消除射頻嵌入式系統(tǒng)中的噪聲和雜散信號2

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7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做模擬負載。

MDO4000系列的自動標(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。注意基波頻率和二次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)電源的開關(guān)頻率為508 KHz左右，確認與RF頻譜中的基波頻率一致。

圖 8. 使用升壓轉(zhuǎn)換器的電源和電路板噪聲。

在電源驅(qū)動RF電路板時，噪聲功率的時域畫面和頻域畫面變化。圖 8 顯示了相同的電源噪聲及額外的信號。注意二次諧波下降，但有許多其它低電平噪聲。部分噪聲可能會給接收機的運行帶來很大干擾，需要認真評估。數(shù)字電路板可能會產(chǎn)生噪聲，如圖9所示?？梢允褂靡恢粏味颂筋^，查找噪聲來源、幅度和頻率。MDO4000系列可以以優(yōu)異的捕獲帶寬，在一個采集中覆蓋多個頻率。

圖 9. 在使用升壓轉(zhuǎn)換器時來自數(shù)字電路板的寬頻譜噪聲。

更高 RF 頻率上額外的寬頻譜噪聲圖 9 顯示了 220 MHz 范圍內(nèi)明顯的噪聲。自動標(biāo)記顯示868 MHz 發(fā)送信號及不想要的信號的最高電電平。我們使用手動標(biāo)記測量最高電平噪聲的頻率范圍。手動標(biāo)記中顯示的測量數(shù)據(jù)還包括關(guān)心的信號的噪聲密度。了解這類噪聲功率可能會非常重要，因為視接收機結(jié)構(gòu)，接收機靈敏度可能受到各種頻率上的噪聲影響。

圖 10. 基波信號周圍的信道外頻譜。

射頻電路產(chǎn)生的噪聲

在嵌入式系統(tǒng)中增加射頻電路時還有一個潛在問題，即射頻模塊生成噪聲，會干擾系統(tǒng)的其它部分，或不能滿足無線電管理法規(guī)的規(guī)定。MDO4000系列提供的測量，如占用帶寬和總發(fā)送功率，還有助于評估是否滿足法規(guī)要求。

圖10顯示了想要的信號的頻譜以及相鄰頻率中的雜散信號傳輸。它顯示了基波頻率任一側(cè) 500 kHz 左右的部分雜散信號，但它們比基波頻率低約 40 dB，整體上是可以接受的。這個圖還顯示測得的信號功率為1.4 dBm，占用帶寬為 94.5 kHz，落在可以接受的 100 kHz 典型帶寬范圍內(nèi)。

圖 11. 二次諧波上的頻譜。

圖11顯示了用與圖10基波信號相同方法測量二次諧波。注意二次諧波上的功率電平較基礎(chǔ)諧波略微下降了不到 40 dB，占用帶寬是基波信號諧波頻譜帶寬的兩倍。

圖 12. 三次諧波上的頻譜。

圖12顯示了三次諧波，其通常是射頻系統(tǒng)中最麻煩的部分。但是，在這個頻率上，信號的噪聲功率相對于載波非常低(~ -60dBc)。

圖 13. 六次諧波的頻譜。標(biāo)記峰值顯示信號低于 -80 dBm。

MDO4000系列可以在這一頻段中進行直到六次諧波的測量。在這一頻率中，這一射頻信號幾乎沒有明顯輻射，低于 -80 dBm (注意兩個標(biāo)記上的值)。

小結(jié)

在嵌入式系統(tǒng)中包括無線通信技術(shù)時，要考察許多關(guān)鍵問題，包括電源開關(guān)噪聲的影響、正確設(shè)置射頻集成電路的工作參數(shù)、保證發(fā)射輸出滿足相應(yīng)的無線電法規(guī)。泰克 MDO4000 混合域示波器系列可以診斷和測試電源和其它噪聲影響。它能夠確認正確設(shè)置發(fā)送到無線電的數(shù)據(jù)命令，并能夠檢查來自發(fā)射機和其它電路的雜散輻射。