泰克MDO4000混合域示波器應用案例分析（1）無(wú)線(xiàn)遠傳系統測試

　　目前的抄表方式主要有以下四種：人工抄表、IC卡抄表、有線(xiàn)遠程抄表、無(wú)線(xiàn)遠程抄表。無(wú)線(xiàn)遠程抄表主要將最新的短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)應用于氣表，采用射頻模塊實(shí)現數據集中，結合現有的以太網(wǎng)實(shí)現抄表。無(wú)線(xiàn)遠傳氣表及抄表系統，用于計量管道中的氣體流量，同時(shí)具有遠程抄控功能。無(wú)線(xiàn)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(xué)。

　　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(wú)線(xiàn)遠傳氣表組成，如圖1所示。在整個(gè)系統中，氣表與采集器、采集器與集中器之間是通過(guò)無(wú)線(xiàn)通訊實(shí)現的，無(wú)線(xiàn)通訊模塊的性能是抄表成敗的關(guān)鍵，它的發(fā)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(guān)重要。

　　圖1：無(wú)線(xiàn)遠傳系統功能示意圖

　　目標無(wú)線(xiàn)遠傳氣表系統概述所

　　無(wú)線(xiàn)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(fā)射接收、控制系統。這個(gè)系統主要由兩部分組成，單片機MCU控制模塊和無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)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(fā)數據。該類(lèi)控制電路廣泛應用于工業(yè)控制及無(wú)線(xiàn)數據采集應用中。

　　GFSK調制是把輸入數據經(jīng)高斯低通濾波器預調制濾波后，再進(jìn)行FSK調制的數字調制方式。它在保持恒定幅度的同時(shí)，能夠通過(guò)改變高斯低通濾波器的3dB帶寬對已調信號的頻譜進(jìn)行控制，具有恒幅包絡(luò )、功率譜集中、頻譜較窄等無(wú)線(xiàn)通信系統所希望的特性

　　在研發(fā)和調試中，主要監測無(wú)線(xiàn)傳輸模塊的射頻輸出，測量其頻點(diǎn)、占用帶寬、發(fā)射接收功率、調制解調特性、抗干擾能力等。通過(guò)這些參數調整單片機控制指令，實(shí)現系統功能。

　　基于MDO4000的測試方法

　　我們使用泰克公司的MDO4000混合域示波器，同時(shí)觀(guān)測被測信號的時(shí)域波形和頻譜情況，測試結果如圖2、3所示。

　　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(jīng)過(guò)轉換頭和電纜接入MDO4000的射頻N型輸入接口。通過(guò)一個(gè)三通裝置，將信號引入模擬通道一輸入端。

　　頻譜測試 MDO4000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(fā)射數據狀態(tài)，信號是通過(guò)SMA直入的，又經(jīng)過(guò)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(gè)頻點(diǎn)變化，所以我們采用解調模式進(jìn)一步分析信號。

　　解調模式 MDO4000是混合域示波器，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(jīng)過(guò)IQ解調后，可以觀(guān)測其幅度、相位、頻率隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)，根據FSK信號特點(diǎn)，我們打開(kāi)頻率隨時(shí)間變化曲線(xiàn)，可以清晰的看到信號的頻率在兩個(gè)頻點(diǎn)之間跳變，用光標測得，跳變時(shí)間是20us，FSK頻偏是 126kHz。與用戶(hù)配置的射頻調制特性一致。