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查找嵌入式系統(tǒng)中噪聲來源的助手--混合域示波器

作者: 時間:2012-09-15 來源:網絡 收藏

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圖1.被測器件(Microchip Technologies MRF89XA 868 MHz無線電)與之間的測試連接

我們測量以868 MHz為中心的無線電頻譜,其擁有相當低的2 kbps的FSK調制數據速率,以供參考。圖2顯示了參考頻譜。注意MDO同時顯示時域視圖和頻域視圖,所有信號都時間相關。

畫面的下半部分顯示了RF信號的頻域視圖,在本例中是無線電發(fā)射機輸出,畫面的上半部分是時域的傳統(tǒng)示波器視圖。頻域視圖中顯示的頻譜來自時域視圖中短橙色條指明的時間周期,稱為頻譜時間(Spectrum Time)。

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圖2. 觀察時域和頻域

由于時域畫面的水平量程獨立于處理時域畫面傅立葉變換(FFT)要求的時間數量,表示與RF采集相關的實際時間周期非常重要。MDO系列示波器的獨特結構可以以時間相關的方式分開采集所有輸入(數字信號、模擬信號和RF信號)。每個輸入有單獨的存儲器,視時域畫面的水平采集時間,存儲器中采集的RF信號支持頻譜時間,并可以在模擬時間內部移動,如圖3所示。

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圖3. 使用干凈的實驗室電源顯示的多個數據包前置碼符號期間的占用功率測量

可以在采集數據中移動頻譜時間(Spectrum Time),考察RF頻譜怎樣隨時間變化。在圖3中,我們放置頻譜時間,顯示數據包前置碼多個符號期間發(fā)送的信號的頻譜。頻譜時間是支持頻譜畫面希望的解析帶寬(RBW)要求的時間數量。它等于窗口整形因數除以RBW。默認的Kaiser Window的整形因數為2.23,在本例中,頻譜時間為2.23/220 Hz,約為10 ms。

FSK調制一次只有一個RF信號頻率,我們對頻譜使用較長的采集時間,以測量占用帶寬和總功率。

為簡便地看到無線電中的數據包傳輸,我們在時域視圖中增加了RF隨時間變化曲線。標有“A”的橙色曲線顯示了瞬時RF幅離隨時間變化。標有“f ”的橙色曲線顯示了相對于畫面中心頻率的瞬時RF頻率隨時間變化。綠色曲線(通道4)顯示了到模塊的電流??梢钥吹剑娏鲝臄祿g接近0上升到傳輸期間大約40 mA。黃色曲線(通道1)顯示了模塊電源電壓上的AC紋波。注意在傳輸期間只有很小的電壓暫降。

上圖是在使用干凈的實驗室電源供電的模塊中獲得的,這在實際環(huán)境中很難實現,但可以作用實用參考。圖4顯示了相同的RF信號,但使用升壓型開關電源為無線電模塊供電。升壓穩(wěn)壓器因產生噪聲而臭名昭著,但它允許使用一個或兩個堿性或鎳鎘單元及相對較少的器件,降低了成本。注意被調制信號底部的噪聲提高。在發(fā)送的信號附近,噪聲至少要比干凈的電源高5 dB。噪聲已經容易地顯現在電流波形和電壓波形中。額外的噪聲還會令從發(fā)射機收集這些數據所使用的接收機上的信號信噪比劣化,降低無線電系統(tǒng)的有效范圍。


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