虹科RTSA如何使用外部触发

外部触发基于通过R57x0的GPIO端口提供的触发信号的接收,提供了一种同步触发的方式。 触发“信号”可以是单个脉冲,PPS或同步字。在TDOA等需要多设备联合工作的场景下具有十分重要的意义。

触发端口说明

    GPIO 端口的位置如下图所示,是一个micro-DB25 的接口。位于虹科ThinkRF R5x50的前面板上:

图一:R5x50的GPIO端口

  其配套连接器有很多,例如NorComp的Micro-D CCA-025-YYYR152或Molex的Micro-D 83424-9019。

    脉冲和同步字施加到GPIO的TRIG IN引脚(如下红色标识),而PPS通过PPS引脚(如下蓝色标识)施加。

图二:R5x50的触发引脚

触发控制/状态命令

  虹科RTSA系列可以通过以太网连接,使用web形式进行控制;也可以使用USB直连,支持SCPI命令控制。在这里,列举了几个常用的SCPI触发设置命令(HDR和DD输入模式不支持触发器):

表一:SCPI触发设置命令

有关更多详细信息,请点击阅读原文,参见R5x50程序员指南

:TRIGger:TYPE

 此命令设置或查询触发事件的类型。 将:TRIGger:TYPE设置为NONE等效于禁用触发器执行,而设置为任何其他类型将启用触发器引擎。

    LEVel触发类型取决于起始和终止频率范围以及振幅水平。参见:TRIGger:LEVel命令。

     PULSe和WORD触发类型属于通过GPIO端口的外部同步触发,这种外部触发类型使用GPIO端口的TRIG IN引脚。

    PPS触发类型类似于PULSE类型,脉冲每秒钟发生一次,因此捕获发生。 因此,重要的是总数据捕获大小应小于一秒。这种外部触发类型使用GPIO端口的PPS引脚。

 :TRIGger:LEVel

 该命令设置或查询频域电平触发器的频率范围和幅度。如果在定义的频率范围内的任何单个采样处,采样信号幅度超过了定义的触发电平,则将触发并存储相关的IQ数据。

  频率范围包含所有FFT仓,其中心频率在START和STOP定义的范围内。定义的START和STOP频率可能会超过,但仅会影响以[:SENSe]:FREQuency:CENTer值为中心的IBW(考虑DDC抽取)定义的范围。

   设置触发电平时,阈值误差为±3 dBm或更小

  • 等于或低于表41中提到的最大水平
  • 高于本底噪声约15 dBm

  当将电平设置为较高并远离最大电平时,或者在距本底噪声约20 dBm以内并接近本底噪声时,阈值误差会增加。如果需要更高的阈值水平(如表41所示)或更低的本底噪声水平,建议相应地调整衰减水平(使用:INPut:ATTenuator:VARiable或:INPut:ATTenuator)。

表2:在给定衰减水平下仍保持+/- 3 dBm误差或更小的最大阈值水平

同步扫描

  R57x0支持同步扫描功能,用于比较通过多个R57x0接收到的相同信号。

  同步扫描是外部触发功能的扩展。网络中的一个R57x0被配置为主机(:SYSTem:SYNC:MASTer ON),其他R57x0被配置为从机(:SYSTem:SYNC:MASTer OFF)。主设备和从设备配置有扫描列表,其中每个扫描条目都有一个同步触发类型(:SWEep:ENTRy:TRIGger:TYPE PULSE | WORD)。同步触发器被生成,并从主机的GPIO传递到从机的GPIO,以指示捕获的开始。

图三提供了一个使用sync-word的同步触发器示例。当主机的前端设置完成时,主机发送同步字。主站和从站也分别配置有延迟变量(分辨率为8 ns的:SYSTem:SYNC:WAIT <nsec>)。此延迟等待时间是典型的最坏情况的前端设置时间以及同步电缆长度的差异。然后,主机和从机在等待时间(或延迟)到期时开始捕获。

图三:使用sync字句实现同步扫描

前端设置时间通常约为200微秒,但由于嵌入式运行过程的不同而有所不同。参见图四,如果一个(或多个)从机上的前端设置时间长于主机设置时间加上同步字加上从机延迟的总和,那么从机将错过捕获的开始时间。正在整理捕获数据的主机端应用程序可以通过记录关联VRT接收器上下文数据包中捕获数据的时间戳和/或频率来识别丢失的捕获。可以通过调整延迟值来平衡扫描速率与丢失捕获的数量。

图四: 从机错过捕获的开始时间

应用案例:带有外部I和Q输出端口的同步扫描(脉冲触发)

虹科ThinkRF实时频谱分析仪与外部GPIO,I和Q输出端口等集成在一起。 外部GPIO由外部触发功能组成,通过使用外部硬件和/或多个ThinkRF RTSA设备,可以实现同步扫描设置,以自动进行频谱扫描和捕获。 同时,I和Q输出端口有助于与外部高速数字化仪集成。 本应用案例说明了如何通过将信号馈送到外部I和Q输出端口来设置同步扫描,以及如何提供GPIO设置要求。

概述

ThinkRF实时频谱分析仪(RTSA)是高性能的软件定义的RF接收器,数字化仪和分析仪。该产品带有I和Q输出(IQout)端口,因此可用于将RTSA的RF前端与外部高速数字化仪配对。 IQout端口可与RTSA的同步扫描引擎和GPIO(通用输入和输出)端口一起使用,以自动执行频谱扫描过程,从而最大程度地减少了RF前端控制的交互。因此,与GPIO端口结合使用的同步扫描有助于多个设备控制和扫描捕获同步,这对于诸如广域信号检测和分析,方向查找,到达时间确定等应用非常有用。

请注意,RTSA可用作外部触发设置的主机或从机。

但是,ThinkRF不提供外部硬件,例如具有所需电缆长度的GPIO匹配端口,这些端口满足触发脉冲所需的功率。如果需要,请咨询ThinkRF(请参阅联系我们以获取更多信息)以获取建议。

本应用笔记提供了使用IQout端口设置同步扫描所需的软件和硬件详细信息。假定用户知道如何编程RTSA,可以访问RTSA,以及为该应用程序和设备提供触发脉冲以分析IQout数据的必要外部触发硬件。

如有需要,请参阅《 ThinkRF的程序员指南》和《用户指南》,二者都可在虹科资源与支持获得

使用IQout设置同步扫描

以下步骤提供了使用IQout设置同步扫描的事件顺序。本文档使用外部触发器PULSE类型来简单说明。 “ GPIO端口设置”部分描述了所有涉及的GPIO信号。 请参阅这些步骤之后的时序图,以了解过程的流程以及握手顺序。

  1. 使用SCPI命令将RTSA设置为IQout模式::OUTPUT:IQ:MODE CONNECTOR
  2. 需要进行设置扫描设置,包括通过SCPI命令的脉冲触发:SWEep:ENTRy:TRIGger:TYPE PULSE
  3. 通过SCPI命令启动Sweep Start以开始第一个扫描步骤:SWEep:LIST:STARt
  4. 等待GPIO端口的系统RDY(输出)信号变高,以指示包括前端设置在内的系统已准备就绪/已完成。
  5. 用户执行数据捕获。 请注意SP_INV(out)信号,以指示频谱反转要求(有关频谱反转和建议采取的措施的说明,请参阅《程序员指南》的“尾部字格式”部分)
  6. 脉冲TRIG(in)为高电平,通知RTSA设置下一个扫描步骤。
  7. 重复步骤4-6,直到执行了所有扫描条目。

有关扫描设置的设置示例,请参见“代码示例”部分。

由于设备使用边沿触发,因此TRIG脉冲选通脉冲的长度可以为任意长度。

一旦设置后RDY信号变高,请确保有足够的时间捕获数据,直到下一个上升的TRIG(in)选通脉冲。 可以简单地将其计算为例如捕获时间=样本大小*(1 /采样率)。 根据数据捕获和/或数据处理应用程序的需要,相应地调整此捕获时间。

代码示例

以下程序是使用pyRF的简单SCPI设置示例,pyRF是为与RTSA设备接口而开发的开源Python API

详细代码,请参考《虹科HK-R5X50实时频谱分析仪PythonPyRF3编程指南》

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