泰克最新推出的MDO4000系列混合域分析儀(圖1-1)，是一款具有創(chuàng)新意義的分析儀，自它誕生之日起，已經獲得國內外十多個最佳創(chuàng)新獎項(圖1-2)。MDO4000之所以獲得巨大的成功，根源在于它推出了創(chuàng)新的概念－跨域分析，利用跨域分析，可以發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)手段無法發(fā)現(xiàn)的嵌入式射頻系統(tǒng)以及數(shù)字射頻系統(tǒng)的疑難雜癥。

 MDO4000 系列混合域分析儀究竟是什么？我們可以將其基本功能總結如下：
- 四通道500MHz/1GHz 帶寬數(shù)字熒光示波器
- 16 通道邏輯分析儀
- 多種總線協(xié)議分析儀
- 3GHz/6GHz 頻譜分析儀
- 大于等于1GHz 帶寬的調制域分析儀

五合一系統(tǒng)，是MDO4000 系列混合域分析儀的特色之一，但MDO4000 絕不是以上羅列的五種測試工具的簡單組合，這五種功能工作在同一時鐘、同一觸發(fā)機制下，使得MDO4000 具有創(chuàng)新的時域、頻域、調制域時間相關的跨域分析功能。為此，我們將MDO4000 系列混合域分析儀的特色可以總結如下：

- 時域、頻域、調制域時間相關的跨域分析
- 高性能寬帶調制域分析
- 緊湊的五合一測試系統(tǒng)

MDO4000 系列混合域分析儀的以上特色，針對不同的應用可以解決不同的問題，本應用文章為《MDO4000 系列混合域分析儀應用之一--跨域分析發(fā)現(xiàn)當代數(shù)字射頻系統(tǒng)疑難雜癥的創(chuàng)新手段》，重點闡述MDO4000的第一個、也是最具創(chuàng)新意義的特色及其應用。其它兩個特色將在《MDO4000 系列混合域分析儀應用之二、之三》中進一步闡述，有興趣的讀者可以進一步參閱。

跨域分析簡介

時間相關的跨域分析是MDO4000 最具創(chuàng)新的特色，那么什么是跨域分析？要理解這一問題，我們先對信號分析做簡要的總結。

1、信號分析概述

從信號分析的理論可知，任何信號都可以從時域與頻域兩方面進行分析，連接時域與頻域的紐帶是傅里葉變換，圖2-1-1就是這種關系的示意圖。那么為什么要從時域和頻域兩方面對信號進行分析？從圖2-1-2 可以看出，我們關心的信號的某些參數(shù)，如：周期，上升、下降沿等用示波器很容易測試，而示波器是時域分析的典型測試儀器。另一些參數(shù)，如：信號帶寬、諧波等用示波器很難測試，但用頻譜儀可以輕松測出，而頻譜儀是典型的頻域測試工具。由此可知，與時間相關的信號參數(shù)，需要在時域進行分析，與頻率相關的信號參數(shù)，需要在頻域進行分析。

有了時域與頻域分析，能否分析出某個信號的全部參數(shù)？并不盡然！我們今天遇到的信號，極少是簡單的基帶信號，通常都是帶有一定調制的射頻信號。對簡單的模擬調制信號如調幅、調頻、調相以及相應的ASK、FSK 等簡單的數(shù)字調制信號，用示波器(2-1-3)或頻譜儀(圖2-1-4)可以分析其與調制有關的參數(shù)。但當今我們所遇到的射頻信號，往往是復雜的數(shù)字調制信號，如GSM、CDMA、3G、4G 信號，或頻率、幅度、相位在寬頻帶內快速變化的信號，如跳頻信號、雷達信號、超寬帶通信信號等，還有許多近場通信(NFC)信號，如RFID、ZigBee 等。對這些信號，僅從時域和頻域上進行分析是遠遠不夠的，必須在調制域進行分析，才能得到信號的全貌。

簡單信號的調制域分析可以通過射頻信號的幅度、頻率或相位隨時間變化的曲線進行分析(圖2-1-5)，而復雜的數(shù)字調制信號的調制域分析又稱矢量信號分析，這種分析利用I、Q 星座圖，對復雜數(shù)字調制信號的調制域參數(shù)進行測試。圖2-1-6與圖2-1-7為兩種不同的矢量信號分析儀的測試截圖，圖2-1-6示意出帶有線性調頻的雷達信號分析，圖2-1-7示意出GSM信號的矢量分析，二者界面不同，但都能完成同類工作。此外，矢量信號分析可以通過軟件完成，即矢量信號分析儀的界面都可以脫機運行，因此用示波器或頻譜儀對信號進行采集，然后用矢量信號分析軟件進行分析，是一種低成本、行之有效的方法。MDO4000具有采集矢量信號的功能，有關MDO4000 及矢量信號分析軟件進行矢量信號分析的應用，請參閱《MDO4000 系列混合域分析儀應用之二》。

2、射頻信號多域分析

圖2-1-6、圖2-1-7，在顯示復雜數(shù)字調制射頻信號的矢量分析的同時，還顯示了被測射頻信號的頻譜，這是矢量信號分析儀(或軟件)的基本功能，同樣，某些頻譜儀也帶有矢量信號分析功能。由此可知，矢量信號分析可以對輸入的射頻信號進行頻域和調制域的多個參數(shù)進行全面分析，這些不同的參數(shù)用多個窗口顯示。多數(shù)情況下，這些參數(shù)之間在時間軸上并不相關，只有實時頻譜分析儀才具有時間相關的特性。但是，有一點十分重要，那就是無論是頻譜儀或矢量信號分析儀，還是實時頻譜分析儀，它們都僅有一個射頻輸入端口，無論開多少個窗口，分析多少個參數(shù)，它們僅能分析射頻信號自身在頻域和調制域的特性。

3、混合信號時域分析

隨著嵌入式系統(tǒng)的飛速發(fā)展，誕生了一種混合信號示波器，它可以將模擬信號、數(shù)字邏輯信號以及總線協(xié)議的時域特性直觀地顯示出來，我們稱這些信號為混合信號。混合信號示波器各通道是獨立的，因此被分析的混合信號是不同的信號，也就是說，我們用示波器進行時域分析時，分析的是不同信號間的時序關系。之所以要對這些不同的信號進行時序分析，是因為這些信號之間具有關聯(lián)性，比如輸入輸出關系，控制與響應關系，電壓、電流關系等等。通過對這些具有因果關系的信號的時域分析，我們可以對系統(tǒng)的整體性能進行判定。