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、gaoxiaoyanfahechuangxindefangxiang。suiranzhenduizhexiejishu，bandaotichangshangtigonglegezhongzhuanyongxinpian，shenzhishijichengduhengaodejiejuefangan，danzaishejiyigeshijidewulianwangshebeishi，gongchengshirengranmianlinzhehenduotiaozhan。qizhongyigezuizhongyaodeyinsushiruheceliangxitongzhongshijianxiangguandeshiyuhepinyuxinhao。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
、dianyuandegongkuangshenzhishixitongyanchishijiandedaxiao，douhuijuedingzhenggexitongdegongzuozhuangtai。chuantongdeshiboqihuopinpufenxiyishiwufawanchengzhezhongshijianxiangguandeshiyuhepinyuxinhaozonghetiaoshigongzuode。

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you40dB，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
另(ling)一(yi)個(ge)需(xu)要(yao)嚴(yan)格(ge)保(bao)證(zheng)的(de)時(shi)間(jian)是(shi)從(cong)讀(du)寫(xie)器(qi)發(fa)出(chu)讀(du)卡(ka)信(xin)號(hao)後(hou)到(dao)標(biao)簽(qian)返(fan)回(hui)信(xin)號(hao)的(de)時(shi)間(jian)。過(guo)長(chang)或(huo)過(guo)短(duan)的(de)時(shi)間(jian)都(dou)會(hui)被(bei)認(ren)作(zuo)讀(du)寫(xie)失(shi)敗(bai)。使(shi)用(yong)傳(chuan)統(tong)儀(yi)器(qi)測(ce)量(liang)這(zhe)些(xie)信(xin)號(hao)的(de)難(nan)度(du)很(hen)大(da)。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、RF發fa射she和he接jie收shou模mo塊kuai以yi及ji電dian源yuan和he控kong製zhi總zong線xian的de複fu雜za的de射she頻pin嵌qian入ru式shi係xi統tong。基ji帶dai控kong製zhi信xin號hao和he係xi統tong內nei部bu寄ji存cun器qi的de狀zhuang態tai直zhi接jie影ying響xiang係xi統tong的de工gong作zuo狀zhuang態tai。以yi我wo們men測ce試shi的de讀du寫xie器qi為wei例li

，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
、shuzixinhaohezongxianxinhao，yushepinxinhaozaishijianshangguanlianqilai，womenjikeyitongguozhexiexinhaoshixuguanxi，yanzhengxitongshijigongzuodeguocheng，yekeyitongguoduizongxianxinhao
、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