利用MDO4000系列混合域示波器在嵌入式系統(tǒng)的測試射頻與總線信號-設(shè)計應用

精品文檔-下載后可編輯利用MDO4000系列混合域示波器在嵌入式系統(tǒng)的測試射頻與總線信號-設(shè)計應用嵌入式射頻系統(tǒng)基本上今天的每一個電子產(chǎn)品都是一個嵌入系統(tǒng)，小到電子表，大到各種復雜的控制系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)實際上是專用的計算機系統(tǒng)，它的特征包括非PC，以應用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，適用于應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求等。傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的組成包括：A/D、D/A、DSP、FPGA；閃存，即NAND、NOR；嵌入式CPU系統(tǒng)；電源；并行總線；串行總線；I2C、SPI、RS-232、CAN等。值得注意的是，以上技術(shù)包括了模擬、串行和數(shù)字技術(shù)，就是混合信號。從嵌入式系統(tǒng)的特點及設(shè)計要求來看，總的分為三個特點，是專用性，即為特定用戶群設(shè)計，第二是高集成度，對器件的可靠性及性價比要求都很高，第三是實時性，這要求嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計，同步工作。嵌入式系統(tǒng)設(shè)計調(diào)試的挑戰(zhàn)針對嵌入式系統(tǒng)的特點及設(shè)計要求，傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計調(diào)試也相應地面臨著不小的挑戰(zhàn)。對于可靠性測試，我們要注意以下幾點：各組成部分一致性測試各組成部分故障排查各組成部分潛在問題的發(fā)現(xiàn)–偶發(fā)毛刺–串擾–噪聲對于定時分析，則要注意以下幾點：降低控制信號時延可提高嵌入式系統(tǒng)工作效率分析總線信號與控制信號間的時序關(guān)系可提高嵌入式系統(tǒng)編程效率，這樣一來，對測試儀器的要求則綜合為具有混合信號測試能力，具有快速發(fā)現(xiàn)問題的能力和具有一致性測試能力。MSO系列示波器泰克MSO系列示波器型號特性如表1所示。調(diào)試的階段大致可分為探測、發(fā)現(xiàn)、捕獲、搜索和分析，如圖1所示。表1泰克MSO系列示波器型號特性利用MDO4000系列混合域示波器在嵌入式系統(tǒng)的測試射頻與總線信號圖1調(diào)試的5個階段MSO系列示波器在針對這5個階段分別具有不同的特點。在探測方面，有TPP探頭系列，1GHz帶寬，3.9pF輸入電容無源探頭，同級2倍帶寬，一半的輸入電容。真正有源探頭的性能，無源探頭的便利。P6616數(shù)字探頭，100kOhm輸入阻抗，僅3pF輸入電容，容許每通道獨立設(shè)置閥值，可以支持多種邏輯系列。以及具有1ns脈沖檢測功能。在發(fā)現(xiàn)方面，DPXFastAcq具有每秒大于250000波形更新率。數(shù)字熒光示波器，色溫等級顯示，快速響應信號所有動態(tài)變化，巨細無遺。同時顯示、對比多條總線上的活動，進行系統(tǒng)級調(diào)試。在捕獲方面，具有MagniVu60.6ps16.5GHz高速數(shù)字采樣技術(shù)、定時分辨率，更快，更精。250MB記錄長度，F(xiàn)astFrame分段存儲技術(shù)。較完善的觸發(fā)組合，包括觸發(fā)各種串行總線分組包。獨有建立/保持時間違規(guī)觸發(fā)。同級較佳的1.5%垂直。同級較佳的垂直靈敏度1mV/div。在搜索方面，具有WaveInspector快速導航與搜索功能，包括卷動/縮放；播放/暫停；用戶標記；自動搜索和標記模擬數(shù)據(jù)、數(shù)字數(shù)據(jù)和串行總線數(shù)據(jù)等。MultiViewZoom具有進行多重波形縮放、重疊、對比的功能。在分析方面，具有超過10種應用軟件包，分別是ENET以太網(wǎng)驗證；USB2.0驗證；LIMIT極限測試；通訊模板測試；DDR檢驗與調(diào)試；SignalVu頻域與調(diào)制域分析；功率與電源分析；低速串行總線；汽車電子總線。具有53種自動測量與數(shù)學運算，并且，具有Windows7擴展性、可以兼容各種軟件。MDO4000系列混合域示波器今天的嵌入式系統(tǒng)，射頻無處不在，如圖2所示。模擬、數(shù)字、總線與射頻信號同時存在，相互關(guān)聯(lián)。利用MDO4000系列混合域示波器在嵌入式系統(tǒng)的測試射頻與總線信號圖2具有射頻信號的嵌入式系統(tǒng)射頻無處不在，例如電腦、手機、數(shù)碼相機、公交收費系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、ETC、傳感系統(tǒng)、汽車電子、安防系統(tǒng)。又例如物聯(lián)網(wǎng)和通訊系統(tǒng)都必須用到射頻部分。然而，射頻通信標準繁多，例如WLAN、藍牙、TransferJet、RFID、ZigBee、TD-LTE、GSM/CDMA/3G/4G等等。經(jīng)過分析，我們發(fā)現(xiàn)，可靠性測試需要增加射頻部分，保證所有單元同步，依然是提高嵌入式射頻系統(tǒng)效率的關(guān)鍵。那么如何測試射頻信號與總線信號及控制信號的定時關(guān)系呢？MDO4000混合域示波器就是一個不錯的選擇。MDO4000解決嵌入式射頻系統(tǒng)中的疑難雜癥：驗證嵌入式射頻系統(tǒng)的工作情況幫助提高嵌入式射頻系統(tǒng)工作效率發(fā)現(xiàn)嵌入式射頻系統(tǒng)潛在問題查找嵌入式系統(tǒng)中的噪聲查找嵌入式射頻系統(tǒng)電路板中的EMI串擾嵌入式射頻系統(tǒng)中的調(diào)制域分析嵌入式射頻系統(tǒng)中的通用射頻指標測試嵌入式系統(tǒng)中的時域測試MDO4000混合域示波器內(nèi)置了頻譜分析儀，有專用射頻路徑，3GHz或6GHz輸入和》1GHz帶寬。MDO4000混合域示波器還具有21條通道時間相關(guān)的測試，如圖3所示。MDO4000系列混合域示波器是多種儀器功能于一臺的示波器，這些功能有示波器功能，邏輯分析儀功能，能實現(xiàn)協(xié)議分析，包括總線解碼和總線時序分析，還有頻譜分析儀功能，能實現(xiàn)調(diào)制域分析。而這個示波器的深度只有5.8英寸。MDO4000能測試射頻信號AVT、FVT及PVT，并能將射頻信號轉(zhuǎn)存為TIQ格式進行后臺分析。MDO4000獨特的創(chuàng)新表現(xiàn)在射頻信號與其他域信號實現(xiàn)時間相關(guān)分析，例如基帶信號與射頻信號、控制信號與射頻信號、電源與射頻信號、協(xié)議與射頻信號等。MDO4000系列混合域示波器是一個五合一系統(tǒng)，對任何既需要示波器，又需要頻譜儀的客戶，MDO將體現(xiàn)性價比優(yōu)勢。它相當于MSO4000B示波器+中檔頻譜儀（指標優(yōu)于入門級頻譜儀），價格優(yōu)于分別購買同檔次兩臺儀表，即使客戶不需要混合域分析，用500M帶寬示波器也可分析3GHZ載頻的調(diào)制信號，選配TPA-N-VPI適配器可以把任何有源50ΩTekVPI探頭連接到RF輸入上。測試實例個實例是關(guān)于利用MDO4000驗證RFID讀卡器工作情況，如圖4所示。經(jīng)過分析，我們發(fā)現(xiàn)，RFID標準測試項目多，包括時域參數(shù)，包括頻域參數(shù)，包括調(diào)制域參數(shù)，要求各域參數(shù)時間相關(guān)等等。對RFID測試儀器的要求則有需要優(yōu)異的觸發(fā)機制捕獲間歇微功率信號、跳頻信號等，需要具備基本的時域、頻域分析能力，需要具有調(diào)制域分析能力測試RFID解調(diào)信號波形，需要跨域分析能力調(diào)測嵌入式RF系統(tǒng)，需要邏輯分析能力解決競爭沖突等。RFID一致性測試主要包括了載波測試，雜散，ACPR，時域功率和包絡(luò)，解調(diào)和解碼測試。圖5中RFID波形圖中標注了測試的位置和項目，灰色部分代表了載波測量項目，綠色代表了功率開關(guān)時間參數(shù)，藍色代表了包絡(luò)和解調(diào)部分。對于900MHz以下RFID信號，MDO4000示波器功能直接測試時域指標，MDO4000頻譜儀功能直接測試頻域指標，MDO4000AvT或FvT功能直接讀出簡單ASK或FSK代碼。MDO4000可轉(zhuǎn)存為TIQ文件后利用RSAVu進行臺分析RFID全部指標。第二個實例是鎖相環(huán)建立。當時域和頻域信號同時顯示時，頻譜總是通過觸發(fā)捕獲得到的，在時間上與整個時域波形相關(guān)，如圖6所示，橘黃色的橫條指明了頻譜來自于什么時刻，橘黃色橫條被稱作頻譜分析時間，請注意在全部波形簡略圖上也有相應標記，時域波形的時間稱作模擬時間，是通過水平刻度旋鈕來調(diào)節(jié)。頻譜分析時間=窗口參數(shù)/分辨率帶寬RBW。在本例中，設(shè)定頻譜分析時間=2.23/300000=7.4s。頻譜分析時間可以使用WaveInspectorPan（波形導航平移工具）控制，沿模擬時間移動，用戶可以在采集后觀測整個過程的頻域變化。頻譜分析時間沿模擬時間移動時，頻譜顯示的并不是時域波形的頻譜圖，而是對應于時域波形的某一時刻（頻域分析時間對應的時刻）連接到RF端的射頻信號的頻譜。當頻譜分析時間移動時，我們可以看到整個RF信號頻譜變化的過程。由于放大