 설계(주파수

변화 후 복구 시간이 설계 사양을 준수해야 하는 경우)에

이르는 범위의 다양한 애플리케이션에서 감지하고 특성화

하는 데 있어 중요합니다.

스위프 스펙트럼 분석기는 느리거나 예측 가능하게 변화

하는 신호에 대한 일부 정보를 표시할 수 있지만 동적 신호

에 대해 측정하는 것은 어렵습니다. 그러나 RTSA는 동적 신

호 및 일시적 이벤트의 트리거, 포착 및 분석을 위해 특별

히 설계되었습니다.

왜 RTSA 전력 대 주파수 디스플레이가 스위프 SA의 디스

플레이와 약간 다르게 표시됩니까?

RTSA의 경우 전체 범위 내에서 지속적으로 획득하기 때문

에 일부 화면의 경우 스위프 스펙트럼 분석기보다 훨씬 신

속하게 업데이트할 수 있습니다.



실시간 대역폭 내의 범위에서 RTSA는 데이터 블록을 획득

하고 처리한 다음 한 번에 전체 주파수 범위를 표시합니다.

따라서 각 화면 업데이트는 스펙트럼의 새로운 사진 스냅

숏과 같이 표시됩니다. 또한 RTSA 디스플레이는 신호 진폭

및 주파수 특성이 변함에 따라 신속하게 변경됩니다. RTSA

는 동적 신호가 실제로 발생할 때 신호 변화를 표시하기 때

문에 동적 신호는 스위프 SA와 비교하여 RTSA에서 매우 복

잡하게 표시될 수 있습니다.

스위프 SA를 통해 RBW 필터 설정 폭과 동일한 필터는 스펙

트럼을 통해 이동합니다. 범위 내에 있는 주파수에서의 신

호 진폭은 스위핑 창이 주파수를 통과할 때만 측정됩니다.

이 창은 전체 범위 중 일부일 수 있지만 스윕의 순간적인

주파수는 쉽게 찾을 수 있습니다. 그러나 일시적인 이벤트

가 발생하는지 여부는 확인할 수 없습니다.

실시간 대역폭을 초과하는 범위의 경우 RTSA는 스위프 SA

와 거의 유사하게 한 번에 범위 내의 한 세그먼트를 획득하

고 처리합니다. 이 모드에서의 작동은 스위프 SA와 유사하

지만 RBW 필터 구현 방식이 다르기 때문에 상당한 속도 차

이가 날 수 있습니다. 일반적으로 스위프 SA의 경우 아날로

그이고, RTSA의 경우 디지털입니다. 매우 폭넓은 측정 범위

의 경우 RTSA는 좁은 RBW 설정에서 빠르고 스위프 SA는 넓

은 RBW 설정에서 빠른 경향이 있습니다.

표준 SA 모드에서 해상도 대역폭 필터를 적용하면 측정

신호가 다르게 표시됩니다. 이유가 무엇입니까?

RTSA의 모든 RBW 필터는 DSP에서 구현됩니다. 일반적인 아

날로그 스펙트럼 분석기와 비교하면 이러한 필터의 모양

은 스펙트럼 내용에서 보다 좁은 모양으로 형성되기 때문

에 훨씬 경사가 심할 수 있습니다.

경사진 RBW 모양 요소는 캐리어에 밀접한 낮은 레벨의 신

호를 표시할 수 있기 때문에 스위프 스펙트럼 분석기의 개

선된 기능입니다. 위상 잡음은 넓은 RBW 필터 스커트 아래

에 숨길 수 없기 때문에 쉽게 볼 수 있습니다.

잡음은 RTSA에서 다르게 표시됩니다. 잡음 전력을 정확하

게 측정할 수 있습니까?

실시간 획득 모드에서 RTSA는 입력 RF 신호에 대해 신속하

게 스냅숏 사진을 찍습니다. 이러한 RF 신호에 대한 급속한

변화를 특성화하려면 매우 짧은 시간 창(프레임)에서의 수

신 신호를 분석해야 합니다. 따라서 각 프레임에 표시되는

스펙트럼의 잡음 특성을 정확하게 표시합니다. 기존의 스

위프 스펙트럼 분석기는 천천히 스위핑해야 하기 때문에

전체 주파수 범위에서 스윕할 때 잡음을 평균값으로 적용

해야 합니다. 이러한 스위프 SA의 긴 "분석 시간"은 RTSA의

디스플레이보다 다르게 표시되는 원인이 됩니다.

RTSA의 잡음 대역폭은 FFT 빈 폭이 DSP에 의해 결정된 알려

진 값이기 때문에 예측 가능합니다. 따라서 잡음 전력 스펙

트럼 밀도는 RTSA의 실시간 범위에서 정확하게 측정할 수

있습니다.

표준 SA 획득 모드에서 비디오 필터링 및 디스플레이 평균

화는 잡음 처리를 위해 사용할 수 있습니다. 이러한 경우

디스플레이 평균화는 스위프 스펙트럼 분석기와 매우 유

사한 잡음 신호 모양을 생성합니다.

잡음 대역폭이란?

NBW(잡음 대역폭)는 스위프 스펙트럼 분석기의 RBW(해상

도 대역폭)에 해당하는 RTSA의 대역폭입니다. 실시간 모드

에서 RTSA의 주파수 해상도는 NBW에 의해 표현됩니다. 표

준 SA 모드(스위프 SA를 에뮬레이션)에서 RTSA는 기존의 스

위프 SA와 동일하게 조정 가능한 RBW 설정을 제공합니다.

필터의 NBW는 0에서 무한대에 이르는 모든 주파수에 대해

필터의 정규화된 전송 함수를 통합하고 가상의 1 Hz의 벽돌

모양(사각형)의 필터에 전송되는 필터 전력과 1 Hz의 잡음

대역폭과 비교를 통해 결정됩니다.

일반적으로 스위프 SA는 잡음 대역폭에 대해 특성화되고

내부적으로 수정되는 RBW 필터를 사용합니다. 잡음 대역

폭을 파악하는 작업은 신호 자체가 잡음인지 또는 잡음과

비슷한 전력 분산(CDMA 전송의 경우처럼)인지 여부를 측정

하는 데 반드시 필요합니다.



RTSA는 실시간 모드에서 BH4B 필터링을 사용합니다. 필터

링은 DSP에 의해 수행되기 때문에 실제 잡음 대역폭을 계

산하고 다른 장비 설정 및 측정 결과를 통해 화면에 표시할

수 있습니다. 이 방법을 통해 정확한 잡음 측정 결과를 제

공합니다.

범위는 RTSA의 시간 도메인 해상도에 어떤 영향을 줍니까?

3 장에서 설명한 것과 같이 RTSA의 범위 설정은 장비 메모

리에 저장되는 시간 도메인 데이터에 대한 효과적인 샘플

률을 결정합니다. 표4-1은 범위 증가 및 감소로 인한 영향

에 대해 설명합니다.

범위 샘플률 디지털 압축 효과적인 시간 도메인 스펙트로그램 최대

(Decimation) 샘플률 해상도 시간 레코드해상도 길이

15 MHz 51.2 MS/s 2 25.6 MS/s 39.0 ns 40 usec 2.56 초

10 MHz 51.2 MS/s 4 12.8 MS/s 78.1 ns 80 usec 5.12 초

5 MHz 51.2 MS/s 8 6.4 MS/s 156 ns 160 usec 10.2 초

2 MHz 51.2 MS/s 16 3.2 MS/s 312 ns 320 usec 20.5 초

1 MHz 51.2 MS/s 32 1.6 M/s 625 ns 640 usec 40.0 초

500 KHz 51.2 MS/s 64 800 KS/s 1.25 us 1.28 msec 81.0 초

200 KHz 51.2 MS/s 160 320 KS/s 3.13 us 3.20 msec 205 초

100 KHz 51.2 MS/s 320 160 KS/s 6.25 us 6.40 msec 410 초

50 KHz 51.2 MS/s 640 80 KS/s 12.5 us 12.8 msec 13.7 분

20 KHz 51.2 MS/s 1600 32 KS/s 31.3 us 32 msec 34.1 분

10 KHz 51.2 MS/s 3200 16 KS/s 62.5 us 64 msec 68.2 분

5 KHz 51.2 MS/s 6400 8 KS/s 125 us 128 msec 136.6 분

2 KHz 51.2 MS/s 16000 3.2 KS/s 312 us 320 msec 5.69 시간

1 KHz 51.2 MS/s 32000 1.6 KS/s 625 us 640 msec 11.4 시간

500 Hz 51.2 MS/s 64000 800 S/s 1.25 ms 1.28 초 22.8 시간

200 Hz 51.2 MS/s 160000 320 S/s 3.13 ms 3.2 초 2.37 일

100 Hz 51.2 MS/s 320000 160 S/s 6.25 ms 6.4 초 4.74 일

표 4-1: RTSA 스팬 선택 및 그에 따른 시간 해상도 효과(Tektronix RSA3300A 시리즈 및 WCA200A 시리즈)



범위는 RTSA의 주파수 도메인 해상도에 어떤 영향을 줍

니까?

디지털 다운 컨버전 및 디지털 압축은 RTSA의 주파수 도메

인 해상도에 동일하게 상당한 영향을 줍니다. 실시간 측정

의 주파수 해상도는 FFT 빈의 폭 및 잡음과 비슷한 신호에

대한 NBW에 의해 정의됩니다. 표4-2는 범위 증가 및 감소로

인한 영향에 대해 설명합니다.

RTSA의 일반적인 RF 성능은 스위프 스펙트럼 분석기와 어

떻게 비교합니까?

일반적으로 RTSA는 디지털 IF 섹션을 사용하는 모뎀 스위프

SA와 비교하는 경우가 많습니다. 여기서는 분석기 유형에

따라 측정 오류가 발생할 수 있는 주요 영역에 대해 간략하

게 설명합니다.

실시간 측정: 스위프 스펙트럼 분석기는 효과적인 실시간

기능이 없기 때문에 일시적인 신호에 대한 큰 오류를 포착

하지 못하는 경향이 있습니다. RTSA는 일시적이거나 시간에

따라 변화하는 신호의 트리거, 포착 및 분석에 적합합니다.

왜곡: 스위프 SA 및 RTSA에 대한 왜곡 프로세스는 RF 컨버터

를 통해 동일하게 발생합니다. RF 컨버터 이후, RTSA에서의

왜곡은 후속적인 DSP 작동에 대한 비트 폭 및 ADC 해상도에

따라 달라집니다. ADC 기술의 원리는 왜곡 성능 및 대역폭

사이의 연동 관계에 영향을 줍니다. RTSA는 넓은 실시간 대

역폭을 구현하여 결과적으로 일부 고성능의 기존 스위프

SA보다 동적 범위가 적도록 설계되었습니다.

자극: 자극은 광대역의 ADC, DDC 및 FFT 처리 단계에서 생성

됩니다. 그러나 이러한 모든 요소는 일반적으로 RTSA의 순

수한 자극 성능이 스위프 SA의 성능과 동일하도록 레벨을

유지할 수 있습니다.

열 잡음 및 위상 잡음: 기본 열 잡음 및 위상 잡음 메커니즘

은 RTSA 및 스위프 SA와 비슷합니다.

범위 샘플률 디지털 압축 효과적인 주파수 NBW(Decimation) 샘플률 해상도 (잡음 대역폭)

(FFT 빈 폭)

15 MHz 51.2 MS/s 2 25.6 MS/s 25 kHz 42.7 kHz

10 MHz 51.2 MS/s 4 12.8 MS/s 12.5 kHz 21.4 kHz



1 MHz 51.2 MS/s 32 1.6 M/s 1.56 kHz 2.67 kHz

500 KHz 51.2 MS/s 64 800 KS/s 781 Hz 1.33 kHz

200 KHz 51.2 MS/s 160 320 KS/s 313 Hz 534 Hz

100 KHz 51.2 MS/s 320 160 KS/s 156 Hz 267 Hz

50 KHz 51.2 MS/s 640 80 KS/s 78.1 Hz 133 Hz

20 KHz 51.2 MS/s 1600 32 KS/s 31.3 Hz 53.4 Hz

10 KHz 51.2 MS/s 3200 16 KS/s 15.6 Hz 26.7 Hz

5 KHz 51.2 MS/s 6400 8 KS/s 7.81 Hz 13.3 Hz

2 KHz 51.2 MS/s 16000 3.2 KS/s 3.13 Hz 5.34 Hz

1 KHz 51.2 MS/s 32000 1.6 KS/s 1.56 Hz 2.67 Hz

500 Hz 51.2 MS/s 64000 800 S/s 781 mHz 1.33 Hz

200 Hz 51.2 MS/s 160000 320 S/s 312 mHz 534 mHz

100 Hz 51.2 MS/s 320000 160 S/s 156 mHz 267 mHz

표 4-2: RTSA 스팬 선택 및 그에 따른 주파수 도메인 효과(Tektronix RSA3300A 시리즈 및 WCA200A 시리즈)



진폭 평탄도: RF 컨버터 진폭 평탄도는 RTSA 및 스위프 SA

아키텍처와 동일합니다. RTSA는 광대역 IF 필터에 의존하고

DDC의 디지털 필터는 변이 대역 성능에 대해 최적화되어

있기 때문에 RTSA 설계시 플랫 응답의 편차에 영향을 주는

지에 대해 특별한 주의가 필요합니다. 실제로 RTSA의 진폭

플랫 상태 성능은 스위프 SA의 성능과 거의 비슷합니다.

검파기 및 로그 오류: RTSA 또는 모뎀 스위프 SA는 기존의

아날로그 스펙트럼 분석기에서 발견되는 검파기및 로그

눈금 오류에 의해 문제가 발생하지 않습니다. 이러한 모뎀

장비 제품군은 ADC 및 DSP를 사용하여 감지 및 로그 단위를

구현합니다.

RTSA는 어떻게 실시간 대역폭보다 넓은 범위에서 측정을

수행합니까?

Tektronix RTSA3300A 시리즈 및 WCA200A 시리즈에서 사용하

는 두 가지 획득 모드가 있습니다.

블록 획득 모드 (1 장 및 2 장에서 설명)는 실시간 스펙트

럼 분석, 시간 도메인 분석 및 변조 분석을 포함하여 대

부분의 실시간 스펙트럼 분석기 측정에 사용되는 방법

입니다. 이 모드에서 범위는 최대 실시간 대역폭을 초과

할 수 없습니다.

표준 SA 획득 모드는 기존의 스위프 스펙트럼 분석기의

주파수 도메인 측정을 에뮬레이션하는 데 사용되는 방

법입니다. 이 모드에서 범위는 최대 실시간 대역폭을 초

과할 수 있습니다.

표준 SA 획득 모드를 사용하면 분석기는 표준 SA 모드 및

스펙트로그램을 통한 SA 모드에서의 실시간 대역폭보다

넓은 범위에서 측정할 수 있습니다. 이러한 경우에는 해당

장비로 무결한 실시간 측정을 수행할 수 없습니다. 지속적

인 시간 도메인 샘플 블록을 획득하는 대신, 그림4-1에 표

시된 것과 같이 프레임 사이의 갭을 가진 프레임별 기준으

로 획득을 수행합니다. 이 모드는 다음과 같은 두 가지 유

형의 데이터 구조를 사용합니다.

로직 프레임: 특정 범위의 주파수를 표시하는 데 사용하

는 590 디스플레이 포인트 세트입니다. 이 로직 프레임

의 범위는 실시간 대역폭을 초과할 수 있습니다.

물리적 프레임: 하나의 FFT를 생성하는 데 사용되는 N 시

간 도메인 샘플 세트입니다. 실시간 대역폭보다 좁은 범

위의 경우 단일 물리적 프레임은 단일 로직 프레임과 동

일합니다. 실시간 대역폭보다 넓은 범위의 경우 여러 물

리적 프레임은 단일 로직 프레임에 매핑됩니다.

실시간 대역폭을 초과하는 범위의 경우 RF 컨버터가

10 MHz 단계에서의 입력 스펙트럼을 통해 조정하면서 획

득한 여러 물리적 프레임을 사용하여 범위를 측정합니다.

하나의 물리적 프레임은 조정 단계별로 획득됩니다. 이 획

득 순서는 그림4-1과 같이 표시되고 데이터 매핑은

그림4-2 및 그림4-3과 같이 표시됩니다.

그림 4-1: 표준 SA 모드 신호 획득 및 처리 그림 4-2: 실시간 대역폭을 초과하는 범위에 대한 표준 SA 모드데이터 매핑 물리적 프레임, M 물리적 프레임 및 1 로직프레임별 기준으로 N 샘플이 있습니다.

그림 4-3: 실시간 대역폭 이하 범위에 대한 표준 SA 모드 데이터매핑



RSA 시리즈 전면 패널은 스위프 SA와 어떻게 다릅니까?

유사성이 있습니까?

RSA는 중앙 주파수, 범위, 참조 레벨(진폭), RF 감쇠 및 기타

전면 패널 버튼과 같은 기존의 소인 기능과 동일한 컨트롤

기능을 가지고 있기 때문에 과거에 스위프 SA를 사용했던

엔지니어의 경우 매우 익숙하게 사용할 수 있습니다. 또한

RSA는 장비가 전력 대 주파수 디스플레이를 제공하는 표준

SA 모드를 가지고 있고 스위프 SA와 거의 동일하게 작동합

니다.

표준 SA 모드에서 일부 RSA 매개변수는 스위프 SA의 매개

변수와는 다르게 표시되거나 작동합니다. 스위프 스펙트

럼 분석기의 스윕 시간은 RSA의 프레임 길이와 동일합니

다. 프레임 길이는 범위 크기, 획득한 포인트 수 및 샘플률

에 따라 달라집니다. 사용자는 범위 크기와 일부 경우 획득

한 포인트 수를 컨트롤할 수 있습니다.

기타 모드의 경우 RSA는 스위프 SA가 수행할 수 없는 다양

한 실시간 측정을 지원하는 새로운 여러 컨트롤 기능을 가

지고 있습니다. 획득 타이밍 컨트롤을 사용하여 획득할 실

시간 데이터 크기를 설정할 수 있습니다. 획득은 하나의 데

이터 프레임만큼 짧거나 허용되는 하드웨어 메모리 용량

크기에 따라 길어질 수 있습니다. 다른 새로운 컨트롤로는

FFT 처리가 있습니다. 이 기능에는 FFT 포인트, 윈도우 기능

유형 선택 및 RBW 필터 유형이 포함됩니다.

또한 RSA의 고유 트리거링 컨트롤은 스펙트럼 분석 분야에

서 새로운 기능입니다. 주파수 마스크 트리거링과 같은 트

리거링 기능은 기존의 스위프 SA에서는 사용할 수 없습니

다. RSA는 주파수 및 진폭을 포함하여 트리거링 매개변수

에 대한 정확한 컨트롤을 제공합니다.

RTSA는 언제 사용해야 합니까? 스위프 SA는 언제 사용해

야 합니까?

단일 분석기는 모든 RF 측정 문제에 대한 최상의 솔루션입

니다. 실제로 여러 일반적인 측정은 스위프 SA 또는 RTSA를

사용하여 동일한 효과를 가지고 수행할 수 있습니다. 여러

경우 RTSA는 기본 주파수 도메인 측정에 추가하여 실시간

측정을 제공하는 다목적 도구입니다.

시간에 따라 변경되는 일시적 및 동적 신호 측정 – RTSA

실시간 트리거링, 무결 포착 및 심층적 신호 분석 – RTSA

시간, 주파수 및 변조 도메인 이벤트 상관 관계 – RTSA

복잡한 통신 표준에 대한 변조 분석 – RTSA 또는 VSA

기본 매개변수 주파수 도메인 측정 – RTSA 또는 스위프 SA

최대 동적 범위가 필요한 정적 신호 측정 – 스위프 SA

용어설명서


5 장: 용어

AM(진폭 변조)

사인파(캐리어) 진폭에 대한 프로세스는 두 번째 전기 신

호(변조 신호)의 순간 전압에 따라 변화됩니다.

CW 신호

연속파 신호 – 사인파입니다.

dBfs

전력 레벨을 전체 스케일로 참조되는 dB로 표시하는 단위

입니다. 컨텍스트에 따라 디스플레이 화면에 대한 전체

스케일 또는 ADC의 전체 스케일입니다.

dBm

전력 레벨을 1 밀리와트 레퍼런스로 적용하여 dB로 표시

하는 단위입니다.

dBmV

전압 레벨을 1 밀리볼트 레퍼런스로 적용하여 dB로 표시

하는 단위입니다.

FFT

고속 퓨리에 변환 – 시간 도메인 샘플 포인트의 불연속적

수에 대한 주파수 스펙트럼을 계산하기 위한 수학적 프로

세스입니다.

FM(주파수 변조)

전기 신호(캐리어)의 주파수에 대한 프로세스는 두 번째

전기 신호(변조 신호)의 순간 전압에 따라 변화됩니다.

NBW(잡음 대역폭)

절대 전력을 dBm/Hz로 계산하는 데 사용되는 정확한 필터

대역폭입니다.

RBW(해상도 대역폭)

스펙트럼 분석기의 IF 단계에서 가장 좁은 필터 폭입니다.

RBW는 좁은 간격으로 신호 구성 요소를 표시하도록 분석

기 기능을 결정합니다.

감도

일반적으로 DANL(표시되는 평균 잡음 레벨)로 표시되는

최소 레벨 신호를 표시하는 스펙트럼 분석기의 능력을 측

정하는 척도(잣대)입니다.

데시벨(dB)

특정 전기 전력과 다른 전력과의 로그 비율의 10 배입니다.

동적 범위

지정된 정확도로 측정될 수 있는 입력에서 동시에 존재하

는 두 가지 신호 레벨에 대한 최대 비율입니다.

디스플레이 라인

파형 디스플레이의 수평선 또는 수직선으로, 제공된 레벨,

시간 또는 주파수와 비교하여 시각적인(또는 자동) 참조로

사용됩니다.

레퍼런스 레벨

분석기 디스플레이의 최상단 라인에 표시되는 신호 레벨

입니다.

마커

파형 추적에서 시각적으로 식별 가능한 포인트이며 해당

포인트에 의해 표시된 도메인 및 범위 값 기록을 추출하

는 데 사용됩니다.

벡터 신호 분석

RF 신호의 변조를 특성화하기 위한 측정 기술입니다.

변조

일반적으로 정보를 전송하기 위해 신호 특성을 변경시키

는 것입니다.

분석 시간

한 블록의 시간 연속 샘플 하위 세트이며 분석 화면에 입

력으로 사용됩니다.

분석 화면

실시간 측정 결과를 표시하는 데 사용되는 유연한 창입니다.

블록

시간 연속 프레임의 정수입니다.

스펙트럼

스펙트럼 구성 요소 대 주파수의 전력 분포를 표시하는

신호에 대한 주파수 도메인 표시입니다.

스펙트럼 분석

RF 신호에 대한 주파수 내용을 결정하기 위한 측정 기술

입니다.

용어설명서


스펙트로그램

주파수는 X축에 표시되고 시간은 Y축에 표시되는 주파수

대 시간 대 진폭 디스플레이입니다. 전력은 색상별로 표시

됩니다.

실시간 대역폭

실시간 무결 포착을 수행할 수 있는 주파수 범위이며 디

지타이저 및 실시간 스펙트럼 분석기의 IF 대역폭에 대한

함수입니다.

실시간 무결 포착

장시간 동안 RF 신호 동작을 표시하는 중단되지 않는 일련

의 시간 도메인 샘플을 획득하고 저장하는 기능입니다.

실시간 스펙트럼 분석

RF 신호에 대한 트리거링에 기초한 측정 기술. 트리거링을

메모리에 무결 포착한 후, 주파수, 시간 및 변조 도메인에

대하여 분석합니다.

왜곡

신호 품질 저하이며 비선형 작동의 결과로 원하지 않는

주파수 구성 요소가 발생됩니다. 고조파 및 중간 변조 왜

곡이 일반적인 유형입니다.

잡음

신호를 흐리게 하는 경향이 있는 신호에 중첩되는 원하지

않는 랜덤 장애입니다.

잡음 층

관찰할 수 있는 입력 신호에서 최소 제한을 표시한 시스

템에 대한 내부 잡음 레벨이며 궁극적으로 열 잡음(kTB)에

의해 제한됩니다.

주파수

신호가 진동하는 비율이며 Hz 또는 초당 사이클 수로 표시

됩니다.

주파수 도메인 화면

신호 스펙트럼인 주파수 함수로서 신호의 스펙트럼 구성

요소에 대한 전력 표시입니다.

주파수 마스크 트리거

주파수 도메인에 발생하는 특정 이벤트에 기반한 유연한

실시간 트리거입니다.

주파수 스팬

장치가 작동하는 동안 최저 및 최고 경계를 가진 주파수

범위입니다.

주파수 편이

지정된 시간 동안 표시된 주파수의 점진적 이동 또는 변화

이며 기타 조건은 변화가 없습니다. 초당 Hz로 표시됩니다.

주파수 폭

두 가지 주파수 한계 사이에서 확장되는 주파수의 연속적

인 범위입니다.

중앙 주파수

분석기 디스플레이의 주파수 범위의 중앙에 해당하는 주

파수입니다.

진폭

전기 신호 크기(단위)

캐리어

변조에 사용되는 RF 신호입니다.

캐리어 주파수

캐리어 신호에 대한 CW 구성 요소의 주파수입니다.

코도그램(Codogram)

CDMA 코드 채널은 X축에 표시되고 시간은 Y축에 표시되는

코드 채널 대 시간 대 전력 디스플레이입니다. 전력 레벨

은 색상별로 표시됩니다.

프레임

일련의 시간 연속 샘플이며 단일 주파수 스펙트럼을 계산

하는 데 사용됩니다.

프레임 길이

프레임 내의 시간 도메인 샘플에 의해 표시되는 시간 크

기이며 샘플 포인트 수 및 샘플률에 대한 함수입니다.

획득

시간 연속 프레임의 정수인 블록입니다.

획득 시간

하나의 획득에 의해 표시된 시간 길이입니다. 블록 길이와

동일합니다.

약어 참조설명서


약어 참조

ADC: 아날로그-디지털 컨버터

AM: 진폭 변조

BH4B: 블랙맨 해리스 4B 윈도우

CCDF: 보정 누적 분포 함수

CDMA: 코드 분할 다중 액세스

CW: 연속파

dB: 데시벨

dBfs: dB 풀 스케일

DDC: 디지털 다운 컨버터

DSP: 디지털 신호 처리

EVM: 오류 벡터 진폭

FFT: 고속 퓨리에 변환

FM: 주파수 변조

FSK: 주파수 편이 변조

IF: 중간 주파수

I/Q: 동위상/직교

LO: 공칭 발진기

NBW: 잡음 대역폭

OFDM: 직교 주파수 분할 다중 방식

PM: 위상 변조

PSK: 위상 편이 변조

QAM: 직교 진폭 변조

RBW: 해상도 대역폭

RF: 무선 주파수

rms: 제곱 평균

RSA: Tektronix의 실시간 스펙트럼 분석기

RTSA: 실시간 스펙트럼 분석기

SA: 스펙트럼 분석기

VSA: 벡터 신호 분석기

추가 정보Tektronix는 애플리케이션 노트, 기술 요약 및 기타 리소스모음을 지속적으로 폭넓게 제공함으로써 최신 기술 분야에 종사하고 있는 엔지니어에게 도움을 주고 있습니다. www.tektronix.com을 방문해 주십시오.

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일본 81 (3) 6714-3010

중국 86 (10) 6235 1230

중동, 아시아 및 북아프리카 +41 52 675 3777

중동부 유럽, 우크라이나 및 발트해 국가 +41 52 675 3777

중유럽 및 그리스 +41 52 675 3777

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포르투갈 80 08 12370

폴란드 +41 52 675 3777

프랑스 및 북아프리카 +33 (0) 1 69 81 81

핀란드 +41 52 675 3777

홍콩 (852) 2585-6688

기타 지역은 Tektronix, Inc.

(503) 627-7111번으로 문의하십시오.

마지막 업데이트 날짜: 2004년 11월 3일

Real-Time Spectrum Analyzer Primer · 2017. 8. 8. ·...

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