Проверка приемопередатчика с помощью сымитированного РЧ сигнала с частотой 2,4 ГГц
В последнее время всё больше и больше внимания инженеры уделяют непосредственно проектированию приемопередающих систем. Благодаря этому, возрастает количество как беспроводного оборудования, так и простого оборудования для передачи данных. В связи с постоянным ростом количества подобных систем, многие новички среди инженеров в сфере радиочастотного оборудования не знакомы с подобными методами проверки и оптимизации проектов приемопередающих систем.
Данная статья познакомит вас с новым оборудованием, предназначенным для выполнения вышеперечисленных задач, а также расскажет о самых важных этапах проверки оборудования перед его непосредственным выпуском на рынок.
Методика проверки интегрированного РЧ-устройства
Что касается данного эксперимента, мы будем следовать основной процедуре:
- Захват РЧ-сигнала
- Повторное генерирование данных для передачи
- Генерирование модулирующего сигнала
- Имитация полной РЧ-среды
Анализатор спектра – это базовый инструмент для захвата РЧ-сигналов. Для проверки исходных сигналов можно использовать множество инструментов, но для тестирования РЧ-сигналов хорошим началом будет использование именно анализатора спектра. Для выполнения этой задачи мы воспользуемся моделью Rigol DSA832 (Рис.1).
![Анализатор спектра Rigol DSA832](https://f00.psgsm.net/content/10972/DSA832.jpg)
Затем мы будем использовать генератор сигналов Rigol DSG830 для создания имитированного РЧ-сигнала, который будет создавать помехи для приемопередающей системы, а также осциллограф и универсальный генератор сигналов – для дублирования данных сигнала и проверки характеристик. Нашим «подопытным» устройством, в качестве примера для данного эксперимента, будет выступать обычная игрушка с радиочастотным управлением, работающим на частоте 2,4 ГГц. В начале проверки основные рабочие характеристики этого устройства нам неизвестны.
![Генератор сигналов Rigol DSG830](https://f00.psgsm.net/content/10972/DSG830.jpg)
Захват РЧ-сигналов
Используя анализатор спектра DSA832 с обычной антенной, мы с легкостью можем захватывать импульсные РЧ-сигналы, как это показано на Рис.3.
![Импульсный сигнал с частотой 2,4 ГГц](https://f00.psgsm.net/content/10972/article3.png)
На этом рисунке можно увидеть, что в лаборатории, где проводится этот эксперимент, достаточно много оборудования, работающего в данном частотном диапазоне, но также можно обнаружить узкие спектральные линии, связанные с работой нашего беспроводного тестируемого устройства. Также можно отметить, что волны несущей частоты передатчика переключаются между различными каналами, чтобы гарантировать стабильное соединение в этих узких участках. Пробуем установить среднюю частоту 2,42 ГГц на анализаторе спектра в качестве пикового значения. Затем открываем режим нулевой ширины (zero-span), где нам доступны характеристики сигнала во временном разрезе. После захвата сигнала мы можем обнаружить, что перед нами импульсный сигнал длительностью 350 мкс (как показано на Рис.4).
![Импульсный сигнал длительностью 350 мкс](https://f00.psgsm.net/content/10972/article4.png)
Следующий шаг очень важен, так как в нем кроется объяснение тому, как РЧ-сигнал изменяется с течением времени, и как происходит его модуляция. Передаваемые данные кодируются при помощи изменений сигнала. Обычного наблюдения за частотными характеристиками сигнала недостаточно, чтобы понимать, какие сообщения были переданы. Чтобы узнать больше о передаваемых данных, нужно установить ширину полосы частот приемника на максимальное значение, например 1 МГц. Подобная настройка позволяет наблюдать за передачей данных, в которых ранее не было заметно никаких изменений. Этот метод считается одним из лучших для выборки данных, а также для дублирования и имитации РЧ-сигналов.
Как показано на рисунке ниже, мы сужаем временной интервал и тем самым улучшаем отображение наблюдаемого сигнала. Рис.5 демонстрирует начало импульсного сигнала с 90 мкс.
![Начало импульсного сигнала с 90 мкс](https://f00.psgsm.net/content/10972/article5.png)
На этом рисунке более детально показаны данные о сигнале. Один высокоуровневый сигнал и другие альтернативные сигналы – это сигналы, используемые для синхронизации с приемопередающим устройством и захвата данных. Дальнейшая оценка этих сигналов демонстрирует, что они являются высокоповторяющимися и запускают различные команды управления. На Рис.6 изображено, как изменяются данные в зависимости от команд управления.
![Изменение данных в зависимости от команд управления](https://f00.psgsm.net/content/10972/article6.png)
На этом рисунке видна секция сигнала длительностью 20 мс, где наблюдаются изменения из-за различных команд управления. Поэтому данный сигнал нуждается в проверке.