在把射頻芯片或模塊集成到典型的嵌入式系統(tǒng)中時，設計人員必須面臨的一項常見任務是追蹤和消除噪聲和雜散信號。潛在的噪聲來源包括：開關電源、來自系統(tǒng)其它部分的數(shù)字噪聲、以及外部噪聲來源。在考慮噪聲時，還應考慮射頻電路產(chǎn)生的任何可能的干擾，這是避免干擾其它無線電設備及滿足法規(guī)要求的一項重要考慮因素。在本應用指南中，我們將介紹使用 MDO4000 系列混合域示波器系列查找噪聲來源的技術和技巧。

圖 1泰克 MDO4000 系列混合域示波器和 Microchip 射頻測試電路板模塊。

把射頻通信功能集成到嵌入式系統(tǒng)中

在嵌入式系統(tǒng)中增加射頻功能時，在集成中一般會遇到許多問題。

對電池供電系統(tǒng)，一般使用開關穩(wěn)壓器，以最低的成本實現(xiàn)最高的實用效率。電源尺寸也經(jīng)常是一個問題。這要求使用高開關頻率，使輸出濾波的規(guī)格和要求達到最小。這些電源在輸出電壓上通常有紋波，這些波紋可能會出現(xiàn)在RF發(fā)射機輸出上，特別是在搞工作負荷下或在電池電量不足時。為避免這種情況，可能需要額外的電源濾波，以避免射頻輸出信號受到影響，盡管這會導致增加成本或尺寸。

無線電芯片或模塊的硬件電路和軟件配置可能會影響發(fā)送的信號質(zhì)量。如果設置和過濾不當，射頻輸出信號可能會給其它無線電系統(tǒng)帶來干擾，或不能滿足相應的法規(guī)標準。某些無線電系統(tǒng)需要信道濾波器、RF表面聲波和其它成本相對較高的濾波器，以滿足信道外和帶外輻射的法規(guī)要求。

圖2. 被測器件(Microchip Technologies MRF89XA 868 MHz無線電)與MDO4000系列混合域示波器之間的測試連接。

應用實例：帶有開關電源、支持無線功能的嵌入式系統(tǒng)

在下面的討論中，被測器件將使用一塊靈活的射頻通信集成電路，其已經(jīng)集成到射頻測試模塊中，即MicrochipTechnologies MRF89XM8A。這個模塊采用 MRF89XA集成電路及濾波和天線匹配。為進行演示，這個模塊安裝在Microchip Explorer 16電路板上，與電腦一起使用，對射頻參數(shù)設置進行編程。

為演示使用開關電源對無線電供電的影響，我們使用升壓轉(zhuǎn)換器集成電路Microchip MCP1640，其集成到MCP1640EV評測電路板上。這個轉(zhuǎn)換器以大約500 kHz頻率開關，這一頻率對開關穩(wěn)壓器十分常見。它可以提供無線電模塊所需的 3.3 V 輸出電壓，支持最低 0.8 V 的輸入電壓。這意味著可以從一個電池單元為無線電供電，降低產(chǎn)品的電池尺寸。

為調(diào)試這個器件，我們使用泰克MDO4000系列混合域示波器。MDO4000 系列擁有獨特的功能，可以同時顯示 4個模擬信號、16 個數(shù)字波形、最多 4 條解碼的串行總線和 / 或并行總線及 1 個 RF 信號。所有這些信號都時間相關，顯示控制信號對模擬域和 RF 域的影響。圖 2 說明了下述測試使用的設置。

圖 3. 查看時域和頻域。

識別噪聲來源

我們測量以868 MHz為中心的射頻頻譜，其擁有相當?shù)偷?2 kbps的 FSK調(diào)制數(shù)據(jù)速率，以供參考。圖 3 顯示了參考頻譜。注意 MDO4000 系列同時顯示時域視圖和頻域視圖，所有信號都時間相關。

畫面的下半部分顯示了RF信號的頻域視圖，在本例中是射頻發(fā)射機輸出，畫面的上半部分是時域的傳統(tǒng)示波器視圖。頻域視圖中顯示的頻譜來自時域視圖中短橙色條指明的時間周期，稱為頻譜時間(Spectrum Time)。

由于時域畫面的水平量程獨立于處理時域畫面傅立葉變換(FFT)要求的時間數(shù)量，表示與RF采集相關的實際時間周期非常重要。MDO4000系列示波器的獨特結構可以以時間相關的方式分開采集所有輸入(數(shù)字信號、模擬信號和RF信號)。每個輸入有單獨的存儲器，視時域畫面的水平采集時間，存儲器中采集的 RF 信號支持頻譜時間，并可以在模擬時間內(nèi)部移動，如圖 4 所示。

圖 4. 使用干凈的實驗源，在數(shù)據(jù)前碼多個符期間的占用功率測結果。

通過 MDO4000 系列，可以在采集數(shù)據(jù)中移動頻譜時間(Spectrum Time)，考察 RF 頻譜怎樣隨時間變化。在圖4中，我們調(diào)整頻譜時間的位置，顯示數(shù)據(jù)包前置碼多個符號期間發(fā)送的信號的頻譜。