原创当RF遇到模拟信号和数字信号-嵌入式系统新状况

 2012-10-30 11:26  1038 13 13 分类: 测试测量

我经常听人们谈论新的“无线世界”，大量的无线设备已经改变了我们的日常生活。无线玩具、无线灯开关、家庭安全系统、家庭娱乐、RFID标签、指尖的无线数据等等，这些只是我们日益使用、日益依赖的无线设备和无线应用的一部分。在查找某些数据来量化这一趋势时，我看到了几份报告，其中包括许多难以置信的数字。2012年，分析师预计WLAN设备出货量将达到10亿；2014年预计出货量将达到20亿。对WSNs (无线传感器网络)，2009年芯片组出货量为1020万；2015年，预计这一数字将达到6.45亿，每年复合增长速度高达99.6%。对无所不在的RFID标签，预计2012年标签出货量接近39.8亿。可能这也正是每个人都在谈论无线技术的原因吧，这些数字佐证了我们看到的趋势。但这与信号完整性有什么关系呢？

正如数字数据和串行数据进入嵌入式设计一样，我们现在在同一个嵌入式设计中有了无线(或RF)功能，在多个域中产生了一系列全新的信号完整性问题。对设计人员来说，这意味着在测试设计时除查看模拟信号和数字信号外，他们现在还必须查看RF信号以及这些信号之间的相互影响。模拟功能和数字功能在传统上是使用示波器具在时域中查看的，而RF功能则是使用频谱分析仪在频域中查看和测试的。

过去，跨越两个域，全面了解和测试设计RF路径上模拟信号和数字信号的关系和影响，或反之，是极具挑战性的。在时域和频域中进行测量时，设计人员不能对信号实现时间相关，以便了解信号之间的关系。例如，测量控制信号与无线电传输开始之间的时间，测量发射的无线信号的上升时间，或测量无线数据流中多个符号之间的时间。时间相关对了解完整的系统操作及了解原因和结果至关重要。

混合域示波器，如泰克公司去年推出的MDO4000，可以全面实现上述目标：捕获模拟数据、数字数据和RF数据，并在同一个屏幕上以时间相关的方式显示这些数据。MDO是第一个、也是迄今唯一在同一台仪器中提供模拟输入通道和数字输入通道，并拥有自己的RF输入的频谱分析仪的示波器。时域和频域中的所有数据都在同一个屏幕上显示，并一直时间相关。

下面的屏幕截图显示了我证实的实例。VCO/PLL启动：在时域中，模拟通道1 (黄色)显示VCO Enable信号，SPI Bus命令(紫色)告诉VCO调到哪个频率，通道2 (蓝色)显示实际PLL电压。在频域中(屏幕下半部分)，你可以看到示波器的实际频率输出。

最酷的是，除了在一个屏幕上显示两个域外，时域窗口底部有一个小的橙色条，称为频谱时间。频谱时间是数据在时间上的位置，用来生成频谱画面。换句话说，频谱时间是显示频域的域时点。在四个屏幕截图中可以看到，在VCO/PLL调谐到目标频率时，RF信号的实际频谱会随时间变化。通过在模拟画面中卷动频谱时间，可以看到RF频谱怎样随时间变化—其一直与时域数据完全实现时间相关。在PLL电压提高和稳定时，RF输出也调谐到目标频率并稳定。这种把多个域中的原因和结果关联起来的功能，标志着测试设备的根本性变革，为调试设计问题打开了新的道路。

在过去一年中，我们看到MDO4000引起了广泛关注，同时看到MDO4000可以帮助设计人员解决许多设计挑战。如果你有横跨时域和频域的问题或用例，请给我递纸条或发表评论。我们同时关注时间和频率。