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泰克MDO4000混合域示波器应用案例分析（1）无线远
传系统测试
关于无线远传系统目前的抄表方式主要有以下四种：人工抄表、IC卡抄表、有线远程抄表、无线远程抄表。
无线远程抄表主要将最新的短距离无线通信技术应用于气表，采用射频模块实现数据集中，结合现有的以太网实现抄表。
无线远传气表及抄表系统，用于计量管道中的气体流量，同时具有远程抄控功能。
无线远传气表及抄表系统免去传统的人工抄表，使抄表更方便，管理更科学。
抄表系统主要由数据管理系统、抄表管理系统、收费管理系统、集中器、采集器、无线远传气表组成，如
目标无线远传气表系统概述所
无线远传气表的核心部件是以Nordic芯片（或者Ti的DSP芯片）为核心的数据采集、传输、发射接收、控制系统。
这个系统主要由两部分组成，单片机MCU控制模块和无线传输模块。
其中，单片机控制模块主要是控制数据
采集、传输及射频调制解调方式、加密等功能；无线传输模块以GFSK（高斯频移键控调制）的调制方式，采用半双工模式收发数据。
该类控制电路广泛应用于工业控制及无线数据采集应用中。
GFSK调制是把输入数据经高斯低通滤波器预调制滤波后，再进行FSK 调制的数字调制方式。
它在保持恒定幅度的同时，能够通过改变高斯低通滤波器的3dB带宽对已调信号的频谱进行控制，具有恒幅包络、功率谱集中、频谱较窄等无线通信系统所希望的特性
在研发和调试中，主要监测无线传输模块的射频输出，测量其频点、占用带宽、发射接收功率、调制解调特性、抗干扰能力等。
通过这些参数调整单。
泰克混合域示波器MDO4000：突破时域和频域间障碍佚名
【期刊名称】《通讯世界》
【年(卷),期】2011(000)009
【摘要】泰克公司日前宣布,推出全球首款混合域示波器(MDO),在一台仪器中同时提供了示波器和频谱分析仪功能.新的MDO4000混合域示波器系列有助于工程师捕获时间相关的模拟、数字和射频信号,获得完整的系统级观测,帮助他们快速解决复杂的设计问题.超过60％的示波器用户还使用频谱分析仪来解决拥有无线功能嵌入式系统的设计问题,这要求他们同时在时域和频域下工作.通常情况下,一位工程师要么是混合信号/数字信号工程师,要么是射频(RF)信号工程师.但随着无线技术的应用日益普遍,设计工程师必须同时处理这两个领域.MDO4000混合域示波器系列是全球首款结合了频谱分析仪功能的示波器,它提供了独特的工具集,可帮助工程师节省数天甚至数星期的调试时间.
【总页数】1页(P61)
【正文语种】中文
【相关文献】
1.泰克推出全球首欺混合域示波器MDO4000 [J],
2.突破传统应势而生——泰克推出具有革命意义的混合域示波器系列 [J], 胥京宇
3.泰克混合域示波器实现创新突破 [J], 王颖
4.泰克MDO4000混合域示波器荣获2012年度优秀产品奖 [J],
5.泰克举办MDO4000混合域示波器巡展 [J],
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利用混合域分析仪进行跨域分析泰克科技公司(Tektronix)最新推出的MDO4000系列混合域分析仪(图1)，是一款具有创新意义的分析仪，至今已经获得国内外十多个最佳创新奖项。
原因为MDO4000的“五机合一”特色，即：四通道500MHz/1GHz带宽数字荧光示波器，16通道逻辑分析仪，多种总线协议分析仪，3GHz/6GHz频谱分析仪，以及大于等于1GHz带宽的调制域分析仪。
这五种功能工作在同一时钟、同一触发机制下，使得MDO4000具有创新的时域、频域和调制域时间相关的跨域分析功能。
图1：MDO4000系列混合域分析仪。
跨域分析简介随着嵌入式技术、软件无线电技术及数字射频技术的发展，在设计、开发和调试这些系统的射频驱动电路时，仅仅从频域或时域进行测试，已经无法满足它们对高效率、高可靠性的需求。
这需要一种测试工具，可以将射频信号当作示波器的一个通道看待，在时域上将基带信号、控制信号、总线信号、频谱及射频信号的调制域特性有机地结合在一起。
这就是时域、频域、调制域时间相关的跨域分析。
目前，泰克MDO4000系列混合域分析仪是仅有的可以进行跨域分析的分析仪。
图2(a)是典型的MDO4000系列混合域分析仪进行时间相关的跨域分析示意图。
图中上半部分为时域波形，下半部分为频域频谱。
这张图显示了2.4GHz载波被基带数据进行ASK 调制的过程。
图中，黄色为基带信号，蓝色为位参考信号。
位参考信号两个宽脉冲间共有七个位间隔，用以分隔8个串行二进制数，因此，黄色的基带数据在位参考信号的分隔下呈现为数据0~7。
那么哪里体现了时域、频域的时间相关特性？在图2(a)、2(b)上半部分中，红色圆圈框住的橙色条表示频谱在时间轴上的时刻，也就是说，图2(a)、2(b)显示的频谱在时间轴上是上半部分橙色框时刻的频谱。
通过移动橙色框在时间轴上的位置，下半部分的频谱就会有相应变化。
另一方面，在图2(a)中，上半部分时域显示还有一条橙色波形，该波形几乎与黄色基带信号一模一样，实际上该波形为2.4GHz载波信号的幅度随时间的变化，即射频信号的调制域波形。
泰克MDO4000混合域示波器应用案例分析（2）RFID
读卡器测试
关于射频识别射频识别即RFID（Radio Frequency IDentification）技术，又称电子标签、无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识
别特定目标并读写相关数据。
RFID 的基本组成部分：标签（Tag）：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；
阅读器（Reader）：读取（有时还可以写入）标签信息的设备；天线（Antenna）：在标签和读取器间传递射频信号。
民用RFID 技术主要用于学校、企事业单位、银行、医院、铁路轨道交
通等，常用频段在13.56MHz、900MHz、2.4GHz，根据标签的类型可分为有源和无源两种，对应的读卡器在电路设计上也有所不同。
针对智能卡终端的研发、生产、集成，我们主要测试读卡器和标签之间
的无线通信信号。
本应用中信号的特点是：ASK 调制、载波频率900MHz，输
出的信号受读卡器发出和接收信号的调制方式、编码信息的控制。
基于MDO4000 的测试方法
这种应用的客户主要关心如下关键指标：射频信号的载波频率，输出功率，占用带宽，信道功率，ASK 调制信号的调制质量（参数如下
我们使用泰克公司的MDO4000 混合域示波器，同时观测被测信号的时
域波形和频谱情况，如连接方法空间信号受测试距离和接收天线的限制，测试信号功率会有一定误差，但信号形状、主要参数不会改变，我们通过一个射
频采集天线，将读卡器的信号引入MDO4000 的射频输入端口，再通过一个BNC 三通装置接入模拟通道，观测被测信号的时域波形。
频谱测试MDO4000 的频谱分析仪功能的设置为：。
MDO4000混合域示波器结构解密（上）
MDO4000混合域示波器是近20年来示波器市场最大的技术突破与创新，它拥有相当独特的结构，泰克科技公司在发明与设计MDO4000混合域示波器其间，共申请了二十多项专利，显明它与一般传统的频谱分析仪或示波器的结构有异。
不少人误以为MDO4000混合域示波器只是将一台频谱分析仪与一台混合信号示波器集成在一起，使它拥有多域分析的功能。
事实上它的创新远远超出这个范围，使它不单拥有多域分析，更是跨域、混合域分析、让工程师可以同时检测任何时间点上模拟、数字、总线与射频信号之间的交互作用，是当今的最佳系统级调试工具，它也将要大大改变你测试的方法。
要知道
MDO4000混合域示波器怎样有异于频谱分析仪加示波器，或怎样有异于示波器的FFT运算，我们首先从它的结构上阐述它的技术基础。
频谱分析基础
如图1所示，可以在时域或频域中观察信号的不同特性：
在时域中，传统上示波器被用作为观测幅度随时间变化的仪器。
在频域中，传统上频谱分析仪被用作为观测幅度随频率变化的仪器。
我们可以看出，在这两种情况下，信号是相同的。
时域信号是大量离散的正弦波的复合体，每个正弦波都有自己的幅度和相对相位。
频谱分析仪中显示的频谱只是简单地把信号分解成构成的频率成分。
传统扫频分析仪
图2是传统扫频分析仪简化的结构方框图：
扫频超外差频谱分析仪是几十年前第一次使得工程师能够进行频域测量的传统结构。
频谱分析仪最初是使用纯模拟器件构建的，之后与所应对的应用一起不断演变。
当前一代频谱分析仪包括各种数字元器件，如ADC、DSP和微处。
泰克MDO4000混合域示波器应用案例分析四信号干扰问题一直困扰着工程师，其已经成为电路设计工程师不可避免的问题。
串扰是指有害信号从一个网络转移到另一个网络，它是信号完整性问题中一个重要问题，在数字设计中普遍存在，有可能出现在芯片、PCB 板、连接器、电源和连接器电缆等器件上。
如果串扰超过一定的限度就会降低系统的噪声容限，增加系统错误的机会，严重的导致无法正常工作。
因此查找信号干扰成为解决系统问题的第一道门槛，泰克MDO 混合域示波器可以很好的解决这个问题。
客户研发方向为智能家居产品，使用无线传输数据，其中RF 模块外购。
要验证射频模块的功能和指标，以及联合调试在实际工作中的问题。
射频模块于系统之间采用SPI 总线连接，使用物联网的自动组网模式传输数据。
客户要解决一系列的问题，比如测试信号发射功率、SPI 总线解码以及射频信号和数字信号的联合调试、接收灵敏度、查找干扰源等。
这次主要解决使用单片机连接RF 模块传输距离满足要求，换上FPGA 却发现传输距离变短的问题。
问题描述用单片机连接RF 射频模块，之间的数据连接采用SPI 总线连接，单片机的时钟频率为十几兆赫兹一切很正常，和预计的无线传输距离接近。
之后想实现复杂的功能把单片机方案换成了FPGA 方案却发现传输距离明显变短了。
使用MDO 的解码功能确定了基带信号的传输和接收都没有问题。
2012-7-30 11:41:05 上传下载附件(49.11 KB)图1：SPI 总线波形超调超过34%图中的数字信号虽然超调比较大（34%）但是波形完整，解码信息正确。
所以数字信号得过冲并没有影响系统的发射距离。
故障查找及修改方案FPGA 的运行频率为400MHz，这和射频的发射频率433MHZ 接近。
是否是因为FPGA 的主频干扰了射频的发射呢？但是之后的测试并未发现433MHZ 的关键干扰信号存在，那是否是因为电源容量太小引起的呢？我们进行了进一步的测量。
MDO 混合域示波器在物联网中的
MDO 混合域示波器的创新设计理念
泰克MDO4000 系列混合域示波器独特的创新理念，为调试跨域的时频相关的系统提供了独一无二的工具。
MDO4000 在一台全功能的混合信号示波器的基础上，增加了一台3GHz 或6GHz 的频谱分析仪，可以完成普通频谱分析仪的各种频域测量功能。
完全独立的示波器时域采集系统和频谱分析仪频域采集系统，既可以独立工作，也可以通过触发协同工作。
通过移动频谱时间，用户可以在示波器采集到的时间窗口内，观测在射频通道采集到的任何一点的RF 信号的频谱情况。
MDO 还提供了RF 信号的幅度、频率和相位相对于时间变化的调制域分析功能。
这些独有的功能帮助用户测量RF 信号的各种调制信息。
使用频谱分析仪的工程师经常面临的一个问题是如何准确地触发并捕获到关心的RF 信号。
由于传统的频谱分析仪触发功能很有限，用户很难做到一点。
MDO4000 不但可以通过RF 信号的各种特征进行触发，还可以使用示波器的触发系统，通过基带或控制信号完成RF 信号的触发采集，这种功能极大地降低了调制物联网设备的难度。
MDO4000 混合域示波器主要指标：。
MDO4000 混合域示波器全球首台内置频谱分析仪的示波器推出全球首台也是仅有的混合域示波器。
有史以来的第一次，您可以捕获时间相关的模拟、数字和射频信号，为您的设备提供完整的系统视图。
时域和频域同时了然于目。
随时查看任何位置的 RF 频谱，观察它随时间或设备状态的变化情况。
示波器的集成程度宛如您的设计，让您快速有效地解决最复杂的设计问题。
改变您的测试方式。
只有泰克提供。
详细请到报价及详细资料苗先生1 3 5 5 1 0 7 5 8 1 1型号属于 MDO4000 混合域示波器系列：型号模拟带宽采样率记录长度模拟通道数字通道RF 通道RF 频率范围报价MDO4014-3 100 MHz 2.5 GS/s 20 M 点 4 16 1 50 kHz - 3 GHz $ 14,200 MDO4034-3 350 MHz 2.5 GS/s 20 M 点 4 16 1 50 kHz - 3 GHz $ 19,500型号模拟带宽采样率记录长度模拟通道数字通道RF 通道RF 频率范围报价MDO4054-3 500 MHz 2.5 GS/s 20 M 点 4 16 1 50 kHz - 3 GHz $ 24,100 MDO4054-6 500 MHz 2.5 GS/s 20 M 点 4 16 1 50 kHz - 6 GHz $ 28,200 MDO4104-3 1 GHz 5 GS/s 20 M 点 4 16 1 50 kHz - 3 GHz $ 29,400 MDO4104-6 1 GHz 5 GS/s 20 M 点 4 16 1 50 kHz - 6 GHz $ 34,100 特性和优点关键性能指标∙ 4 条模拟通道o 1 GHz、500 MHz、350 MHz 和100 MHz 带宽型号∙16 条数字通道o MagniVu™ 高速采集提供60.6 ps 的精细定时分辨率∙ 1 条射频通道o50 kHz 至3 GHz 或50 kHz 至6 GHz 频率范围型号o超宽捕获带宽≥1 GHz∙标配无源电压探头，3.9 pF 容性负载，500 MHz 或1 GHz 模拟带宽主要功能∙混合域分析o在一台仪器中以时间相关方式采集模拟信号、数字信号和射频信号o Wave Inspector®控件可以从时域和频域中简便地浏览时间相关数据o从射频输入中导出幅度、频率和相位随时间变化波形o选配择频谱时间来查找和分析射频频谱随时间的变化情况，即使在停止的采集上也可进行∙频谱分析o专用前面板控件，用于经常执行的任务o自动峰值标记用于识别频谱峰值的频率和幅度o手动标记可进行非峰值测量o轨迹类型包括：正常、平均、最大保持和最小保持o检测类型包括：+峰值、-峰值、平均值和样点o三维频谱图显示可方便观察和深入了解缓慢变化的射频现象o自动测量包括：通道功率、邻道功率比(ACPR) 和占用带宽(OBW)o触发射频功率电平o触发频谱分析或自由运行频谱分析∙选配的串行触发和分析- I2C、SPI、USB、以太网、CAN、LIN、FlexRay、RS-232/422/485/UART、MIL-STD-1553 和I2S/LJ/RJ/TDM 的串行协议触发、解码及搜索∙10.4 吋(264 mm) 高亮度XGA 彩色显示器∙体型小，重量轻- 仅5.8 英寸（147 毫米）厚，重11 磅（5 公斤）连接能力∙前面板和后面板各有两个USB 2.0 主控端口，可快速方便实现数据存储、打印及连接USB 键盘∙后面板上有USB 2.0 设备端口用于连接PC 或直接打印到PictBridge®兼容打印机∙集成10/100/1000BASE-T 以太网端口实现网络连接，视频输出端口用于将示波器显示输出到监视器或投影仪选配应用支持∙高级射频触发∙电源分析∙极限和模板测试∙HDTV 和定制视频分析赢得十余项工业大奖混合域示波器简介介绍世界上首台且唯一内含频谱分析仪的示波器。
有史以来的第一次，您可以捕获时间相关的模拟、数字和射频信号，在系统层面全面了解被测器件的特点。
时域和频域同时了然于目。
可以观察任何时点上的射频频谱，看到频谱怎样随时间或随器件状态变化。
示波器的集成程度宛如您的设计，让您快速有效地解决最复杂的设计问题。
MDO4000 与行业标配MSO4000B 采用相同的设计平台。
您现在可以使用一台仪器同时查看时域和频域信号，而不必寻找和再学习频谱分析仪。
但是，MDO4000 系列的功能还不止像频谱分析仪那样观察频域。
它真正的优势是将频域中的事件与导致这些事件的时域现象关联起来。
当射频通道和任何模拟或数字通道同时打开时，示波器画面会分成两个视图。
画面上半部分是时域的传统示波器显示，下半部分是射频输入的频域视图。
注意，频域显示并不单是仪器中模拟通道或数字通道的FFT，而是从射频输入采集的频谱。
另一个主要差别是，对于传统示波器FFT，通常可以获得所需的FFT 显示视图，或者感兴趣的其他时域信号的所需视图，但不能二者同时兼得。
这是因为传统示波器只有一个采集系统，使用一套用户设置（如记录长度、取样速率及每格时间等）来驱动所有数据视图。
但在MDO4000 系列中，射频输入有自己的采集系统，它是独立的，但与模拟和数字通道采集系统在时间上相关。
这样可以每个域实现最优配置，为所有感兴趣的模拟、数字和射频信号提供完整的时间相关系统视图。
频域视图内显示的频谱取自时域视图内橙色短条所指示的时间周期，也称为频谱时间。
在MDO4000 系列中，可以在采集数据中移动频谱分析时间，考察射频频谱怎样随时间变化。
在仪器实时运行或在停止采集时，都可以进行这一操作。
MDO4000 系列画面上半部分显示了模拟通道和数字通道的时域视图，下半部分显示了射频通道的频域视图。
橙色短条（即频谱时间）显示用于计算射频频谱的时间周期。
图1 至4 显示一个简单的日常应用：VCO/PLL 调谐。
这个应用说明了MDO4000 系列提供的时域和频域之间的强大联系。
由于宽捕获带宽及能够在整个采集中移动频谱分析时间，这种单次捕获包括的频谱内容相当于传统频谱分析仪大约1,500 种唯一测试设置和采集得到的频谱内容。
您有史以来第一次能够异常简便地把两个域中的事件关联起来，观察两个域之间的交互，或测量两个域之间的时延，进而迅速了解电路的运行情况。
图1 - 显示PLL 开启的时域和频域视图。
通道1（黄色）正在探测启用VCO 的控制信号。
通道2（青色）正在探测VCO 调节电压。
使用所需频率对PLL 进行编程的SPI 总线通过三个数字通道进行探测并自动解码。
注意频谱时间位于VCO 被启用以后，并且与SPI 总线上将所需频率通知PLL 的命令时间一致。
图 2 - 频谱时间向右大约移动60 μs。
这时，频谱显示PLL 正处于调节至正确频率(2.400 GHz) 的过程中。
其已经补偿到2.3168 GHz。
图3 - 频谱时间向右再移动120 μs。
这时，频谱显示PLL 实际上已经过冲超过正确频率，达到2.4164 GHz。
图4 - 在VCO 被启用后大约340 μs 的位置，PLL 最终稳定在正确的 2.400 GHz 频率上。
形象显示射频信号中的变化时域视图中的橙色波形是从射频输入信号导出的频率随时间变化曲线。
注意频谱时间位于从最高频率到最低频率的跳变过程中，因此能量分布到大量的频率中。
通过频率随时间变化曲线，可以简便地看到不同的跳频，简化了检定被测器件在不同频率之间怎样切换的过程。
MDO4000 系列画面上的时域格线支持从射频输入的I 和Q 数据导出的三条射频时域曲线，包括：∙幅度- 射频输入的瞬时幅度随时间变化∙频率- 射频输入的瞬时频率相对于中心频率随时间变化∙相位- 射频输入的瞬时相位相对于中心频率随时间变化可以独立打开和关闭每条曲线，可以同时显示这三条曲线。
射频时域曲线可以简便地了解随时间变化的射频信号中正在发生的情况。
射频、模拟和数字通道的高级触发为了处理现代射频应用随时间变化的特点，MDO4000 系列提供了一个与射频通道、模拟通道和数字通道全面集成的触发采集系统。
这就是说，一个触发事件协调所有通道中的采集，可以在关心的时域事件发生的具体时点上捕获频谱。
它提供了一套完善的时域触发功能，包括边沿触发、顺序触发、脉宽触发、超时触发、欠幅脉冲触发、逻辑触发、建立时间/ 保持时间违规触发、上升时间/ 下降时间触发、视频触发及各种并行和串行总线数据包触发。
此外，可以触发射频输入上的功率电平。
例如，在射频发射机开通时可以触发采集。
选配MDO4TRIG 应用模块提供了高级射频触发。
通过这个模块，可以使用射频输入功率电平作为顺序触发、脉宽触发、超时触发、欠幅脉冲触发和逻辑触发的触发源。
例如，可以在具有特定长度的射频脉冲上触发，或者使用射频通道作为逻辑触发的输入，让示波器仅在射频打开且其他信号处于活跃状态时触发。
快速准确的频谱分析MDO4000 频域画面。
通过专用的前面板菜单和小键盘可快速调节主要频谱参数。
当单独使用射频输入时，MDO4000 系列画面变成全屏的频域视图。
主要频谱参数，如中心频率、跨度、参考电平和分辨率带宽，都可以使用前面板专用菜单和小键盘迅速简便地进行调节。
智能、高效的标记自动峰值标记一目了然地识别关键信息。
如本图所示，满足门限和突出标配的 5 个最高幅度峰值被自动标出。
在传统的频谱分析仪中，为了标识所有感兴趣的峰值而打开和放置足够的标记可能会非常费事。
MDO4000 系列自动在峰值上放置标记，并且指示每个峰值的频率和幅度，让这个过程非常高效。
用户可以调节用来确定什么是峰值的标配。
最高幅度峰值称为参考标记，显示为红色。
标记读数可以在绝对值和增量读数之间切换。
选择增量时，标记读数显示每个峰值相对于参考标记的增量频率和增量幅度。
同时还提供两个手动标记，用于测量频谱的非峰值部分。
启用后，参考标记即附加在其中一个手动标记上，允许在频谱中的任何位置进行增量测量。
除了频率和幅度以外，手动标记读数包括噪声密度和相噪读数，具体取决于选择的是绝对值还是增量读数。
“至中心的参考标记”功能可立即将参考标记所指示的频率移动到中心频率。
频谱图频谱图画面显示出缓慢移动的射频现象。
此处所示的是正在监视具有多个峰值的信号。
在峰值的频率和幅度随时间变化时，在频谱图画面中可以简便地看到变化。
MDO4000 系列包含一个频谱图画面，非常有利于监视缓慢变化的射频现象。
X 轴代表频率，就像典型的频谱画面一样。
但是，Y 轴代表时间，色彩用来指示幅度。
通过取出每个频谱并“将其沿着其边沿向上翻转”，使其行高为一个像素，然后按照该频率处的幅度为每个像素指定颜色，生成频谱图段。
冷色（蓝绿）代表低幅度，暖色（黄红）代表高幅度。
