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混合域示波器在嵌入式射频体系规划中的使用

嵌入式射频系统基本上今天的每一个电子产品都是一个嵌入系统,小到电子表,大到各种复杂的控制系统。嵌入式系统实际上是专用的计算机系统,…

嵌入式射频体系

根本上今日的每一个电子产品都是一个嵌入体系,小到电子表,大到各种杂乱的操控体系。嵌入式体系实际上是专用的计算机体系,它的特征包含非PC,以运用为中心,以计算机技能为根底,适用于运用体系对功用、可靠性、本钱、体积、功耗有严格要求等。

传统嵌入式体系的组成包含:A/D、D/A、 DSPFPGA;闪存,即NAND、NOR;嵌入式CPU体系;电源;并行总线;串行总线;I2C、SPI、 RS-232、CAN等。值得留意的是,以上技能包含了模仿、串行和数字技能,便是混合信号。

从嵌入式体系的特征及规划要求来看,总的分为三个特征,榜首是专用性,即为特定用户群规划,第二是高集成度,对器材的可靠性及性价比要求都很高,第三是实时性,这要求嵌入式体系的硬件和软件都必须高功率地规划,同步作业。

嵌入式体系规划调试的应战

针对嵌入式体系的特征及规划要求,传统嵌入式体系规划调试也相应地上临着不小的应战。
关于可靠性测验,咱们要留意以下几点:
•各组成部分一致性测验
•各组成部分毛病排查
•各组成部分潜在问题的发现
–偶发毛刺
–串扰
–噪声

关于守时剖析,则要留意以下几点:

•下降操控信号时延可进步嵌入式体系
作业功率
•剖析总线信号与操控信号间的时序关
系可进步嵌入式体系编程功率
这样一来,对测验仪器的要求则综合为具有混合信号测验才能,具有快速发现问题的才能和具有一致性测验才能。

MSO系列示波器

泰克MSO系列示波器类型特性如表1所示。

调试的阶段大致可分为勘探、发现、捕获、查找和剖析,如图1所示。

表1 泰克MSO系列示波器类型特性

MSO系列示波器在针对这5个阶段别离具有不同的特征。

在勘探方面,有TPP探头系列,1GHz带宽,3.9pF输入电容无源探头,同级2倍带宽,一半的输入电容。真实有源探头的功用,无源探头的便当。P6616数字探头,100kOhm输入阻抗,仅3pF输入%&&&&&%,容许每通道独立设置阀值,能够支撑多种逻辑系列。以及具有1ns脉冲检测功用。

在发现方面,DPX FastAcq具有每秒大于250 000 波形更新率。数字荧光示波器,色温等级显现,快速呼应信号一切动态改变,巨细无遗。一起显现、比照多条总线上的活动,进行体系级调试。

在捕获方面,具有MagniVu 60.6ps 16.5GHz 高速数字采样技能、守时分辨率,更快,更精。最高250MB记载长度,FastFrame分段存储技能。较完善的触发组合,包含触发各种串行总线分组包。独有树立/坚持时刻违规触发。同级较佳的1.5%笔直精度。同级较佳的笔直灵敏度1mV/div。

在查找方面,具有Wave Inspector快速导航与查找功用,包含卷动/缩放;播映/暂停;用户符号;主动查找和符号模仿数据、数字数据和串行总线数据等。MultiView Zoom具有进行多重波形缩放、堆叠、比照的功用。
在剖析方面,具有超越10种运用软件包,别离是ENET以太网验证;USB2.0验证;LIMIT 极限测验;通讯模板测验;DDR查验与调试;SignalVu频域与调制域剖析;功率与电源剖析;低速串行总线;轿车电子总线。具有53种主动丈量与高档数学运算,而且,具有Windows 7扩展性、能够兼容各种软件。

MDO4000系列混合域示波器

今日的嵌入式体系,射频无处不在,如图2所示。模仿、数字、总线与射频信号一起存在,彼此相关。

图2 具有射频信号的嵌入式体系

射频无处不在,例如电脑、手机、数码相机、公交收费体系、门禁体系、ETC、传感体系、轿车电子、安防体系。又例如物联网和通讯体系都必须用到射频部分。但是,射频通讯规范繁复,例如WLAN、蓝牙、Transfer Jet、RFID、ZigBee、TD-LTE、GSM/CDMA/3G/4G等等。经过剖析,咱们发现,可靠性测验需求添加射频部分,确保一切单元同步,依然是进步嵌入式射频体系功率的要害。那么怎么测验射频信号与总线信号及操控信号的守时联系呢?

MDO4000混合域示波器便是一个不错的挑选。MDO4000 处理嵌入式射频体系中的疑难杂症:
•验证嵌入式射频体系的作业状况
•协助进步嵌入式射频体系作业功率
•发现嵌入式射频体系潜在问题
•查找嵌入式体系中的噪声
•查找嵌入式射频体系电路板中的 EMI
串扰
•嵌入式射频体系中的调制域剖析
•嵌入式射频体系中的通用射频目标测

•嵌入式体系中的时域测验

MDO4000混合域示波器内置了频谱剖析仪,有专用射频途径,3GHz或6GHz输入和>1GHz带宽。MDO4000混合域示波器还具有21条通道时刻相关的测验,如图3所示。

图3 MDO4000混合域示波器

MDO4000系列混合域示波器是多种仪器功用于一台的示波器,这些功用有示波器功用,逻辑剖析仪功用,能完成协议剖析,包含总线解码和总线时序剖析,还有频谱剖析仪功用,能完成调制域剖析。而这个示波器的深度只要5.8英寸。

MDO4000能测验射频信号 AVT、FVT及PVT,并能将射频信号转存为TIQ 格局进行后台剖析。
MDO4000 共同的立异表现在射频信号与其他域信号完成时刻相关剖析,例如基带信号与射频信号、操控信号与射频信号、电源与射频信号、协议与射频信号等。MDO4000系列混合域示波器是一个五合一体系,对任何既需求示波器,又需求频谱仪的客户,MDO 将表现性价比优势。它相当于MSO4000B 示波器+中档频谱仪(目标优于入门级频谱仪),价格优于别离购买同层次两台外表,即便客户不需求混合域剖析,用500M带宽示波器也可剖析3GHZ载频的调制信号,选配TPA-N-VPI 适配器能够把任何有源50Ω TekVPI 探头连接到RF输入上。

测验实例

榜首个实例是关于运用MDO4000 验证RFID 读卡器作业状况,如图4所示。经过剖析,咱们发现,RFID规范测验项目多,包含时域参数,包含频域参数,包含调制域参数,要求各域参数时刻相关等等。对 RFID 测验仪器的要求则有需求优异的触发机制捕获间歇微功率信号、跳频信号等,需求具有根本的时域、频域剖析才能,需求具有调制域剖析才能测验 RFID 解调信号波形,需求跨域剖析才能调测嵌入式 RF 体系,需求逻辑剖析才能处理竞赛抵触等。

图4 RFID 读卡器作业状况

RFID一致性测验首要包含了载波测验,杂散,ACPR,时域功率和包络,解调和解码测验。图5中RFID波形图中标示了测验的方位和项目,灰色部分代表了载波丈量项目,绿色代表了功率开关时刻参数,蓝色代表了包络和解调部分。

图5 RFID一致性测验

关于900MHz以下RFID信号,MDO4000 示波器功用直接测验时域目标,MDO4000 频谱仪功用直接测验频域目标,MDO4000 AvT或FvT功用直接读出简略ASK或FSK代码。MDO4000可转存为TIQ文件后运用RSAVu 进行台剖析RFID悉数目标。

第二个实例是锁相环树立。当时域和频域信号一起显现时,频谱总是经过触发捕获得到的,在时刻上与整个时域波形相关,如图6所示,橘黄色的横条指明晰频谱来自于什么时刻,橘黄色横条被称作频谱剖析时刻,请留意在悉数波形简略图上也有相应符号,时域波形的时刻称作模仿时刻,是经过水平刻度旋钮来调理。

图6 锁相环树立的时域波形和频域剖析

频谱剖析时刻=窗口参数/分辨率带宽RBW。在本例中,设定频谱剖析时刻= 2.23/300 000 =7.4µs。频谱剖析时刻能够运用Wave Inspector Pan(波形导航平移东西)操控,沿模仿时刻移动,用户能够在一次收集后观测整个进程的频域改变。频谱剖析时刻沿模仿时刻移动时,频谱显现的并不是时域波形的频谱图,而是对应于时域波形的某一时刻(频域剖析时刻对应的时刻)连接到RF端的射频信号的频谱。当频谱剖析时刻移动时,咱们能够看到整个RF信号频谱改变的进程。因为扩大窗口能够在整个模仿时刻内平移,频域窗口能够彻底接连显现和扩大窗口时刻相关频谱的状况。翻开扩大窗口后,再运用平移功用时,移动的是扩大窗口,而不再是频谱剖析时刻,但频谱剖析时刻总是坚持在扩大窗口的正中间,如图7所示。

图7 锁相环树立的剖析演示

MDO 特征总结

综上所述,MDO混合域示波器具有三大要素:榜首,时刻相关跨域剖析;第二,宽带、高时刻精度调制域剖析;第三,五合一体系。

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