中心議題：

• 如何測量係統中時間相關的時域和頻域信號

解決方案：

• MDO4000 可解決調試跨域的時頻相關的係統測試工具

物聯網行業的發展趨勢與設計挑戰

隨著現代傳感器技術和無線通信技術的發展，物聯網已經開始進入人們的日常生活。以RFID
、ZigBee技術和NFC近場通信等技術為代表的物聯網應用，正在成為眾多企業
、高gao校xiao研yan發fa和he創chuang新xin的de方fang向xiang。雖sui然ran針zhen對dui這zhe些xie技ji術shu，半ban導dao體ti廠chang商shang提ti供gong了le各ge種zhong專zhuan用yong芯xin片pian，甚shen至zhi是shi集ji成cheng度du很hen高gao的de解jie決jue方fang案an，但dan在zai設she計ji一yi個ge實shi際ji的de物wu聯lian網wang設she備bei時shi，工gong程cheng師shi仍reng然ran麵mian臨lin著zhe很hen多duo挑tiao戰zhan。其qi中zhong一yi個ge最zui重zhong要yao的de因yin素su是shi如ru何he測ce量liang係xi統tong中zhong時shi間jian相xiang關guan的de時shi域yu和he頻pin域yu信xin號hao。RFID和ZigBee技術中應用到的RF信號雖然不是十分複雜，但信號的質量
、功率和時序關係決定著係統能否正常工作。而這些RF參數本身不僅和射頻發射/接收電路有關，還受到基帶電路和控製電路的影響。內部寄存器的讀寫、電dian源yuan的de工gong況kuang甚shen至zhi是shi係xi統tong延yan遲chi時shi間jian的de大da小xiao，都dou會hui決jue定ding整zheng個ge係xi統tong的de工gong作zuo狀zhuang態tai。傳chuan統tong的de示shi波bo器qi或huo頻pin譜pu分fen析xi儀yi是shi無wu法fa完wan成cheng這zhe種zhong時shi間jian相xiang關guan的de時shi域yu和he頻pin域yu信xin號hao綜zong合he調tiao試shi工gong作zuo的de。

MDO混合域示波器的創新設計理念

泰克MDO4000係列混合域示波器獨特的創新理念

，為調試跨域的時頻相關的係統提供了獨一無二的工具。MDO4000在一台全功能的混合信號示波器的基礎上

，增加了一台3GHz或6GHzdepinpufenxiyi，keyiwanchengputongpinpufenxiyidegezhongpinyucelianggongneng。wanquandulideshiboqishiyucaijixitonghepinpufenxiyipinyucaijixitong，jikeyiduligongzuo，yekeyitongguochufaxietonggongzuo。tongguoyidongpinpushijian
，yonghukeyizaishiboqicaijidaodeshijianchuangkounei
，guancezaishepintongdaocaijidaoderenheyidiandeRF信號的頻譜情況。MDO還提供了RF信號的幅度、頻率和相位相對於時間變化的調製域分析功能。這些獨有的功能幫助用戶測量RF信號的各種調製信息。使用頻譜分析儀的工程師經常麵臨的一個問題是如何準確地觸發並捕獲到關心的RF信號。由於傳統的頻譜分析儀觸發功能很有限，用戶很難做到一點。MDO4000不但可以通過RF信號的各種特征進行觸發，還可以使用示波器的觸發係統
，通過基帶或控製信號完成RF信號的觸發采集

，這種功能極大地降低了調製物聯網設備的難度。

在調試RFID係(xi)統(tong)時(shi)
，工(gong)程(cheng)師(shi)麵(mian)臨(lin)的(de)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)的(de)困(kun)難(nan)是(shi)如(ru)何(he)測(ce)量(liang)標(biao)簽(qian)的(de)返(fan)回(hui)信(xin)號(hao)。由(you)於(yu)標(biao)簽(qian)返(fan)回(hui)信(xin)號(hao)的(de)幅(fu)度(du)很(hen)小(xiao)，使(shi)用(yong)普(pu)通(tong)的(de)示(shi)波(bo)器(qi)往(wang)往(wang)難(nan)以(yi)捕(bu)獲(huo)這(zhe)一(yi)信(xin)號(hao)，更(geng)不(bu)要(yao)說(shuo)對(dui)其(qi)幅(fu)度(du)和(he)頻(pin)率(lv)做(zuo)進(jin)一(yi)步(bu)分(fen)析(xi)了(le)。主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)是(shi)普(pu)通(tong)示(shi)波(bo)器(qi)的(de)動(dong)態(tai)範(fan)圍(wei)隻(zhi)有(you)40dB
，無法捕獲微弱的標簽信號。MDO4000具有60dB的動態範圍，以及低至-152dB/Hz 的底噪，能夠很好地勝任同時捕獲讀寫器信號和標簽信號的任務。其獨特的AvsT射頻信號幅度的時域波形功能，甚至可以顯示標簽信號幅度變化過程。

下麵我們以一個13.56MHz的RFID讀寫器係統為例，介紹MDO4000的跨域調試應用。

在RIFD係統研發中MDO混合域示波器的應用

測試13.56MHzRFID讀寫器的RF信號質量參數
13.56MHz高頻RFID係統是目前國內應用最為廣泛，技術較為成熟的射頻識別係統。相關的國際標準對射頻發射頻率

、信道帶寬、發射功率等參數都有明確的要求，特別是RF信號的幅度（功率）隨時間變化的情況，標準有著嚴格的規定。以讀寫設備為例，讀寫設備發出的載波信號的幅度變化時間
，必須符合ISO18000-3標準對於t1-t4的時間限製。
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通過使用MDO4000獨特的觸發功能，用戶可以輕鬆穩定捕獲RFID的時域和頻域信號。如圖所示，由於載波信號幅度在變化，使用傳統手段很難測量出RF信號從90%下降到5%的T1的時間長度。我們可以打開AvsT調製曲線，它代表了RF信號的幅度相對於時間變化的軌跡。通過自動測量或手動光標測量

，我們可以輕鬆得到T1的準確時間。同理可以完成其他時間參數的測試。
  測試PCD到PICC的讀寫時間
lingyigexuyaoyangebaozhengdeshijianshicongduxieqifachudukaxinhaohoudaobiaoqianfanhuixinhaodeshijian。guochanghuoguoduandeshijiandouhuibeirenzuoduxieshibai。shiyongchuantongyiqiceliangzhexiexinhaodenanduhenda。MDO4000可以將RF信號的AvsT的軌跡完整展示的屏幕中
，用戶隻需用光標定位到相應位置，即可得到這一延遲時間。
  使用ASK調製方式的RFID係統是通過副載波傳輸數據信息的。在上圖的頻譜部分，我們可以清楚地看到射頻信號的載波是13.56MHz，副載波信號為±800KHz左右。符合相關規定的要求。如果需要測量射頻信號的射頻參數


，如信道功率、鄰道功率比或占用帶寬等，通過選擇MDO4000的自動測量功能，可以在屏幕中直接顯示這些測量結果。[page]

如果設計人員希望了解RFID係統傳輸的數據情況
，MDO4000同樣可以提供強有力的支持。MDO4000可以提供RF信號的IQ數據。將這些數據導入泰克的RSAVu軟件後，可以完成RFID數據的解碼

、射頻指標計算等工作。如下圖所示，使用RSAVu軟件讀取MDO4000提供的.TIQ數據，軟件可以計算得出RF信號的幅度時域波形
，計算得出EVM、調製深度
、調製係數
、頻率偏差、碼速率等參數。並可以將這些RF信號代表的數據解碼顯示出來。簡化了設計人員的調試難度。
  MDO的係統級調試和分析功能
RFID讀寫器是一個包含了基帶微控製器、RFfashehejieshoumokuaiyijidianyuanhekongzhizongxiandefuzadeshepinqianrushixitong。jidaikongzhixinhaohexitongneibujicunqidezhuangtaizhijieyingxiangxitongdegongzuozhuangtai。yiwomenceshideduxieqiweili，NXP CLRC632讀寫控製芯片包含了 壓控振蕩器、鎖相電路
、編碼、解碼
、混頻和發射/接收功能，芯片的工作受到單片機芯片STC 90c58RD+的控製。

測試係統控製信號與TX和RX信號的時序關係
NXP CLPC632射頻芯片的相關管腳可以測量得到射頻發射的控製信號
，如上圖所示的CH2藍色波形
，我們可以將這些控製信號與RF信號的時域波形，以及RF信號的AvsT波形同時測量，這樣我們就可以簡便地觀察到各種控製指令對射頻發射的影響。 [page]
單片機芯片與讀寫控製芯片之間通過SPI總線通信。讀寫控製芯片的實際工作功能，通過更改內部寄存器的數值加以管理。如：地址14的寄存器為codercontrol寄存器，控製編碼時鍾和模式。當該寄存器的第三位至第五位的值為000時，則編碼速率為848KB，當數值為011時
，則為一個典型的ISO1443A編碼標準
，碼速率為106KB
，數值為100時為ISO1443 TYPE B的編碼速率。這調試實戰中
，如果我們發現頻譜副載波信號的頻率與我們設計的傳輸碼速率不一致時，我們可以通過捕獲相應地址的SPI總線數據
，查看相應的寄存器的數值，確定出現此類問題的原因。Codercontrol寄存器的0-2位wei，控kong製zhi的de是shi傳chuan輸shu數shu據ju的de編bian碼ma形xing式shi。如ru果guo在zai設she計ji調tiao試shi中zhong發fa現xian有you數shu據ju通tong信xin不bu能neng建jian立li的de問wen題ti，可ke以yi檢jian查zha這zhe三san位wei的de數shu值zhi，核he查zha實shi際ji的de編bian碼ma形xing式shi是shi否fou正zheng確que。“000”代表ISO14443-B的NRZ非歸零編碼
，“001”表示ISO14443A的Miller編碼，而“110”和“111”則表示ISO15693標準對應的編碼形式。

總結
MDO4000混合信號示波器獨有的時間相關的跨越分析功能，為以RFID為代表的物聯網設備的研製和調試提供了有力的工具。使用MDO4000不但能夠輕鬆測量信號的模擬波形、頻譜狀況和各種頻域參數
，更可以通過AvsT、FvsT和ΦvsT這些調製域軌跡
，簡便地驗證產品是否符合國際和行業標準的規定。更重要的是，由於將模擬信號、數shu字zi信xin號hao和he總zong線xian信xin號hao，與yu射she頻pin信xin號hao在zai時shi間jian上shang關guan聯lian起qi來lai
，我wo們men既ji可ke以yi通tong過guo這zhe些xie信xin號hao時shi序xu關guan係xi，驗yan證zheng係xi統tong實shi際ji工gong作zuo的de過guo程cheng，也ye可ke以yi通tong過guo對dui總zong線xian信xin號hao、寄存器數據的分析，查找除產生故障的原因。目前MDO4000是市場中唯一一種能夠提供此類功能的測試儀器。我們希望MDO4000能夠加速物聯網產品的設計，為整個產業的發展貢獻力量。

MDO4000混合域示波器主要指標：
典型配置：
MDO4054-3 混合信號示波器（如果設計2.4G RFID係統，建議選擇MDO4104-6）
DPO4EMBD總線分析模塊（I2C+SPI總線）
MDO4TRG高級射頻觸發模塊
專用標簽天線工裝
泰克近場探頭套件（型號：119414600
，100KHz-1GHz）
BNC電纜
BNC三通適配器