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利用R&S示波器RTO/RTE測量Qi無線充電系統(tǒng)

作者： 時間：2017-01-12 來源：網(wǎng)絡(luò) 收藏

要調(diào)解去除載波信號，最簡單的方法就是降低采樣率，使示波器采樣點(diǎn)無法重建載波信號的頻率。通過峰值檢測的抽樣（peak-detect decimation），濾掉高頻載波，留下調(diào)制的包絡(luò)范圍，就可以如圖24一般，呈現(xiàn)基帶的波形。放大后，信號的分辨率的引響就變得很明顯。

本文引用地址：http://cqxgywz.com/article/201701/338103.htm

圖24. 峰值檢測模式，以消除載波信號

RTO/RTE 還有一項獨(dú)有的功能，就是把捕獲到的采樣點(diǎn)，進(jìn)行重采樣分解為I/Q的信號，保存為與R&S頻譜儀系列兼容的IQtar格式。這樣用戶就能通過I/Q信號數(shù)據(jù)，再進(jìn)一步進(jìn)行處理，以分析調(diào)制信號的細(xì)節(jié)。由于儲存為IQtar格式，因此可以通過R&S其它儀器恢復(fù)出相同的信號加以分析。

圖25. RTO-K11 IQ 解調(diào) Qi信號

圖26. 移動設(shè)備打開5V供電后對線圈形成負(fù)載

圖27. 選通FFT檢測頻率的瞬態(tài)變化

接收（移動）設(shè)備貼近充電平臺后，須經(jīng)過溝通與確認(rèn)，才會打開其供電機(jī)制，輸出5V直流。供電組件的啟動，就算在沒有接上電池，也會因本身的負(fù)載造成功率消耗。圖26下方是5V直流的上升沿，上方線圈波形的變化可以輕易看見。透過RTO /RTE FFT選通功能，在圖27我們可以輕易對比線圈信號頻譜圖在供電打開前后的變化。RTO/RTE可以同時進(jìn)行四個FFT的分析與選通能力。這有助于觀察不同區(qū)域的信號并讓用戶隨意地配置FFT顯示畫面。

Figure 28. RT-ZC10 Current Probe

要檢測負(fù)載階躍（Load Step）效果，以模擬充電電池負(fù)載到移動設(shè)備的供電，可以采用RT-ZC電流探頭。供電點(diǎn)接上負(fù)載的瞬間會導(dǎo)致電壓瞬時下降，因為電流一下子被負(fù)載吸收，需要一點(diǎn)時間，電壓才能被調(diào)制回正常。相同的，一旦負(fù)載斷開時，電壓也相對造成一個尖峰。設(shè)計系統(tǒng)時就需根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確保電壓下垂和過沖不會損壞電路上的組件。圖29、30顯示了負(fù)載階躍的效果。通道2（綠色）是供電5V，通道3（橘色）是電流，通道1 （黃色）則是線圈波形整流后未經(jīng)過濾的直流。

圖29. 500 mA 負(fù)載階躍導(dǎo)致Vcc供電下垂

圖30. 斷開負(fù)載后在供電斷看到的過沖

圖31. 拿掉移動設(shè)備后，觀測線圈與組件的互動

當(dāng)移動設(shè)備被移掉，如圖31顯示一樣，上方的線圈信號因為沒了次級線圈負(fù)載，信號也因此變強(qiáng)。不再偵測到移動設(shè)備的調(diào)制回應(yīng)，一段時間后充電平臺將把控制交予低功率控制組件。通過RTO/RTE的邏輯通道與解碼，我們可以觀測到低功率控制組件開始運(yùn)作與其對發(fā)射控制組件的溝通協(xié)議，把系統(tǒng)調(diào)整回Ping模式。


8 總結(jié)

無線充電設(shè)系統(tǒng)近年來深受關(guān)注。系統(tǒng)設(shè)計比較復(fù)雜，因為它涉及嵌入式射頻、數(shù)字、電源與控制回路設(shè)計。通過文章中這一系列的測量設(shè)置例子，我們也清楚見證了R&S RTO/RTE示波器的豐富功能特點(diǎn)如何應(yīng)對Qi測量的不同方面。更重要的是，示波器提供多領(lǐng)域相關(guān)性測量，對設(shè)計調(diào)試過程非常有幫助。RTO/RTE的獨(dú)特能力，包括它的高捕獲率、硬體加速的多重疊FFT 功能、小于0.1顯示分割線的敏感數(shù)字觸發(fā)、IQ相位波形采樣功能等，使它成為電子工程師必備的良好工具。
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