【導讀】高帶寬功率分析儀的采樣率普遍不高,往往只有帶寬的二分之一甚至更低。這樣能準確地采樣輸入信號嗎?能支持高精度的電參數(shù)測量嗎?與高采樣率采樣相比,這樣的采樣方法有其獨到之處嗎?本文將詳解這一現(xiàn)象背后的原理。
使用較低且適當?shù)牟蓸勇蕦Ω哳l信號進行采樣對功率分析儀有以下意義:
1.利用等效采樣原理對高頻信號進行精細采樣,使采樣后的離散信號有更好的相位分辨率;
2.不必采用高采樣率的ADC(ADC高采樣率意味著轉(zhuǎn)換位數(shù)的降低)。
與示波器等使用高于帶寬的采樣率的儀器不同(示波器需要高采樣率保證還原波形的線條),功率分析儀使用低于帶寬的采樣率也能夠保證測量結果的精度與穩(wěn)定度。
對于高頻信號,從采樣的角度看,測量結果的準確度與穩(wěn)定度關鍵在于:1.采集信號的相位均勻度及相位覆蓋密度;2.各相位的樣本數(shù)的均衡度;3.采樣點數(shù)量足夠。測量高頻信號時,1、2兩點更為重要,必須保證這兩點,第3點在采樣率低于帶寬時也能夠滿足。
可以看到,等效采樣方法在輸入信號一個周期內(nèi)僅采樣一個點且每個周期采樣的相位有遞增關系(圖1中△t),調(diào)整這個遞增相位可以達到調(diào)整相位分辨率的目的。
另外,為保證高精度采樣,功率分析儀通常會采用更高轉(zhuǎn)換位數(shù)的ADC而不是更高采樣率的ADC,采樣精度是高精度測量非常重要的基礎。因為高速的ADC往往在其他特性上并不理想,如轉(zhuǎn)換位數(shù)、信噪比等。采用等效采樣的方法,功率分析儀就可以不必為了測量高頻信號而犧牲精度采用高速ADC。