利用PicoScope的高級觸發功能高效捕獲RFID卡調製信號

2020-12-23 電子測量測試解決方案

摘要:

觸發是使用示波器精確快速的捕獲到所需信號的一個重要手段。大部分情況下,基本的邊沿觸發已經足夠。但學會使用示波器中的高級智能觸發,對解決一些特殊的信號或者異常事件捕獲會起到事半功倍的效果。本文簡要介紹了如何使用PicoScope的電平漏失觸發(Level Dropout Trigger)來捕獲一個RFID卡的調製信號。

下圖1所示為RFID卡的簡要原理,標籤對讀卡器發送的射頻信號進行調製、編碼後發射返回信號,從而將卡的信息發送給讀卡器。圖2的OOK(On-Off-Keyed)調製信號是比較基本的一種調製和編碼方式;圖3為脈衝間隔調製和編碼方式,該方式保證了在連續傳輸0電平數據的時候,標籤也能夠從射頻信號中獲取工作所需要的能量;圖4為使用同樣的OOK編碼方式,但一種方式開關切換更陡峭,另外一種方式開關切換更平滑。基於多種因素如供電、頻譜、EMC、編碼方式等方面的考慮,RFID信號需要通過規範要求的一致性測試。測試驗證中需要用到頻譜儀、示波器等常規的測試設備。

圖1 RFID讀卡器的簡要原理

圖2 OOK調製

圖3脈衝間隔OOK調製

圖4陡峭符號編碼和平滑符號編碼

下圖5所示為使用PicoScope 3206D捕獲到的一個IC卡的非接觸載波幅頻調製信號,載波頻率為13.56MHz;下圖6所示波形為圖5所示波形的局部放大細節,正弦波信號有一個明顯的從高電平到低電平的幅度調製過程,我們需要檢測到這個開關波形,然後對採集到的數據根據規範進行一致性分析,判定信號是否正確。如果使用自動捕獲或者簡單的邊沿觸發,將難以一次就捕獲到包含有幅度調製過程的波形,從而降低測試效率。

圖5 IC卡非接觸載波幅頻調製信號

圖6 IC卡非接觸載波幅頻調製信號波形局部細節

那麼如何準確的捕獲到這個幅度調製波形呢?PicoScope中的高級觸發功能電平漏失觸發(Level Dropout)可以用於準確的捕獲這一波形(如果使用基於SDK編程控制PicoScope,則可以通過相關命令的組合實現類似的高級觸發功能)。如下圖7所示,電平漏失觸發(Level Dropout)可用於觸發信號上升或者下降到某一個電平閾值後並滿足停留在那個狀態特定的時間。

圖7電平漏失觸發(Level Dropout Trigger)

分析上述IC卡的波形,我們發現載波波形開關切換過程中會保持低於某個電平一段穩定的持續時間,符合電平漏失觸發的特徵,所以如下圖8所示,我們只需要設置電平漏失觸發(Level Dropout)的閾值電壓(Threshold)為350mv左右,時間(Time)為1.5us左右即可穩定的快速的捕獲我們所需要的波形信號。

圖8使用電平漏失觸發(Level Dropout Trigger)捕獲調製波形

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