晒一晒射频信号调试方法，欢迎交流～

只看该作者 · 2012-11-7 10:31

信号干扰问题已经成为电路设计中几乎不可避免的问题。本人是做智能家居产品设计的，使用无线传输数据，信号干扰（尤其是串扰）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**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。

我们的RF模块是外购的，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。研发过程中，需要处理一系列的问题，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。常常用到频谱仪（3GHz频谱仪）和示波器。在最近系统调试中发现，之前用单片机连接RF模块的系统时，传输距离能完全满足要求，但换上FPGA却发现传输距离变短。

由于我们准备新购频谱仪，顺便借助了国内仪器代理商的调试经验帮我们解决了这个问题，其中泰克代理商（沈阳贝海瀛科技）利用他们的混合信号分析仪（他们有时也称之为混合域示波器，貌似混合信号分析仪更适合——示波器功能只是其中五大功能之一，而且同时进行时域和频域测试的方法与传统示波器有很大差异）在解决这个问题上很迅速，分享一下整个调试的过程，供大家学习，不知道大家遇到同样的问题会怎样解决？欢迎交流！

只看该作者 · 2012-11-8 10:33

本帖最后由 20icic 于 2012-11-9 14:30 编辑

持续更新 :lol
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。

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。

只看该作者 · 2012-11-9 14:31

这个过程中，泰克的混合域分析仪的解调功能发挥了比较大的作用，射频信号经过IQ解调后，可以观测其幅度、相位、频率随时间的变化曲线，根据ASK信号特点，打开幅度随时间变化曲线，可看到解调后被测信号的幅度随时间变化的曲线，在这个解调曲线上测量RF信号的质量，各种时间参数更加准确。解调功能确定了基带信号的传输和接收都没有问题。因此，还需要向其他部分寻找问题的答案。

只看该作者 · 2012-11-9 14:31

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？利用MDO4000的频谱仪功能分析，测试并未发现433MHZ的关键干扰信号存在。

只看该作者 · 2012-11-12 15:44

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。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。

只看该作者 · 2012-11-12 15:47

本帖最后由 20icic 于 2012-11-12 15:49 编辑

板上供电FPGA驱动的射频信号

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，而电池供电的单片机驱动的射频信号却很干净。而输出功率都在-15dBm左右，相差不大！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。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。

只看该作者 · 2012-11-12 15:50

这个过程很多筒子都会遇到，不知道大家一般怎么解决，抛砖引玉希望大家能探讨探讨。过去我们会联合频谱仪和混合信号示波器进行调试，这里用到MDO混合域示波器的时域、频域、逻辑域和调制域的调试功能，一台就解决了基带和射频联合调试的问题！

只看该作者 · 2012-11-15 11:18

技术帖，学习了。楼主辛苦！

只看该作者 · 2012-11-16 14:16

神器！j价格很贵吧？与普通示波器有什么区别？

只看该作者 · 2012-11-19 12:03

入门级的9w+ ，MDO是跨时域、频域联合调试的一款分析仪，其实就是基于他们的MSO4000系列混合信号示波器架构开发的，不过将基础频谱仪（最高6GHz带宽）等五大功能融合（4通道数字荧光示波器；16通道逻辑分析仪；多种总线协议分析仪；频谱分析仪；调制域分析仪）

只看该作者 · 2012-11-21 11:48

强大！要是MSO4000能直接升级到MDO4000 就好了:lol我们去年上半年才买了1款泰克的混合信号示波器（低配款，MSO4014）和安捷伦的N9320B频谱仪，总价几乎可以买2台MDO（入门款不到9W多）。

只看该作者 · 2012-11-21 21:25

学习了

只看该作者 · 2012-11-23 12:25

11# award 呵呵，虽然基于MSO4000的架构，但硬件设计上会有很大的变化，比如16通道逻辑分析仪功能、频谱分析仪分析功能都必须强大的硬件支撑。（PS：矢量信号分析是通过软件完成，而且可以脱机运行，因此用示波器或频谱仪对信号进行采集，然后用矢量信号分析软件进行分析，Tek、Agilent都是额外提供软件模块，这块的费用差别很大，Tek的报价是1W RMB，Agilent）。