泰克示波器在無線遠傳中的應用

一、關于無線遠傳系統

目前的抄表方式主要有以下四種：人工抄表、IC 卡抄表、有線遠程抄表、無線遠程抄表。無線遠程抄表主要將最新的短距離無線通信技術應用于氣表，采用射頻模塊實現數據集中，結合現有的以太網實現抄表。無線遠傳氣表及抄表系統，用于計量管道中的氣體流量，同時具有遠程抄控功能。無線遠傳氣表及抄表系統免去傳統的人工抄表，使抄表更方便，管理更科學。抄表系統主要由數據管理系統、抄表管理系統、收費管理系統、集中器、采集器、無線遠傳氣表組成，如圖1 所示。在整個系統中，氣表與采集器、采集器與集中器之間是通過無線通訊實現的，無線通訊模塊的性能是抄表成敗的關鍵，它的發射功率、接收靈敏度、所占的頻道、接口電路、抗干擾能力等，對通信性能和最終的選用至關重要。

目標無線遠傳氣表系統概述無線遠傳氣表的核心部件是以Nordic 芯片( 或者Ti 的DSP 芯片) 為核心的數據采集、傳輸、發射接收、控制系統。這個系統主要由兩部分組成，單片機MCU 控制模塊和無線傳輸模塊。其中，單片機控制模塊主要是控制數據采集、傳輸及射頻調制解調方式、加密等功能；無線傳輸模塊以GFSK( 高斯頻移鍵控調制) 的調制方式，采用半雙工模式收發數據。該類控制電路廣泛應用于工業控制及無線數據采集應用中。GFSK 調制是把輸入數據經高斯低通濾波器預調制濾波后，再進行FSK 調制的數字調制方式。它在保持恒定幅度的同時, 能夠通過改變高斯低通濾波器的3dB 帶寬對已調信號的頻譜進行控制，具有恒幅包絡、功率譜集中、頻譜較窄等無線通信系統所希望的特性。在研發和調試中，主要監測無線傳輸模塊的射頻輸出，測量其頻點、占用帶寬、發射接收功率、調制解調特性、抗干擾能力等。通過這些參數調整單片機控制指令，實現系統功能。

二、基于MDO4000 的測試方法

我們使用泰克MDO4000 混合域示波器，同時觀測被測信號的時域波形和頻譜情況。連接方法：被測信號板為調試用板，預留射頻輸出SMA接口，可直接經過轉換頭和電纜接入MDO4000 的射頻N 型輸入接口。通過一個三通裝置，將信號引入模擬通道一輸入端。頻譜測試 DO4000 的頻譜分析儀功能的設置為CF=430MHz，SPAN=20MHz，RBW=20KHz， 測得信號頻率是430.1MHz，信號功率是4.32dBm，被測系統工作在發射數據狀態，信號是通過SMA 直入的，又經過三通引導模擬輸入端，所以有一定衰減，信號功率值只做參考。被測信號是FSK 調制方式，信號應在兩個頻點變化，所以我們采用解調模式進一步分析信號。

三、解調模式

泰克示波器不僅有示波器功能、頻譜分析儀功能，還有解調功能，射頻信號經過IQ 解調后，可以觀測其幅度、相位、頻率隨時間的變化曲線，根據FSK 信號特點，我們打開頻率隨時間變化曲線，可以清晰的看到信號的頻率在兩個頻點之間跳變，用光標測得，跳變時間是20us，FSK 頻偏是126kHz。與用戶配置的射頻調制特性一致。

四、案例總結

在該應用中，涉及到時域——模擬控制信號、串行總線信號，頻域——射頻輸出信號、射頻信號解調，采用傳統的單一示波器和頻譜分析儀是很難調試的。最終的測試結果FSK 的跳變時間、FSK 的頻偏，這兩個參數按照傳統的測試方法需要高端示波器( 被測信號的5 倍左右帶寬) 和矢量網絡分析儀共同完成。基本上不能通過一臺儀器得到結果。所以泰克新推出的MDO4000 混合域示波器是，帶有射頻輸出模塊的控制系統調試的最佳工具。

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