Basisband-Signalanalyse mit dem Oszilloskop

I/Q-Signalanalyse Basisband-Signalanalyse mit dem Oszilloskop

12.11.2012Autor / Redakteur: Sylvia Reitz * / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Mit einer neuen Softwareoption lassen sich digital modulierte Signale am Scope aufzeichnen und die I/Q-Daten mit einstellbarer Abtastrate an eine Analysesoftware weitergeben.

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RTO: Digital modulierte Signale am Oszilloskop aufzeichnen und die I/Q-Daten mit einstellbarer Abtastrate an eine Analysesoftware weitergeben. Das ermöglicht eine neue Option.
(Rohde & Schwarz)

Will ein Anwender mit den Daten aus seinem Oszilloskop eine I/Q-Signalanalyse mit einer eigenen Software durchführen, so ist das in der Regel mit viel Aufwand verbunden. Doch das muss nicht unbedingt sein. Abhilfe schafft eine I/Q-Schnittstelle als Softwareoption, die Rohde & Schwarz für seine RTO-Oszilloskop-Serie entwickelt hat. Die Option RTO-K11 zeichnet digital modulierte Signale auf, um anschließend die zugehörigen I/Q-Daten mit einstellbarer Abtastrate an eine Analysesoftware wie Matlab oder Labview weiter zu geben.

Der Anwender muss sich also in seiner Software nicht selbst um die Frequenzumsetzung ins Basisband, die Filterung und eine Anpassung der Abtastrate kümmern. Er kann sich direkt auf die I/Q-Analyse und die eigentliche Messaufgabe konzentrieren. Die I/Q-Software-Schnittstelle unterscheidet zwischen den folgenden drei Eingangssignalen: Modulierte HF-Signale, Signale in Zwischenfrequenzlage im komplexen I/Q-Format sowie Basisbandsignale, die bereits als komplexe I/Q-Signale vorliegen.

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Jedes Eingangssignal mit eigenem Oszilloskop-Kanal

RTO von Rohde & Schwarz: Ein Numerically Controlled Oscillator (NCO) mischt modulierte reelle HF-Signale nach der A/D-Umsetzung von der Trägerfrequenz in das Basisband

Ein integrierter Numerically Controlled Oscillator oder kurz NCO mischt die modulierten reellen HF-Signale nach der A/D-Umsetzung von der Trägerfrequenz in das Basisband. Nachdem die Signale durch einen Tiefpassfilter gelaufen sind, wird das Signal auf die eingestellte Abtastrate umgesetzt. Die daraus resultierenden I/Q-Daten legt die Software im Speicher ab.

Für jedes Eingangssignal ist ein eigener Oszilloskop-Kanal erforderlich, ein 4-Kanal-Modell kann also gleichzeitig bis zu vier reelle HF-Signale aufzeichnen. Ähnlich arbeitet das Oszilloskop, wenn ein komplexes I/Q-Signal in Zwischenfrequenzlage anliegt, wie es beispielsweise in Low-IF-Empfängern verarbeitet wird. Diese Komponenten dienen beispielsweise in Fernsehgeräten zum Empfang digital modulierter Signale. Sie mischen das empfangene HF-Signal zuerst auf eine niedrige Zwischenfrequenz, um Probleme mit dem DC-Offset des A/D-Umsetzers zu vermeiden. Nach der Digitalisierung wird das Signal im digitalen Backend des Low-IF-Empfängers in das Basisband umgesetzt.

I/Q-Signale im komplexen Basisband analysieren

Signale dieser Art mischt das RTO von der Zwischenfrequenz in das Basisband, unterzieht es einer Tiefpassfilterung und setzt es auf die gewünschte Abtastrate um. Im Unterschied zur Verarbeitung reeller HF-Eingangssignale sind pro Eingangssignal jedoch zwei Oszilloskopkanäle erforderlich: je ein Kanal für die Inphase-Komponente I und die Quadratur-Komponente Q.

I/Q-Signale im komplexen Basisband liegen beispielsweise vor, wenn der Anwender Messungen an einem Basisband-Chip vornimmt. Diese Signale lassen sich mithilfe der Software-Option RTO-K11 aufzeichnen und zur weiteren Analyse auf die gewünschte Abtastrate umsetzen. Das Heruntermischen entfällt, es ist lediglich eine Tiefpassfilterung und die Umsetzung der Abtastrate erforderlich. Pro Basisbandsignal sind zwei Oszilloskop-Kanäle für die beiden Symbolströme I und Q notwendig. Ein R&S RTO mit vier Kanälen kann somit zwei Basisbandsignale parallel verarbeiten.

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