利用MDO調(diào)試無線嵌入式設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)應(yīng)用

精品文檔-下載后可編輯利用MDO調(diào)試無線嵌入式設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)應(yīng)用據(jù)IHSiSuppli公司近提交的一份預(yù)測，2022年采用嵌入式無線局域網(wǎng)（WLAN）技術(shù)的電子產(chǎn)品出貨量將首次超過10億臺(tái)，并且隨著無線連接成為標(biāo)準(zhǔn)配置功能，到2022年出貨量將增加到20億臺(tái)以上。

低成本是無線連接普及的助推劑。大約2.5美元的價(jià)格使得工程師可以輕松將現(xiàn)成的無線模塊加入他們的設(shè)計(jì)。泰克公司的調(diào)查表明，現(xiàn)在幾乎40%的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)都包含了無線連接功能。

雖然消費(fèi)需求強(qiáng)勁，元器件成本也很低，但設(shè)計(jì)和驗(yàn)證帶無線功能的嵌入式系統(tǒng)的性能卻極具挑戰(zhàn)性。今天的設(shè)計(jì)工程師在檢查他們的無線設(shè)計(jì)時(shí)必須分析模擬、數(shù)字和射頻信號(hào)。為了進(jìn)行這些測量，他們一般要使用示波器來查看時(shí)域波形，并使用頻譜分析儀來查看頻域信號(hào)。

這兩種儀器在各自的域中都能很好地發(fā)揮特長，但它們卻不能很好地聯(lián)動(dòng)。因此，設(shè)計(jì)人員很難分析時(shí)域控制信號(hào)和頻域輸出信號(hào)之間的交互情況。設(shè)計(jì)人員迫切需要能夠用一臺(tái)儀器來捕捉時(shí)間相關(guān)的模擬、數(shù)字和射頻信號(hào)，以便查看射頻頻譜隨時(shí)間的變化情況。

混合域示波器

混合域示波器（MDO）可以同時(shí)顯示時(shí)域和頻域信息?？梢栽贛DO上查看任意時(shí)間點(diǎn)的射頻頻譜，從而了解射頻頻譜隨時(shí)間或設(shè)備狀態(tài)的變化情況。事實(shí)上，泰克的MD04000首次允許設(shè)計(jì)人員捕獲時(shí)間相關(guān)的模擬、數(shù)字和射頻信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備完整的系統(tǒng)性瀏覽（圖1）。

MDO可以用作獨(dú)立的示波器，也可以用作全功能的頻譜分析儀。當(dāng)射頻通道和任何模擬或數(shù)字通道同時(shí)工作時(shí)，示波器的顯示屏被分成兩個(gè)視窗。顯示屏的上半部分是傳統(tǒng)示波器的時(shí)域視窗，下半部分是射頻輸入的頻域視窗。

頻域視窗并不僅僅是儀器的模擬或者數(shù)字通道的快速傅里葉變換（FFT），還包含從射頻輸入端捕獲的頻譜。在頻域視窗中顯示的頻譜采集自時(shí)域視窗中短橙條所指示的時(shí)段（被稱為頻譜時(shí)間）（圖2）。頻譜時(shí)間可以在捕獲窗口中移動(dòng)，以便示波器在運(yùn)行或停止捕獲時(shí)查看射頻頻譜隨時(shí)間的變化情況。

觸發(fā)機(jī)制

為了研究現(xiàn)代射頻設(shè)備的時(shí)間變化特性，MDO提供了完整集成射頻、模擬和數(shù)字通道的觸發(fā)式捕獲系統(tǒng)。這意味著單次觸發(fā)事件可以同步協(xié)調(diào)所有通道上的捕獲，從而捕獲到在感興趣的時(shí)域事件發(fā)生時(shí)的時(shí)間點(diǎn)上的頻譜。

時(shí)域觸發(fā)方式包括邊沿、序列、脈寬、定時(shí)、矮脈沖、邏輯、建立/保持違反、上升/下降時(shí)間、視頻以及各種并行和串行總線數(shù)據(jù)包觸發(fā)方式。此外，MDO還可以用射頻輸入端的功率電平觸發(fā)。例如，MDO可以由射頻發(fā)射器開啟所觸發(fā)。

射頻觸發(fā)機(jī)制支持將射頻輸入功率電平用作序列、脈寬、定時(shí)、矮脈沖和邏輯觸發(fā)器類型的觸發(fā)源。例如，MDO可以經(jīng)設(shè)置而被特定長度的射頻脈沖所觸發(fā)，或使用射頻通道作為邏輯觸發(fā)器的輸入而實(shí)現(xiàn)示波器的觸發(fā)。

為了描述時(shí)間相關(guān)的模擬、數(shù)字和射頻顯示的好處，可以采用一個(gè)帶鎖相環(huán)（PLL）控制功能的壓控振蕩器（VCO）。圖3顯示了這個(gè)測試的設(shè)置，其中，示波器的通道1用于探測VCO使能線，通道2連接PLL電壓信號(hào)，串行外設(shè)接口（SPI）控制總線用數(shù)字輸入端進(jìn)行監(jiān)視和解碼，VCO輸出直接連接MDO射頻輸入端。

首先，SPI總線發(fā)送一條將頻率設(shè)置為2.4GHz的命令到VCO.根據(jù)接收到的命令，PLL輸出電壓開始像預(yù)期那樣增加。隨著電壓的增加，VCO頻率也成比例地提高。經(jīng)過一段時(shí)延后，PLL輸出頻率調(diào)整到期望值。

在MDO4000顯示器上可以移動(dòng)頻譜時(shí)間條，以查看在啟動(dòng)序列中任意時(shí)間點(diǎn)的輸出頻率和特性。這樣，一臺(tái)儀器可以同時(shí)顯示串行總線命令、模擬輸出和PLL啟動(dòng)時(shí)間的測量結(jié)果（圖4、圖5和圖6）。

時(shí)間相關(guān)的模擬、數(shù)字與射頻信號(hào)能夠真正簡化調(diào)試過程的另外一種情況也許是當(dāng)我們需要表征數(shù)字無線伺服系統(tǒng)的性能時(shí)。其目標(biāo)是測量從接收到控制信號(hào)到射頻信號(hào)達(dá)到新狀態(tài)的時(shí)延。

需要設(shè)置中心頻率以匹配發(fā)射器的載頻。為了查看射頻幅度如何隨時(shí)間變化，可以在時(shí)域視窗中增加射頻幅度與時(shí)間的關(guān)系曲線（圖7）。MDO射頻脈寬觸發(fā)器可以用來捕獲命令，并同時(shí)顯示兩個(gè)信號(hào)。然后，利用光標(biāo)就可以簡單地測出射頻信號(hào)和相應(yīng)控制信號(hào)之間的時(shí)間差。

關(guān)聯(lián)測量

使用MDO可以非常方便地將頻域中的事件與時(shí)域信號(hào)關(guān)聯(lián)起來。不管是在集成Blu