基于示波器的调制系统时延测量

3.希尔伯特变换与其他自定义算法

除了前面两项示波器内置的运算以外，还有很多成熟的算法，比如运用希尔伯特变换来检波从而获得相位翻转点。图 6是在示波器内集成MATLAB程序检测信号相位翻转点的例子。还有用互相关运算来获得时延。现在和将来不断有学者研究各种新的信号处理算法来解决时延测量的问题。LeCory示波器中可以集成使用者自定义的MATLAB、C/C++、VB Script程序，来实现这类算法。

图 6 示波器内置MATLAB程序检测调制信号包络

三.示波器时延测量不确定度评估

本文所述测量方法的不确定度，既有来源于示波器的，也有源于测量算法的。示波器本身的时延测量不确定度包括抖动噪底、触发抖动、时间分辨率、电缆和通道校准的不确定度等。为了提高这部分测量的精度，可以选用抖动噪底小、采样率高的示波器。示波器时延测量不确定度的大小可以通过实际测试来估计。测试的连接图类似图 1，但不再接入被测设备，电缆#1和#3直接通过转接器连接在一起。示波器使用LeCoryLabMaster 10-65Zi，采样率设为160GSa/s，在示波器内设置对电缆#3去嵌。信号源分别输出100MHz～20GHz若干组正弦信号，在示波器中多次测量两路信号的时延，记录测量值的标准偏差值。交换电缆#1和#2再测试一遍。结果显示每次测量的标准偏差在500fs量级，经过校准后两个通道的时延残差小于2ps。图 7是示波器测量得到的、没有包含被测设备的时延统计值。

四.结束语

本文所述的设备时延方法已经在多个单位的项目中得到实际验证。这些项目的被测设备涉及BPSK、QPSK、FSK、QAM、PDM等多种体制的调制系统。无论是测试的简便性和自动化程度，还是测量结果的不确定度，都比之前的频域测量法和人工读数更优。