使用MDO4000验证及调试射频模块功能.docx

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1、使用MD04000验证及调试射频模块功能 信号干扰问题一直困扰着工程师，其已经成为电路设计工程师不可避免的问 题。串扰是指有害信号从一个网络转移到另一个网络，它是信号完整性问题中 一个重要问题，在数字设计中普遍存在，有可能出现在芯片、PCB板、连接 器、电源和连接器电缆等器件上。如果串扰超过一定的限度就会降低系统的噪 声容限，增加系统错误的机会，严重的导致无法正常工作。因此查找信号干扰 成为解决系统问题的第一道门槛，泰克MDO混合域示波器可以很好的解决这个 问题。算机联锁、列车运行自动控制、编组站自动化、通信、光学、雷电及干 扰防护和城市轨道交通7个专业事业部。拥有防雷、光学和无线通信三个全路

2、 中心试验室、十多个专业试验室和环行铁道通信信号系统综合试验基地，主要 从事雷电干扰防护和城市轨道交通安全的研究。客户研发方向为智能家居产品，使用无线传输数据，其中RF模块外购。要验证 射频模块的功能和指标,以及联合调试在实际工作中的问题。射频模块于系统 之间采用SPI总线连接，使用物联网的自动组网模式传输数据。客户要解决一系列的问题，比如测试信号发射功率、SPI总线解码以及射频信 号和数字信号的联合调试、接收灵敏度、查找干扰源等。这次主要解决使用单 片机连接RF模块传输距离满足要求，换上FPGA却发现传输距离变短的问题。问题描述用单片机连接RF射频模块，之间的数据连接采用SPI总线连接，单片

3、机的时钟 频率为十几兆赫兹一切很正常，和预计的无线传输距离接近。之后想实现复杂 的功能把单片机方案换成了 FPGA方案却发现传输距离明显变短了。使用MDO的 解码功能确定了基带信号的传输和接收都没有问题。图1： SPI总线波形超调超过34%图中的数字信号虽然超调比较大（34%）但是波形完整，解码信息正确。所以数 字信号得过冲并没有影响系统的发射距离。故障查找及修改方案FPGA的运行频率为400MHz,这和射频的发射频率433MHz接近。是否是因为 FPGA的主频干扰了射频的发射呢？但是之后的测试并未发现433MHz的关键干 扰信号存在，那是否是因为电源容量太小引起的呢？我们进行了进一步的测 量

4、。因为单片机使用锂电池供电，FPGA使用板上电源供电。MDO混合域示波器 测试结果显示了差别所在。图2：板上供电FPGA驱动的射频信号图3：电池供电的单片机驱动的射频信号从图中可见在板上供电FPGA驱动的射频信号输出的频率周围出现的不该出现的 寄生干扰（图2）,而电池供电的单片机驱动的射频信号却很干净（图3）。而 输出功率都在T5dBm左右，相差不大！从新设计电源部分，把连接线换成屏蔽线并单端接地，问题得以解决。结论MDO混合域示波器融合了时域、频域、逻辑域和调制域的调试功能，完美的解 决了工程师基带和射频联合调试的问题！本次测试结果显示在射频信号中存在干扰。图2显示了 FPGA驱动的射频信号的 的波形，图3显示了使用单片机驱动的射频信号的波形。两者的信号强度一致 但是接收距离有明显的差异，干扰导致了噪声容限的降低影响接收灵敏度，电 源对系统的干扰确确实实的存在。