找回密码
 注册
关于网站域名变更的通知
查看: 472|回复: 1
打印 上一主题 下一主题

嵌入式射频系统调测过程需要注意以下事项

[复制链接]

该用户从未签到

跳转到指定楼层
1#
发表于 2020-6-22 13:37 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

EDA365欢迎您登录!

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册

x
嵌入式射频系统
9 B  Z. s; O8 t8 `3 O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,它的特征包括非PC,以应用为中心,以计算机技术为基础,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求等。
0 G1 ]# v: b" P/ {  i6 X传统嵌入式系统的组成包括:A/D、D/A、 DSPFPGA;闪存,即NAND、NOR;嵌入式CPU系统;电源;并行总线;串行总线;I2C、SPI、 RS-232、CAN等。值得注意的是,以上技术包括了模拟、串行和数字技术,就是混合信号。
4 a; C8 D1 J8 k从嵌入式系统的特点及设计要求来看,总的分为三个特点,第一是专用性,即为特定用户群设计,第二是高集成度,对器件的可靠性及性价比要求都很高,第三是实时性,这要求嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计,同步工作。
9 k: i( @) C) _5 v嵌入式系统设计调试的挑战
2 ?1 ]2 z, x  M, M9 w: D5 h# M) y& ^针对嵌入式系统的特点及设计要求,传统嵌入式系统设计调试也相应地面临着不小的挑战。
6 c3 s. N% S' V# O1 m( U; m' V对于可靠性测试,我们要注意以下几点:
" N5 x4 i5 T9 ]7 i, X4 p•各组成部分一致性测试
2 _' A! H& p8 U•各组成部分故障排查
) L; m5 w! H+ b7 J5 w# n•各组成部分潜在问题的发现
6 ~: o+ @. w6 O- G+ G3 H+ ~–偶发毛刺1 s$ O$ G* v1 Y/ J8 q" U0 c; g
–串扰/ T0 }' s; U2 u* H0 c* e
–噪声
( b; p( _5 q/ Y. K% _对于定时分析,则要注意以下几点:
4 j8 K# j' y: K$ j7 K$ M$ Z, M; \7 [5 s•降低控制信号时延可提高嵌入式系统2 q, p5 ^2 t* k, }
工作效率6 K" t( [* i- y( p& U
•分析总线信号与控制信号间的时序关
+ Y6 ^% [/ y) W4 A' `+ F; t系可提高嵌入式系统编程效率
% h9 O! e) R! b. ^: ^这样一来,对测试仪器的要求则综合为具有混合信号测试能力,具有快速发现问题的能力和具有一致性测试能力。
' d3 {# }" a  J. K% xMSO系列示波器4 E/ {' u' e4 C0 q8 o- q/ b
泰克MSO系列示波器型号特性如表1所示。- _0 _2 P2 n$ k/ v
调试的阶段大致可分为探测、发现、捕获、搜索和分析,如图1所示。3 a5 C" B9 \/ _& m# O/ h
表1 泰克MSO系列示波器型号特性; v4 r" H1 T$ N+ z4 T& J. F1 I  ?2 x

2 {9 ^; Q% N9 I 1 b" I$ A" U7 w  [
图1 调试的5个阶段9 q$ |! S' h, E7 r2 v& i- O8 ]
MSO系列示波器在针对这5个阶段分别具有不同的特点。2 Q) U2 E* Q8 J' z5 H9 C6 b* z3 `
在探测方面,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。真正有源探头的性能,无源探头的便利。P6616数字探头,100kOhm输入阻抗,仅3pF输入电容,容许每通道独立设置阀值,可以支持多种逻辑系列。以及具有1ns脉冲检测功能。
$ E. Q8 L" h: ~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,色温等级显示,快速响应信号所有动态变化,巨细无遗。同时显示、对比多条总线上的活动,进行系统级调试。
0 L: x1 t3 x- ~6 F在捕获方面,具有MagniVu 60.6ps 16.5GHz 高速数字采样技术、定时分辨率,更快,更精。最高250MB记录长度,FastFrame分段存储技术。较完善的触发组合,包括触发各种串行总线分组包。独有建立/保持时间违规触发。同级较佳的1.5%垂直精度。同级较佳的垂直灵敏度1mV/div。+ z  I3 [3 `2 b, u) ^) c
在搜索方面,具有Wave Inspector快速导航与搜索功能,包括卷动/缩放;播放/暂停;用户标记;自动搜索和标记模拟数据、数字数据和串行总线数据等。MultiView Zoom具有进行多重波形缩放、重叠、对比的功能。
. ^1 ?' _( I. M在分析方面,具有超过10种应用软件包,分别是ENET以太网验证;USB2.0验证;LIMIT 极限测试;通讯模板测试;DDR检验与调试;SignalVu频域与调制域分析;功率与电源分析;低速串行总线;汽车电子总线。具有53种自动测量与高级数学运算,并且,具有Windows 7扩展性、可以兼容各种软件。; }0 D. E9 _7 H# d0 F' V6 B, D: P3 Y
MDO4000系列混合域示波器
$ n) E, G; W( V/ N. |今天的嵌入式系统,射频无处不在,如图2所示。模拟、数字、总线与射频信号同时存在,相互关联。( R8 J8 R6 D" X! ^& R/ N* v/ N" t4 D

' Z& w& n& m/ c7 ?
4 v* s* l% _+ t# a. `图2 具有射频信号的嵌入式系统
" e$ s1 T& V' w  |* H9 n2 b射频无处不在,例如电脑、手机、数码相机、公交收费系统、门禁系统、ETC、传感系统、汽车电子、安防系统。又例如物联网和通讯系统都必须用到射频部分。然而,射频通信标准繁多,例如WLAN、蓝牙、Transfer Jet、RFID、ZigBee、TD-LTE、GSM/CDMA/3G/4G等等。经过分析,我们发现,可靠性测试需要增加射频部分,保证所有单元同步,依然是提高嵌入式射频系统效率的关键。那么如何测试射频信号与总线信号及控制信号的定时关系呢?
1 \) A( F( \3 R. i9 D- l; Z" d1 RMDO4000混合域示波器就是一个不错的选择。MDO4000 解决嵌入式射频系统中的疑难杂症:
3 t& O. G/ Q0 X3 F•验证嵌入式射频系统的工作情况' I/ R& M, q  _, f5 P* _5 E1 c
•帮助提高嵌入式射频系统工作效率
1 N: S% |3 X& p8 }0 K  z•发现嵌入式射频系统潜在问题  d8 E& o- O. _/ M3 n+ ~
•查找嵌入式系统中的噪声( ?; u, s# Z& L! Q! U& Y0 r* c& C
•查找嵌入式射频系统电路板中的 EMI
$ h9 J( t4 ^' l! Z5 m串扰- t2 o/ U+ W) v" b- p
•嵌入式射频系统中的调制域分析4 C( `6 {! H( [+ Q+ ~
•嵌入式射频系统中的通用射频指标测
0 N# y; y1 c/ r- t) r' Y5 ^9 n- c% C! X
•嵌入式系统中的时域测试
$ L( M! M3 {& R+ E; d* [! n$ xMDO4000混合域示波器内置了频谱分析仪,有专用射频路径,3GHz或6GHz输入和>1GHz带宽。MDO4000混合域示波器还具有21条通道时间相关的测试,如图3所示。
' J& d& a4 N5 t6 o" u
3 U1 ~$ q) G9 ]3 [6 Q 8 l' \  ?1 k/ t+ z. x, r- R
图3 MDO4000混合域示波器
1 D; w- Q3 |1 \( x  j: XMDO4000系列混合域示波器是多种仪器功能于一台的示波器,这些功能有示波器功能,逻辑分析仪功能,能实现协议分析,包括总线解码和总线时序分析,还有频谱分析仪功能,能实现调制域分析。而这个示波器的深度只有5.8英寸。: g7 {+ x7 x1 p
MDO4000能测试射频信号 AVT、FVT及PVT,并能将射频信号转存为TIQ 格式进行后台分析。( ^. ]2 I& g4 x
MDO4000 独特的创新表现在射频信号与其他域信号实现时间相关分析,例如基带信号与射频信号、控制信号与射频信号、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系统,对任何既需要示波器,又需要频谱仪的客户,MDO 将体现性价比优势。它相当于MSO4000B 示波器+中档频谱仪(指标优于入门级频谱仪),价格优于分别购买同档次两台仪表,即使客户不需要混合域分析,用500M带宽示波器也可分析3GHZ载频的调制信号,选配TPA-N-VPI 适配器可以把任何有源50Ω TekVPI 探头连接到RF输入上。
% j& h" d% t- q$ T! _3 X测试实例
( B7 R0 b* u* g% ]2 B3 q第一个实例是关于利用MDO4000 验证RFID 读卡器工作情况,如图4所示。经过分析,我们发现,RFID标准测试项目多,包括时域参数,包括频域参数,包括调制域参数,要求各域参数时间相关等等。对 RFID 测试仪器的要求则有需要优异的触发机制捕获间歇微功率信号、跳频信号等,需要具备基本的时域、频域分析能力,需要具有调制域分析能力测试 RFID 解调信号波形,需要跨域分析能力调测嵌入式 RF 系统,需要逻辑分析能力解决竞争冲突等。' [% @6 ?8 u7 g: x6 L8 G

+ Y) ~+ }( b. c! f7 v4 p5 N
9 X$ M' Z6 W' ?( \& z图4 RFID 读卡器工作情况$ N- o1 ~% D1 e' H5 Y' O  j
RFID一致性测试主要包括了载波测试,杂散,ACPR,时域功率和包络,解调和解码测试。图5中RFID波形图中标注了测试的位置和项目,灰色部分代表了载波测量项目,绿色代表了功率开关时间参数,蓝色代表了包络和解调部分。. S+ |) |, ~$ ^8 J" S

- a  O5 @1 {$ k& V! f 4 L" I& Y9 v( f' z5 t/ R
图5 RFID一致性测试
  s! v! `3 n7 B对于900MHz以下RFID信号,MDO4000 示波器功能直接测试时域指标,MDO4000 频谱仪功能直接测试频域指标,MDO4000 AvT或FvT功能直接读出简单ASK或FSK代码。MDO4000可转存为TIQ文件后利用RSAVu 进行台分析RFID全部指标。2 g. R# k5 J7 W7 j2 o
第二个实例是锁相环建立。当时域和频域信号同时显示时,频谱总是通过触发捕获得到的,在时间上与整个时域波形相关,如图6所示,橘黄色的横条指明了频谱来自于什么时刻,橘黄色横条被称作频谱分析时间,请注意在全部波形简略图上也有相应标记,时域波形的时间称作模拟时间,是通过水平刻度旋钮来调节。
  p% I- i- D, k1 }4 V* n" O# m6 {' v/ O: ~# ?6 `$ j
8 u4 n6 ^4 X% j' Z
图6 锁相环建立的时域波形和频域分析
7 n2 m4 Z! X8 F7 K1 g+ s$ x频谱分析时间=窗口参数/分辨率带宽RBW。在本例中,设定频谱分析时间= 2.23/300 000 =7.4μs。频谱分析时间可以使用Wave Inspector Pan(波形导航平移工具)控制,沿模拟时间移动,用户可以在一次采集后观测整个过程的频域变化。频谱分析时间沿模拟时间移动时,频谱显示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(频域分析时间对应的时刻)连接到RF端的射频信号的频谱。当频谱分析时间移动时,我们可以看到整个RF信号频谱变化的过程。由于放大窗口可以在整个模拟时间内平移,频域窗口可以完全连续显示和放大窗口时间相关频谱的情况。打开放大窗口后,再使用平移功能时,移动的是放大窗口,而不再是频谱分析时间,但频谱分析时间总是保持在放大窗口的正中间,如图7所示。" k* W' [8 G0 ?! [" p3 [* a
0 [. D; `: \) }( b

# K& |6 R. ]1 `  y) K. Y图7 锁相环建立的分析演示
( v: Z  K( b) n" fMDO 特色总结& Y; ?5 o1 l0 W2 X
综上所述,MDO混合域示波器具有三大要素:第一,时间相关跨域分析;第二,宽带、高时间精度调制域分析;第三,五合一系统。
8 E& b2 k# `+ }" N5 X: l1 m$ i  F问答选编9 D+ K0 j# V$ x/ r* j
问: MDO4000可以测试哪些射频指标?
7 T  k1 F% q( L. ~  {8 s) @答: 功率、OBW、ACPR以及频谱。
( L0 A' K% w+ j( t1 o问: 请问MDO4000测量和分析结果如何输出?采用何种文件格式?! u/ P) \9 m% q8 d7 \
答: 图形、波形、CSV。% Q$ _; _& a- ^0 F1 A: F
问: 存储深度多少?可以增加吗?5 W. T5 ?9 h7 b4 q
答: 示波器模拟通道每通道20M,RF通道1G。
% g, [3 Y6 F; ~/ q% `( w. L问: MDO4000最多可以同时支持几种种不同的串行接口?' U: Z0 g" H$ p3 P  y, V
答: 关键看总线的数,对小于四条的总线,可同时测试4个。& j4 E3 i4 ]; x9 |
问: mso和mdo的区别主要是什么?
0 a! W6 @+ r- O' }答: MDO有RF输入接口,集成了频谱分析仪,可以做时频域联调。& c8 |# h9 x: T$ H: s& p4 V9 C) G( n
问: 调制域分析是什么概念?* r7 x) p0 Y4 W( K$ q
答: 射频的幅度、频率、相位随时间的变化,利用矢量分析软件可对数字调制解调。
$ J; j: J3 c, N, d" p问: MSO有几个型号?
$ H; J5 V8 H* o# G9 V( M答:有2000,3000,4000,5000多个系列,每个系列中根据带宽,采样率对应多个型号。
. H3 s* s9 a$ b' s问: MDO4000最多可以进行多少通道的测试?
! C) h6 o9 W) |0 h! I答: 总共有16路数字通道,4路模拟,1路RF通道,共21条,都可同时进行测试。
2 e* d1 u' q4 E; h, B) }4 Y+ B问: 增加射频部分对测试有什么好处?
% a" n9 J1 A* r2 p! P: e6 ?* a答: 可以看射频信号随基带及控制信号的变化,而变化的过程,并且完全同步显示。
6 ]6 k. S$ e& z$ Z( \6 J问: 五合一系统优势比较明显吗?
1 v) f# F; ?  m1 @% N% f8 y答: MDO最突出的优势是跨域分析,五合一系统为测试人员提供了方便性。
, S( h4 \# |" q% L4 k  H% m问: MDO4000混合域示波器的应用领域主要有哪些?
( x) p2 |0 F2 q( z答: 嵌入式射频系统探测、宽带信号分析、瞬变信号采集与分析等等。
9 H3 |/ G" |" G2 o0 |问: 在使用泰克示波器的时候,如何处理来自现场的干扰?  M8 I% f0 f+ Q5 U2 G$ F& A6 Z) t
答: MDO自带频谱仪,能跨域发现这些干扰问题。
- t; ]1 r4 k( s# S; ?问: 利用 MDO4000如何看很短时间的频谱?! ?% ]9 w1 P+ w
答: MDO具有多种触发机制,设置触发好可讲瞬态频谱采集下来分析。
1 M1 i- {$ U8 H问: 示波器都有哪些触发方式?7 y* v0 Y9 D  O
答: 示波器触发方式有射频功率触发,组合触发等等。+ G6 p7 d3 M- Y% {4 b
问: 如何用MDO查找嵌入式系统电路板中的 EMI 串扰?怎么能更精确的确定干扰源?
; t) [7 q6 O# y. ^5 G2 l2 J, d答: 通过选用近场探头。
8 q4 k5 T9 e( d/ L& u1 p# P问: MDO4000分析结果的输出方式有哪些?可以导出?0 W& }. L: f) E+ m7 a- a
答: 输出方式有图形、CSV、波形、射频IQ等,这些可以直接存储到U盘。
% o0 d' h; s$ ^: I' R2 n* C问: MDO4000主要包括哪些设备?
5 W) N, @. s& c' E, y. e答: 示波器+频谱仪+逻辑分析仪+调制域分析仪+协议分析仪。4 y: S# R- D) R6 W' K
问: MDO4000示波器能不能用普通示波器代替?
/ |$ g% `5 E: g  U: j. x, ^4 g答:MDO的特色是跨域分析,普通示波器无法替代,但MDO可以替代普通示波器(小于1G带宽)。  P: k' |/ t: T" b  s+ s3 j8 @3 s% E
问: 如何追踪和消除无线嵌入式系统中的噪声和杂散信号?
, g5 a1 G) G' L: q/ g6 ^* X答: 首先用MDO测试出嵌入式系统中的噪声问题,如何清除则需根据测试出的不同问题具体分析。8 V. h1 h. P- g$ k) Q+ Y( M
问:请问频谱分析有何特点?
0 ]2 X. _2 i% L答:是中档频谱仪指标,具有11个自动峰值显示,具有三维频谱显示,还具有调制域分析功能。
; h# k* R4 z/ f8 Z8 A问: 测量射频采用什么探头,如何测量射频的场强?
" Q2 ^" z3 o& T8 a% s8 |- r0 x答: 射频用天线测试,或使用泰克VPI-N转换器,用示波器探头测试。) [6 X: V! @3 Y& G" B0 v3 n4 H
问: 在调试RFID系统时,如何测量标签的返回信号?
1 M, K% Z* ?" o7 t. f+ |答: 天线接收可以同时采集到读卡器和标签的信号。
, ~! G. A% p! H0 x8 V, Q问: 如果用于物联网使用,用哪一些产品比较经济实用?& K; j# ~) n3 `2 F7 q$ I% ?4 I
答: 看哪个频段的,如5.8G则用MDO4054-6,如2.4G则MDO4054-3。! ^$ k4 k5 w4 w6 i; w

该用户从未签到

2#
发表于 2020-6-22 14:48 | 只看该作者
对测试仪器的要求则综合为具有混合信号测试能力
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

关闭

推荐内容上一条 /1 下一条

EDA365公众号

关于我们|手机版|EDA365电子论坛网 ( 粤ICP备18020198号-1 )

GMT+8, 2025-6-10 06:09 , Processed in 0.078125 second(s), 26 queries , Gzip On.

深圳市墨知创新科技有限公司

地址:深圳市南山区科技生态园2栋A座805 电话:19926409050

快速回复 返回顶部 返回列表