使用混合域示波器查找無線嵌入式系統(tǒng)中的噪聲來源

　　可以在采集數(shù)據(jù)中移動頻譜時間(Spectrum Time)，考察RF頻譜怎樣隨時間變化。在圖3中，我們放置頻譜時間，顯示數(shù)據(jù)包前置碼多個符號期間發(fā)送的信號的頻譜。頻譜時間是支持頻譜畫面希望的解析帶寬(RBW)要求的時間數(shù)量。它等于窗口整形因數(shù)除以RBW。默認(rèn)的Kaiser Window的整形因數(shù)為2.23，在本例中，頻譜時間為2.23/220 Hz，約為10 ms。

　　FSK調(diào)制一次只有一個RF信號頻率，我們對頻譜使用較長的采集時間，以測量占用帶寬和總功率。

　　為簡便地看到無線電中的數(shù)據(jù)包傳輸，我們在時域視圖中增加了RF隨時間變化曲線。標(biāo)有“A”的橙色曲線顯示了瞬時RF幅離隨時間變化。標(biāo)有“f ”的橙色曲線顯示了相對于畫面中心頻率的瞬時RF頻率隨時間變化。綠色曲線(通道4)顯示了到模塊的電流?？梢钥吹?，電流從數(shù)據(jù)包之間接近0上升到傳輸期間大約40 mA。黃色曲線(通道1)顯示了模塊電源電壓上的AC紋波。注意在傳輸期間只有很小的電壓暫降。

　　上圖是在使用干凈的實驗室電源供電的模塊中獲得的，這在實際環(huán)境中很難實現(xiàn)，但可以作用實用參考。圖4顯示了相同的RF信號，但使用升壓型開關(guān)電源為無線電模塊供電。升壓穩(wěn)壓器因產(chǎn)生噪聲而臭名昭著，但它允許使用一個或兩個堿性或鎳鎘單元及相對較少的器件，降低了成本。注意被調(diào)制信號底部的噪聲提高。在發(fā)送的信號附近，噪聲至少要比干凈的電源高5 dB。噪聲已經(jīng)容易地顯現(xiàn)在電流波形和電壓波形中。額外的噪聲還會令從發(fā)射機收集這些數(shù)據(jù)所使用的接收機上的信號信噪比劣化，降低無線電系統(tǒng)的有效范圍。

　　圖4. 開關(guān)電源的頻譜和電源測量結(jié)果。

　　可以使用商用EMI電流探頭測量來自電源的噪聲，電流探頭用來觀察來自圖5中開關(guān)裝置的噪聲。在本例中，開關(guān)裝置由電阻器和小型電容器提供載荷。MDO中的自動標(biāo)記功能用來顯示電源發(fā)出的最明顯的七個信號的頻率和幅度。MDO4000系列可以提供最多11個自動標(biāo)記，用絕對值顯示結(jié)果，或作為相對值顯示參考最大信號的結(jié)果。最高值一直表示為紅色參考(Red Reference)標(biāo)記。注意基礎(chǔ)頻率和二階諧波的電平大體相同，約為30 dBuA。屏幕的上半部分顯示了MCP1640 IC開關(guān)晶體管上的波形。我們使用測量功能顯示開關(guān)頻率，確認(rèn)RF標(biāo)記測量。

　　圖5. 到等效載荷的電源開關(guān)噪聲。