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利用比克示波器的高级触发功能高效捕获RFID卡调制信号
发布日期:2020-03-31 17:33:07

摘要:

触发是使用示波器精确快速的捕获到所需信号的一个重要手段。大部分情况下,基本的边沿触发已经足够。但学会使用示波器中的高级智能触发,对解决一些特殊的信号或者异常事件捕获会起到事半功倍的效果。本文简要介绍了如何使用PicoScope的电平漏失触发(Level Dropout Trigger)来捕获一个RFID卡的调制信号。


下图1所示为RFID卡的简要原理,标签对读卡器发送的射频信号进行调制、编码后发射返回信号,从而将卡的信息发送给读卡器。图2的OOK(On-Off-Keyed)调制信号是比较基本的一种调制和编码方式;图3为脉冲间隔调制和编码方式,该方式保证了在连续传输0电平数据的时候,标签也能够从射频信号中获取工作所需要的能量;图4为使用同样的OOK编码方式,但一种方式开关切换更陡峭,另外一种方式开关切换更平滑。基于多种因素如供电、频谱、EMC、编码方式等方面的考虑,RFID信号需要通过规范要求的一致性测试。测试验证中需要用到频谱仪、示波器等常规的测试设备。


图1 RFID读卡器的简要原理


图2 OOK 调制


图3 脉冲间隔OOK调制


图4 陡峭符号编码和平滑符号编码


下图5所示为使用PicoScope 3206D捕获到的一个IC卡的非接触载波幅频调制信号,载波频率为13.56MHz;下图6所示波形为图5所示波形的局部放大细节,正弦波信号有一个明显的从高电平到低电平的幅度调制过程,我们需要检测到这个开关波形,然后对采集到的数据根据规范进行一致性分析,判定信号是否正确。如果使用自动捕获或者简单的边沿触发,将难以一次就捕获到包含有幅度调制过程的波形,从而降低测试效率。


图5 IC卡非接触载波幅频调制信号


图6 IC卡非接触载波幅频调制信号波形局部细节


那么如何准确的捕获到这个幅度调制波形呢?PicoScope中的高级触发功能电平漏失触发(Level Dropout)可以用于准确的捕获这一波形(如果使用基于SDK编程控制PicoScope,则可以通过相关命令的组合实现类似的高级触发功能)。如下图7所示,电平漏失触发(Level Dropout)可用于触发信号上升或者下降到某一个电平阈值后并满足停留在那个状态特定的时间。


图7 电平漏失触发(Level Dropout Trigger)


分析上述IC卡的波形,我们发现载波波形开关切换过程中会保持低于某个电平一段稳定的持续时间,符合电平漏失触发的特征,所以如下图8所示,我们只需要设置电平漏失触发(Level Dropout)的阈值电压(Threshold)为350mv左右,时间(Time)为1.5us左右即可稳定的快速的捕获我们所需要的波形信号。


图8 使用电平漏失触发(Level Dropout Trigger)捕获调制波形


关于英国比克科技(Pico Technology)

英国比克科技(Pico Technology)是一个被广泛认可的以提供新型的且具有高性价比产品的欧洲企业,是全球测试测量行业的技术领导者。其产品不仅能够替代传统测试和数据采集设备,而且还引领着当前电子测试行业的发展趋势,如同大哥大演变到智能手机一样,比克科技将传统台式示波器演变到了比克示波器(PicoScope),一个可以装到口袋里的紧凑型设备包含了多达6种仪器的功能:示波器、逻辑分析仪、频谱分析仪、任意波形发生器、函数发生器、串行总线分析仪;而且还具备一系列令人惊叹的世界领先和独一无二的指标和特点:USB3.0接口高速传输数据、2GS深存储深度、16位ADC分辨率、8位到16位可调ADC分辨率、8通道12位ADC分辨率、4路真实差分高分辨率输入、自定义示波器功能等