89600B VSAソフトウェア使いこなし 20のヒント

Size: px

Start display at page:

Download "89600B VSAソフトウェア使いこなし 20のヒント"

たつやみしま
5 years ago
Views:

1 Application er s Manual Note Keysight Insert the Title in this Space 89600B VSA ソフトウェア使いこなし 20 のヒント

02 Keysight 89600B VSA ソフトウェア使いこなし 20 のヒントはじめにキーサイトが誇る強力信号解析ツール 89600B VSA ソフトウェアは単に復調機能のあるスペアナとしてのみご使用いただくにはもったいない無線信号の解析に便利な測定機能が数多く含まれています

スペクトログラム累積確率表示 89600 VSA にはパワー変動をカラーで表すスペクトログラム表示累積確率表示が搭載されておりますスペクトラム表示をいくつか表示させておきそれぞれ通常のスペクトラムスペクトログラム累積確率表示と違う状態で表示することが可能です

2 02 Keysight 89600B VSA ソフトウェア使いこなし 20 のヒントはじめにキーサイトが誇る強力信号解析ツール 89600B VSA ソフトウェアは単に復調機能のあるスペアナとしてのみご使用いただくにはもったいない無線信号の解析に便利な測定機能が数多く含まれていますまた昨年 89601A から 89601B にアップグレードしたことによりさらに使いやすく進化しています本アプリケーションノートでは最新の VSA の機能を使った測定手法をご紹介します 1. スペクトログラム累積確率表示 VSA にはパワー変動をカラーで表すスペクトログラム表示累積確率表示が搭載されておりますスペクトラム表示をいくつか表示させておきそれぞれ通常のスペクトラムスペクトログラム累積確率表示と違う状態で表示することが可能です累積確率表示上のマーカを Fixed に変更するとトレース上のどこにでもマーカを置くことができ累積確率をパーセントで表示します ( 図 1-1) 図 1-1: 累積確率表示上の Fixed Marker による確率表示図 1-2: スペクトログラムとマーカの連動またスペクトログラム上のマーカを時間軸 ( 縦軸 ) 方向に移動すると他のスペクトラム表示のトレースは連動して動きます

03 Keysight 89600B VSA ソフトウェア使いこなし 20 のヒント 2.

Free Run で観測すると待ち時間が長くなってしまいますそのような時 Playback

3 03 Keysight 89600B VSA ソフトウェア使いこなし 20 のヒント 2. 再生速度の変更 Meas Setup, Time タブの Max Overlap 設定を変えることにより再生速度を変更することが可能です 0%~99.99% まで設定可能で Overlap の値が大きいほど速度は遅くなりますこちらの機能により瞬時的なイベントも容易に観測することが可能です 3.Playback Trigger レコーディング波形の中で信号が観測される頻度が低い場合通常の Free Run で観測すると待ち時間が長くなってしまいますそのような時 Playback Trigger を使うと信号波形のみの再生が可能です Hardware にかける Trigger と同様に信号レベル Delay, Hold Off の設定が可能です図 3:Playback Trigger タブ図 2:Time タブ

04 Keysight 89600B VSA ソフトウェア使いこなし 20 のヒント 4.

15.4g の FSK 信号に Time Gate をかけています先頭の部分は 01 の繰り返しが続くので線スペクトラムが出ています ( 図 4-1) Time Gate を移動していくと図 4-2 のような波形となっていますこちら部分は相手先のアドレス部分なのですが XXXX00000001 の様に 0

選択ツール - 拡大バンドパワーツールバーにある Select Area ツールを選択しスペクトラム波形を選択すると Scale X & Y Frequency Span Band Power Maker などを選択できるメニューが表示されます ( 図 5-1) Scale X & Y

4 04 Keysight 89600B VSA ソフトウェア使いこなし 20 のヒント 4.Gate 機能バーストの中の特定の部分を解析する Time Gate はご存じの方も多いかと思いますがスペクトログラムとは別の意味でスペクトラム対時間の解析が行えるツールです Time Gate が優れているのは位置と解析する長さを変更できる事です図 4-1 図 4-2 はスマートメータ用の規格で使われる g の FSK 信号に Time Gate をかけています先頭の部分は 01 の繰り返しが続くので線スペクトラムが出ています ( 図 4-1) Time Gate を移動していくと図 4-2 のような波形となっていますこちら部分は相手先のアドレス部分なのですが XXXX の様に 0 が連続する部分があるのでこのようになります 5. 選択ツール - 拡大バンドパワーツールバーにある Select Area ツールを選択しスペクトラム波形を選択すると Scale X & Y Frequency Span Band Power Maker などを選択できるメニューが表示されます ( 図 5-1) Scale X & Y を選択するとその部分のみ拡大表示ができます Band Power を選択すると選択した部分の積算パワーが表示されます同じ動作を Time トレースや EVM vs Time, EVM vs Spectrum などのトレースで実行すると選択した部分のみの平均値を計算します ( 図 5-2) 図 5-1: 選択ツールメニュー図 4-1: g 先頭部の Gate 波形図 4-2: g 相手アドレス部 Gate 波形図 5-2: バンドパワーマーカ 6. フォントの拡大 Utilities, Display Preference 設定では様々な表示上の設定を変更できます ( 図 6-1) 中でも Font の設定で文字を太字にしたり拡大したりするとディスプレイが小さいときや資料に画像を用いる際などに便利です ( 図 6-2) 元に戻すには File, Preset, Display Preference を選択します

5 05 Keysight 89600B VSA ソフトウェア使いこなし 20 のヒント図 6-2:Font の拡大表示図 6-1:Display Preference 設定タブ 7. カップルマーカ Trace, Couple markers をオンにすると各トレースのマーカが連動します ( 図 7) 例えばある周波数における EVM の値を確認したりある時間軸のデータと EVM との関連を確認したりすることができます結合結合図 7: カップルマーカによるマーカ間の結合

06 Keysight 89600B VSA ソフトウェア使いこなし 20 のヒント 8.Sync Search と Search Offset (Opt.

4g の FSK 信号です図 8-3:Digital Demod の Sync Search 今回は 802.15.

がハイライトされている事が確認できます Search Offset の値としては負の値も入れられます -32 と入力した場合同期に用いたパターンの先頭から 32bit 後のデータからの解析となります図 8-1:802.15.

6 06 Keysight 89600B VSA ソフトウェア使いこなし 20 のヒント 8.Sync Search と Search Offset (Opt.AYA) デジタル変調において変調精度を求める場合プリアンブル部分のように受信機の ALC の調整やタイミング周波数同期を行う部分以外で計算する事が求められたりしますし逆に立ち上がり部分だけを解析する事が求められたりということもあります図 8-1 はスマートメータ用の規格で使われる g の FSK 信号です図 8-3:Digital Demod の Sync Search 今回は g の FSK 信号の SFD( フレーム開始位置 ) 部分に同期させます規格上 32bit 以上のプリアンブルパターンの後に SFD が現れるので Search Offset = 32 を設定しています図 8-3 の Demod Bit トレースで確認すると 32bit のプリアンブル (01 の繰り返し ) の後に設定した SFD がハイライトされている事が確認できます Search Offset の値としては負の値も入れられます -32 と入力した場合同期に用いたパターンの先頭から 32bit 後のデータからの解析となります図 8-1: g FSK 信号ここでは 1000 bit で FSK エラーを測定する事にしますバースト自体は 2000bit ほどの長さがありますがどの 1000bit を測定するかを決めるのが Sync Search になります Digital Demod Properties, Search タブの Constellation Sync Search にチェックを入れます ( 図 8-2) 9. ダイナミックヘルプ Help, Dynamic Help を開きトレースやメニューをクリックすると関連する説明が表示されます図 9 では Error Vector Time のトレースをクリックしていますそれにより EVM の計算方法や選択できるフォーマットについての説明が表示されています図 9: ダイナミックヘルプ図 8-2:Digital Demod Properties タブ 10. キャプチャ & プレイバック VSA と信号発生器を接続していればアナライザで Recording したファイルを ARB 波形で信号発生器から出力することが可能です例えば問題のある送信機からの出力をアナライザでキャプチャしその信号を信号発生器から再現し受信機のテストすることが可能です

07 Keysight 89600B VSA ソフトウェア使いこなし 20 のヒント 11.

トレースの重ね合わせ Trace タブの右上の波形のアイコンをクリックするとトレースを重ねて表示することが可能です図 12-1 では I-eye と Q-eye を重ねて表示しています図 12-2 では 2 チャネルで取得した RF 信号それぞれのスペクトラムなどを重ねて表示することによりタイミングやレベルなどの比較をしています Preamble も 32bit ではなくて 128chip

Found 図 12-2: 2ch RF 信号の Trace 重ね合わせ 13. コンスタレーション定義の変更 (Opt.AYA) ヒント 8 の Sync Search と関連している内容ですが ZigBee のような QPSK の場合に 89600 VSA はどのようにして I/Q の軸を決定しているのでしょうか?

7 07 Keysight 89600B VSA ソフトウェア使いこなし 20 のヒント 11.Waveform 波形への変換 VSA は Mat-file Txt, CSV 形式などで保存されている IQ データを再生することが可能ですこれを応用しこれらの形式で保存されている IQ データを一度 VSA で Recall した後 16bit の bin ファイル形式で保存しなおせば信号発生器で再生できる Waveform ファイルに変換することができます 12. トレースの重ね合わせ Trace タブの右上の波形のアイコンをクリックするとトレースを重ねて表示することが可能です図 12-1 では I-eye と Q-eye を重ねて表示しています図 12-2 では 2 チャネルで取得した RF 信号それぞれのスペクトラムなどを重ねて表示することによりタイミングやレベルなどの比較をしています Preamble も 32bit ではなくて 128chip になるのでそれを Search Offset に設定します図 13-1:Sync Search 設定タブしかしながらこのままでは正しいビットを設定しているのに Sync Not Found と表示され同期ができません ( 図 13-2) Sync Not Found の表示図 12-1:I-eye と Q-eye の重ね合わせ図 13-2:Zigbee 同期 - Sync Not Found 図 12-2: 2ch RF 信号の Trace 重ね合わせ 13. コンスタレーション定義の変更 (Opt.AYA) ヒント 8 の Sync Search と関連している内容ですが ZigBee のような QPSK の場合に VSA はどのようにして I/Q の軸を決定しているのでしょうか? これが決まらなければデコードされたビットに戻すことができませんのでビットでの同期はとれる保証がありません実は Constellation Sync Search を使っていない場合この I/Q 軸はアナライザが最初にロックした軸でビットもその時の軸で復号しただけとなっています Constellation Sync Search を有効にすると QPSK の場合は 4 種類ある軸の選択をすべて試しますし同期した場合は正しい I/Q 軸なので復号されたビットが正しくなります一例として ZigBee の 2450MHz の場合拡散が入りますので SFD は 32chip となりますこれは ZigBee OQPSK 標準と VSA の OQPSK のマッピングが異なっていることが原因ですこのため Sync Search を使って正しい Sync Pattern を設定したにも関わらず Sync Not Found エラーになってしまうのです Zigbee 標準にマッピングを合わせるには下記のファイルを編集します C:\Program Files\Keysight\89600 Software <version>\89600 VSA Software\Data\Default.csd 編集前!#!# State definitions for Offset QPSK!#! "S_OQPSK_1","01", 00"! "S_OQPSK_2", 11","10" 編集後!#!# State definitions for Offset QPSK!#! "S_OQPSK_1","01","11"! "S_OQPSK_2","00","10" このように設定することにより同期ができるようになりますこの設定は再起動後も反映されます

08 Keysight 89600B VSA ソフトウェア使いこなし 20 のヒント図 13-3:Zigbee 信号の同期 14.EYE Pattern の長さの変更 (Opt.

Mirror Frequency MeasSetup, Demod Properties, Compensate tab もしくは Advanced Tab の Mirror Frequency

スペクトラム表示自体を中心周波数に対して反転させる場合には Frequency タブの Mirror Frequency にチェックを入れます 16.

8 08 Keysight 89600B VSA ソフトウェア使いこなし 20 のヒント図 13-3:Zigbee 信号の同期 14.EYE Pattern の長さの変更 (Opt. AYA) Eye Pattern の長さの初期設定は 2 ですが Trace, Digital Demod タブの Eye Length で長さの変更が可能です 15.Mirror Frequency MeasSetup, Demod Properties, Compensate tab もしくは Advanced Tab の Mirror Frequency にチェックを入れるとダウンコンバータなどの周波数変換デバイスを通過し中心周波数に対して反転された信号を正しく復調することが可能になりますこちらの機能ではスペクトラム表示自体は反転されませんスペクトラム表示自体を中心周波数に対して反転させる場合には Frequency タブの Mirror Frequency にチェックを入れます 16.Show All Frequency Points 通常表示されるスペクトラムはエイリアス保護されたデータのみが表示されます Display Preference, Trace タブの Show All Frequency Points を On にするとハードウェア最少最大の周波数レンジを含む全ての周波数ポイントデータが表示されます図 14:Eye Length 2 10

09 Keysight 89600B VSA ソフトウェア使いこなし 20 のヒント 18.

表示となります Phase Noise を測定するときなどに便利です図 18:X 軸の Log Scale 19.

例えばオシロスコープとスペクトラムアナライザ 2 つを接続しそれぞれの測定器で取り込んだ信号を同時に表示することが可能です図

SCPI コントロール一般的な測定器と同様 SCPI コントロールに対応しておりますので様々なプログラム言語でリモート PC

9 09 Keysight 89600B VSA ソフトウェア使いこなし 20 のヒント 18.X 軸の Log Scale Trace, Format で Lox X-scale にチェックをすると X 軸が Log 表示となります Phase Noise を測定するときなどに便利です図 18:X 軸の Log Scale 19. 複数の測定器への接続 89601B のバージョン 15 から複数の測定器への接続が可能になりました図 19-1 のように例えばオシロスコープとスペクトラムアナライザ 2 つを接続しそれぞれの測定器で取り込んだ信号を同時に表示することが可能です図 16:All Frequency Points Off On 17.SCPI コントロール一般的な測定器と同様 SCPI コントロールに対応しておりますので様々なプログラム言語でリモート PC から自動制御用プログラムを簡単に組むことが可能です周波数設定マーカ設定などの基本設定の多くのコマンドは掃引型のスペクトラムアナライザのモードで使用されるコマンドと同じとなっています図 19-1: オシロスコープとシグナルアナライザを用いたノイズ解析測定系図 17:SCPI コントロール

10 Keysight 89600B VSA ソフトウェア使いこなし 20 のヒント図 19-2: オシロスコープスペクトラムアナライザ信号の同時表示図 19-2 の上 2 つのトレースはスペクトラムアナライザで取得したスペクトラム波形下 2 つのトレースはオシロスコープで取得した時間波形になりますノイズが発生するときに近傍チャネルで数十 khz

10 10 Keysight 89600B VSA ソフトウェア使いこなし 20 のヒント図 19-2: オシロスコープスペクトラムアナライザ信号の同時表示図 19-2 の上 2 つのトレースはスペクトラムアナライザで取得したスペクトラム波形下 2 つのトレースはオシロスコープで取得した時間波形になりますノイズが発生するときに近傍チャネルで数十 khz の信号が発生していることが確認できていますこのときヒント 2 に記載されている再生速度の変更機能が役立っています再生速度を遅くすることにより信号の挙動の確認が容易です 20.Multi Measurement 89601B のバージョン 15 から複数の復調解析を同時に行うことが可能になりました図 20 では帯域内にある GSM, W-CDMA, LTE の信号を同時に復調解析していますこちらの画像ではヒント 12 に記載したトレースの重ね合わせが用いられておりそれぞれの信号のスペクトラムとコンスタレーションが重ねて表示されています

11 11 Keysight 89600B VSA ソフトウェア使いこなし 20 のヒント図 20:GSM, W-CDMA, LTE の同時復調解析

12 キーサイトテクノロジー合同会社本社東京都八王子市高倉町 9-1 計測お客様窓口受付時間 9:00-18:00( 土日祭日を除く ) TEL ( ) FAX ( ) contact_japan@keysight.com ホームページ記載事項は変更になる場合がありますご発注の際はご確認ください Keysight Technologies Published in Japan, December 08, JAJP A

5989_7698JAJP(POD).pdf

5989_7698JAJP(POD).pdf Agilent Technical Overview 2 LTE FDD 1.4 3 5 10 15 20 72 180 300 600 900 1200 3 PBCH Physical Broadcast Channel QPSK PDCCH Physical Downlink Control Channel QPSK ACK/NACK PDSCH PMCH PCFICH PHICH P-SCH

89600B VSAソフトウェア 使いこなし 20のヒント

89600B VSAソフトウェア使いこなし 20のヒント