查找嵌入式系统中噪声来源的助手——混合域示波器

查找噪声来源一直不是一件轻松的事情。但是，新增的无线技术进一步提高了嵌入式系统的复杂程度，设计人员在跟踪噪声来源方面面临着更大的障碍。我们必须面对这个现实，即无线技术无处不在。据估算，目前使用的无线设备已经超过10亿台，30%的嵌入式设计现在包括无线功能，而且这一数字每天都在持续增长。

在嵌入式系统中增加无线功能时，在集成中一般会遇到许多问题。对电池供电系统，一般使用开关稳压器，以最低的成本实现最高的实用效率。电源输出功率也经常是一个问题。这要求使用高开关频率，使输出滤波的规格和要求达到最小。这些电源在输出电压上通常有纹波，其可能会显示在RF发射机输出上，特别是在负荷下或在电池电量不足时。为避免这种情况，可能需要额外的电源滤波，以避免无线电信号不想要的损伤，尽管这会导致不希望的成本或功率。

无线电芯片或模块的硬件电路和软件配置可能会影响发送的信号质量。如果设置和过滤不当，无线电可能会给其它无线电系统带来干扰，或不能满足相应的法规标准。某些无线电系统需要信道滤波器、RF表面声波和其它成本相对较高的滤波器，以满足信道外和带外辐射的法规要求。

作为嵌入式设计人员首选的工具，示波器是单纯为进行时域测量而优化的。MSO (混合信号示波器)可以同时测量模拟信号和数字信号，但使用示波器很难在RF载波上有效测量RF信号。另外很难把时域和频域中的事件充分关联起来，而这对查找系统级问题至关重要。

尽管频谱分析仪可以在频域中进行测量，但对大多数嵌入式设计人员来说，频谱分析仪并不是首选的工具。使用频谱分析仪在系统其余地方进行时间相关测量几乎是不可能的。

在本文中，我们将考察使用一种称为混合域示波器或MDO的新型仪器查找噪声来源的技巧和技术。泰克最近推出了世界上第一台MDO，本文中的实例就基于MDO4000系列。该示波器拥有独特的功能，可以同时显示4个模拟信号、16个数字波形、最多4条解码的串行总线和/或并行总线及1个RF信号。所有这些信号都时间相关，显示控制信号对模拟域和RF域的影响。