I progettisti che integrano le tecnologie RF nei loro sistemi embedded hanno necessità di capire come i loro dispositivi in prova interagiscono con l'ambiente RF. Sono necessari strumenti che consentano all'utente di correlare gli eventi RF con i segnali incorporati nel dispositivo per eseguire il debugging di problemi operativi o di prestazione.
La continua espansione dell'IoT e le relative sfide portate dall’integrazione RF portano i progettisti a beneficiare della versatilità dovuta all’integrazione tra le diverse discipline. Un singolo prodotto combina abitualmente elementi di progettazione RF, digitali e analogici, il che significa che gli ingegneri devono eseguire il debug interattivo di sistemi che includono sia RF che sottosistemi progettati appositamente per un determinato utilizzo, integrati nel sistema che controllano e in grado di gestirne tutte o parte le funzionalità richieste. Per affrontare problemi di debug complessi con flessibilità e precisione, RIGOL combina la più recente analisi dello spettro in tempo reale con il debug integrato di questi sistemi multi-dominio.
L'analisi multi-dominio di RIGOL affianca la potenza degli innovativi analizzatori di spettro in tempo reale (RTSA) agli oscilloscopi ad alte prestazioni, questo con l’obiettivo di rendere più facile lo studio, la correlazione e l'analisi dei segnali rispetto agli strumenti tradizionali. A differenza di molti degli RTSA di base presenti sul mercato, le serie RSA di RIGOL ha una combinazione di trigger hardware e uscite IF progettate per funzionare con un oscilloscopio per le analisi multi-dominio avanzate.
La famiglia RIGOL RSA di analizzatori di spettro in tempo reale consente di avere un’approfondita capacità di debug correlata al tempo tramite un'uscita IF della larghezza di banda in tempo reale. Il segnale viene convertito in una portante a 430 MHz, che può essere instradata a un oscilloscopio, consentendo una facile visualizzazione e una correlazione temporale con i segnali incorporati sulla piattaforma hardware.
Modalità di indagine
L'identificazione dei problemi inizia con l'acquisizione e la verifica dei segnali sia nel dominio del tempo che nel dominio delle frequenze. Uno dei vantaggi di questo approccio multistrumentale è la maggior facilità di visualizzazione dei segnali, in base al tempo o allo spettro. Quando i sintomi del problema compaiono nelle trasmissioni RF, si utilizza il tempo reale per monitorare la frequenza, utilizzando capacità di acquisizione continua per analizzare le caratteristiche del segnale.
Si estende questa analisi nel dominio del tempo con la visualizzazione della potenza in funzione del tempo o monitorando il segnale IF (intermediate frequency) su un oscilloscopio. La disponibilità di una profonda memoria consente una dettagliata registrazione della forma d'onda per una verifica minuziosa dei segnali mentre cambiano su scale temporali più lunghe.
Si usa l'analizzatore in tempo reale per indagare su eventi transitori ad alta velocità. Una delle visualizzazioni più importanti di un segnale in tempo reale è la visualizzazione della densità. La visualizzazione della densità mette in evidenza i segnali transitori che sono difficili da catturare utilizzando altre tecniche, la tecnica è di mostrare la probabilità di occorrenza a colori. La visualizzazione della densità consente di differenziare i segnali, anche quando uno è oscurato dallo spettro dell'altro.
Le modalità di visualizzazione in tempo reale possono catturare eventuali errori in RF e indagare su come cambiano nel tempo. Come strumento di debug, RSA di RIGOL consente di visualizzare il tempo in tre modalità distinte:
• la densità mostra il tempo come probabilità di occorrenza;
• la potenza in funzione del tempo mostra i segnali nel dominio del tempo;
• lo spettrogramma mostra una cronologia della potenza in tutto lo spettro.
Analisi collaborativa tra strumenti
Ci sono tre modi in cui l'RSA e un oscilloscopio, come i modelli della serie RIGOL 4000, possono essere usati per correlare i segnali. Per tutti e tre i metodi, collegare prima l'RSA e l'oscilloscopio. L'uscita trigger RSA va collegata all'ingresso esterno o a un canale standard. L'uscita trigger dell'oscilloscopio è collegata all'ingresso trigger RSA. Infine, l'uscita IF è collegata a un canale oscilloscopio in modalità 50 Ω.
Il primo metodo prevede il trigger sull'oscilloscopio stesso. Con l'RSA in modalità real time selezionare una vista e attivare il canale dell'oscilloscopio collegato all'uscita IF dell’RSA. L'oscilloscopio può essere impostato per attivarsi in caso di variazioni di potenza RF e correlare RF con altri segnali sul display dell'oscilloscopio. L'uscita IF converte la frequenza centrale in tempo reale a 430 MHz.
Nel secondo metodo, l'RSA si attiva con l'oscilloscopio, rendendo possibile la visualizzazione correlata dello spettro ogni volta che l'oscilloscopio identifica un evento di trigger. In questa modalità, la visualizzazione di base dello spettro può essere eseguita anche con la funzione matematica FFT sull'oscilloscopio.
Il terzo metodo di attivazione si adatta a segnali RF complessi. Sfrutta le capacità in real time per attivare il livello di potenza o valori specifici all'interno dello spettro. Si imposta la modalità di trigger RSA sul trigger di potenza o di frequenza, si abilita l'uscita trigger di RSA utilizzando questo segnale per attivare l'oscilloscopio. Ciò consente di visualizzare lo stato dei segnali di alimentazione e seriali al momento di un evento RF o di un'emissione EMI.
Utilizzando un oscilloscopio con buona profonda di memoria come la serie Rigol 4000, si ha una lunga durata della registrazione che consente di visualizzare il tempo prima e dopo un evento RF per trovare la causa principale. Questa analisi basata sul tempo è fondamentale, poiché molte cause non sono istantanee, ma piuttosto il risultato di un evento precedente. I componenti programmabili come gli FPGA nascondono molti di questi errori. Un modo per eseguire il debug e verificarne le prestazioni consiste nel monitorare le modifiche nel tempo in un set di dati continuo, per individuare la logica o l'errore di stato. La modalità di registrazione della forma d'onda di RIGOL è un altro potente strumento per l'analisi multi-dominio. La modalità di registrazione consente di acquisire una sequenza di migliaia di eventi trigger, seguita dalla riproduzione e dall'analisi di questi fotogrammi utilizzando maschere pass/fail o un'analisi della differenza RMS punto per punto. Confrontare le occorrenze degli errori e stabilire una causa comune è fondamentale per risolvere definitivamente la causa scatenante.
Visualizzazione del debugging multi-dominio
Gli RTSA della serie RSA di RIGOL sono configurati per semplificare la visualizzazione in tempo reale del debugging multi-dominio. Utilizzato ad esempio con un oscilloscopio RIGOL MSO4054 o con un oscilloscopio a segnali misti da 500 MHz, l'RSA colma il divario tra segnali RF e embedded, rendendo possibile una vera analisi multi-dominio, che include segnali digitali e RF correlati nel tempo, trigger configurabile tra tipi diversi di segnale e visualizzazione in tempo reale dei segnali RF, consentendo ai progettisti di risparmiare tempo e denaro.
