查找射频嵌入式系统中的噪声来源.pdf

在把射频芯片或模块集成到典型的嵌入式系统中时，设计人员面临的一项重要任务就是追踪和消除噪声和杂散信号。这是因为射频电路会产生潜在的干扰，这种干扰如果不被妥善处理，可能会导致性能问题，甚至违反法规标准。为了确保射频通信功能的顺利集成，设计人员必须全面理解不同类型的噪声来源，并采取措施减少或消除这些噪声。 在射频嵌入式系统中，潜在的噪声来源通常包括开关电源、系统中的数字噪声以及外部噪声源。 1. 开关电源：作为嵌入式系统中常见的电源解决方案，开关稳压器虽然提供了较高的效率，但其输出电压上通常会出现纹波。这些纹波可能在工作负荷较大或者电池电量不足时变得更加显著，从而影响射频发射机的输出。为了降低纹波对射频输出信号的影响，设计人员可以考虑使用外部滤波器，但这也可能增加额外的成本和尺寸。 2. 来自系统其它部分的数字噪声：嵌入式系统中集成了大量数字电路，这些数字电路可能会产生噪声干扰射频信号。例如，数字信号可能会通过共模干扰影响射频通道。为解决这一问题，通常需要采取适当的屏蔽和接地措施，以及设计合理的PCB布局，尽量减少数字信号对射频电路的干扰。 3. 外部噪声来源：射频通信对环境噪声十分敏感，如来自同一频段其他设备的干扰、工业噪声、甚至自然界的电磁干扰都可能影响射频信号的质量。设计人员需要通过合理的频率选择、使用滤波器和合适的天线设计来减少外部噪声的影响。 为了识别和测量这些噪声源，泰克公司的MDO4000系列混合域示波器是一个有效的工具。该示波器能同时显示多个模拟信号、数字波形、解码的串行/并行总线以及RF信号，并且所有信号都是时间相关的。示波器的独特功能使得设计人员能够在时域和频域中同时观察信号，并准确地定位噪声来源。 应用实例中，通过将MDO4000示波器与一块Microchip Technologies的MRF89XM8A射频测试模块相连接，测试了射频通信集成电路在真实工作环境中的性能。测试中使用了Microchip的MCP1640升压转换器集成电路，以提供稳定且高效的电源，保证在电池供电的情况下无线电模块也能获得所需的电压。 在进行测试和分析时，设计人员可以调节频谱时间参数，观察射频信号在不同时刻的频谱变化，从而更细致地了解射频信号的性能和噪声的具体影响。通过对射频信号质量的深入分析，设计人员能够更有效地调整和优化射频电路的设计，确保最终产品的性能和可靠性。 总而言之，在射频嵌入式系统的设计和集成过程中，识别和控制噪声是关键任务之一。通过了解潜在的噪声来源和采取相应的措施，例如使用适当的电源管理技术、硬件设计和屏蔽，可以提高射频通信的性能，确保产品符合法规要求并达到市场标准。同时，利用现代测试设备如MDO4000系列示波器，可以有效帮助工程师定位问题、优化设计，最终实现高效稳定的射频嵌入式系统集成。