Перевірка приймально-передавального пристрою з використанням зімітованого РЧ сигналу з частотою 2,4 ГГц
Останнім часом інженери приділяють все більше уваги безпосередньо проектуванню систем приймачів-передавачів. Завдяки цьому, зростає кількість як бездротового обладнання, так і простого обладнання для передачі даних. У зв’язку з постійним ростом кількості таких систем, багато інженерів-новачків у галузі радіочастотного обладнання не знайомі з подібними методами перевірки та оптимізації проектів систем приймачів-передавачів.
Ця стаття ознайомить вас із новим обладнанням, призначеним для виконання вищезгаданих завдань, а також розповість про найважливіші етапи перевірки, яку проходить обладнання, перш ніж його безпосередньо випускають на ринок.
Методика перевірки інтегрованого РЧ-пристрою
Під час даного експерименту ми дотримуватимемося основної процедури:
- Захоплення РЧ-сигналу
- Повторне генерування даних для передачі
- Генерування модулюючого сигналу
- Імітація повного РЧ-середовища
Аналізатор спектру – це базовий інструмент для захоплення РЧ-сигналів. Для перевірки вихідних сигналів можна використовувати безліч інструментів, але для тестування РЧ-сигналів добре було б почати з використання власне аналізатора спектру. Для виконання цього завдання ми скористуємося моделлю Rigol DSA832 (Мал.1).
Мал.1. Аналізатор спектру Rigol DSA832
Далі ми використовуватимемо генератор сигналів Rigol DSG830 для формування імітованого РЧ-сигналу, що створюватиме перешкоди для приймально-передавальної системи, а також осцилограф та універсальний генератор сигналів ̶ для дублювання даних сигналу і перевірки характеристик. «Піддослідним» пристроєм для нашого експерименту буде звичайна іграшка з радіочастотним управлінням, що працює на частоті 2,4 ГГц. На початок перевірки основні робочі характеристики цього пристрою нам невідомі.
Мал.2. Генератор сигналів Rigol DSG830
Захоплення РЧ-сигналів
Використовуючи аналізатор спектру DSA832 із звичайною антеною, ми легко можемо захоплювати імпульсні РЧ-сигнали, як це показано на Мал.3.
Мал.3. Імпульсний сигнал з частотою 2,4 ГГц
На цьому малюнку можна побачити, що в лабораторії, де проводиться даний експеримент, достатньо обладнання, яке працює в цьому частотному діапазоні, але можна також виявити вузькі спектральні лінії, що пов’язані з роботою нашого бездротового приладу, який тестують. Також можна відзначити, що хвилі несучої частоти передавача переключаються між різними каналами, для того щоб забезпечити стабільне з’єднання в цих вузьких ділянках. Пробуємо встановити середню частоту 2,42 ГГц як пікове значення для аналізатора спектру. Далі відкриваємо режим нульової ширини (zero-span), де ми маємо доступ до характеристик сигналу в часовому розрізі. Після захоплення сигналу можна виявити, що ми маємо справу з імпульсним сигналом тривалістю 350 мкс (як показано на Мал.4).
Мал.4. Імпульсний сигнал тривалістю 350 мкс
Наступний крок є дуже важливим, тому що він пояснює, як РЧ-сигнал міняється з плином часу, і як відбувається його модуляція. Дані, що передаються, кодуються за допомогою змін сигналу. Недостатньо просто спостерігати за частотними характеристиками сигналу, щоб розуміти, які повідомлення передавалися. Щоб дізнатися більше про дані, що передаються, необхідно встановити ширину полоси частот приймача на максимальне значення, наприклад 1 МГц. Таке налаштування дозволяє спостерігати за передачею даних, що раніше не демонстрували жодних змін. Цей метод вважається одним з найкращих для проведення вибірки даних, а також для дублювання та імітування РЧ-сигналів.
Як показано на малюнку нижче, ми звужуємо часовий інтервал і таким чином покращуємо відображення сигналу, за яким ми спостерігаємо. Мал.5 демонструє початок імпульсного сигналу з 90 мкс.
Мал.5. Початок імпульсного сигналу з 90 мкс
На цьому малюнку детальніше показані дані про сигнал. Один високорівневий сигнал та інші альтернативні сигнали – це сигнали, що використовуються для синхронізації з приймально-передавальним приладом та для захоплення даних. Подальша оцінка цих сигналів демонструє, що вони характеризуються високою повторюваністю та запускають різні команди управління. На Мал.6 зображено, як дані змінюються залежно від команд управління.
Мал.6. Зміна даних залежно від команд управління
На цьому малюнку показано секцію сигналу тривалістю 20 мс, де спостерігаються зміни через різні команди управління. З цієї причини даний сигнал потребує перевірки.
