利用R&S示波器RTO/RTE測量Qi無線充電系統(tǒng)

在測量發(fā)射控制組件的VCC供電時，之前在調(diào)壓器發(fā)現(xiàn)的電磁干擾也導(dǎo)入在內(nèi)。圖13的頻譜圖顯示，使用無限余輝捕獲到的頻譜，除了調(diào)壓器的開關(guān)機制干擾，也觀察到了其它噪聲。RTO/RTE有獨特的歷史模式功能，可以把之前捕獲到并還留在內(nèi)存中的波形數(shù)據(jù)（由于內(nèi)存容量有限，滿了就會把舊的數(shù)據(jù)刪除），回放到示波器顯示。這樣不但可溯已捕獲的數(shù)據(jù)，更能把不同時間點捕獲到的波形進(jìn)行比較。在歷史模式里，F(xiàn)FT頻譜、測量、選通和模板測試等功能，都能夠操作。圖14 顯示在不同時間點捕獲到的紋波，在時域波形或頻譜圖上，都有著相當(dāng)大的差異。這證實噪音會隨著時間變化。通過歷史模式的時間標(biāo)簽，可能可以把特性相似的噪聲建立起相關(guān)性，再進(jìn)一步的查找產(chǎn)生問題的根源。

圖14. 兩個不同時間點捕獲的噪聲，通過歷史模式，能更清楚分析里面的細(xì)節(jié)

圖15. 發(fā)射（充電）平臺送出的模擬Ping信號

圖16. LLC半橋占空比的變化

發(fā)射（充電）平臺會在每400ms發(fā)出高幅度的模擬Ping的信號，以偵測接收（移動）設(shè)備的存在，正如 圖15所顯示。執(zhí)行模擬Ping信號時，LLC半橋開關(guān)管信號的占空比會從50%下降至2%（圖16）。這樣的高幅度脈沖似的信號，也相對地引起高幅度的開關(guān)噪聲。這也是我們在之前3.3VCC電源測量時看到的噪音。

圖17. MSO 邏輯通道提供更多的通道檢測協(xié)議層與模擬信號的相關(guān)性

執(zhí)行模擬Ping信號時，射頻控制組件（BQ500210R-GZ）處于被動模式，然后通過低功率組件（MSP430G2001）來進(jìn)行偵測接收設(shè)備的運作，以節(jié)省電源。要進(jìn)一步的研究兩個組件間的互動通信，可以選用MSO探頭（圖17）來測量其間的邏輯訊息。然后透過總線解碼或串行解碼，來確認(rèn)通信訊息是否符合標(biāo)準(zhǔn)需求（圖18）。

圖18. RTO/RTE可以把MSO邏輯信號、解碼顯示與時域的波形并列在一起

MSO邏輯探頭捕獲到的邏輯信號，可以再進(jìn)行解碼，再把解碼顯示、邏輯信號與時域的波形并列在同一個時間軸上，以方便了解信號在時間上的相關(guān)性。在圖18顯示，在發(fā)送模擬Ping信號之前，低功率組件會通過連接的SPI總線傳達(dá)訊息，使其發(fā)送模擬Ping信號。

圖19. 發(fā)射（充電）平臺每400ms 發(fā)送模擬Ping信號

圖20. 每15秒的數(shù)字Ping信號

除了每400ms發(fā)送模擬ping信號偵測接收器的存在，為了避免模擬Ping信號錯過一些在充電平臺上的設(shè)備,更高幅度的數(shù)字求封（digital ping）會在每隔15秒發(fā)送出去。這是因為一些設(shè)備可能由于模擬Ping信號的不良，需要更高幅度的數(shù)字Ping信號，才能分辨出需要作出回應(yīng)。

圖21. 增加示波器捕獲時間，可以把模擬ping，數(shù)字ping及偵測到接收設(shè)備進(jìn)行握手的執(zhí)行過程捕捉下來

當(dāng)接收（移動）設(shè)備接近發(fā)射（充電）平臺時，次級線圈將會對初級線圈形成負(fù)載，導(dǎo)致電壓的下降。偵測到這種情形，充電平臺就會啟動發(fā)射控制組件，發(fā)出更長的數(shù)字ping信號，測試接收器的反應(yīng)。

接收設(shè)備收到ping信號，將會通過調(diào)節(jié)次級線圈的負(fù)載，形成振幅調(diào)制，進(jìn)行通訊。一旦達(dá)成充電契約，充電平臺將調(diào)制載波幅度，提供接收設(shè)備所需的功率傳輸，并聽取接收設(shè)備回饋的充電需求量。

通過HZ100高壓差分探頭和適當(dāng)?shù)挠|發(fā)條件，我們可以觀察線圈上的信號調(diào)制。圖22顯示了載波信號上的振幅調(diào)制通訊。

Qi的振幅調(diào)制相比只有載波信號的10%，比較微弱。要不把模擬轉(zhuǎn)換器（ADC）推向過驅(qū)動飽和（overdrive）的狀態(tài)，很難達(dá)到更仔細(xì)的分辨率（resolution）。RTO/RTE配備了高分辨率（Hi-Res）采集模式，利用抽樣采集平均（decimation average）的方法，大大提高分辨率，如圖23所顯示。

若要對信息進(jìn)行解碼，我們需要先把信號解調(diào)回基帶。在基帶中觀察信號也有助于揭示一些被載波信號掩蓋的不良異常。

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