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關(guān)于汽車遙控鑰匙技術(shù)的分析和介紹

普源精電RIGOL ? 來源:djl ? 2019-10-09 14:41 ? 次閱讀

前兩篇我們測試的一款汽車鑰匙,它的遙控信號使用的載波頻率是315MHz,采用了ASK調(diào)制技術(shù),接下來我們測試另一款,標(biāo)記為2號,看看它采用的又是何種技術(shù)。測試采用的儀器同樣是DSA815和DS4054,以便于從頻域和時域分別觀察遙控信號的特性。測量設(shè)置如圖1所示。

圖1:測量設(shè)置

那么2號遙控器使用的又是哪個載波頻率呢?315MHz還是433MHz?按動遙控器的開門按鍵,通過DSA815測得的遙控信號的頻譜如圖2中的粉色軌跡所示,能夠看到左側(cè)有個高的譜線,通過標(biāo)尺測得這個譜線的頻率是431.8MHz,這應(yīng)該是這個遙控器的工作頻段。

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圖2:遙控信號的頻譜分布

圖2中的黃色軌跡是1號遙控器的遙控信號頻譜,比較一下可以看到它們之間的一些明顯不同。相對于1號遙控器的頻譜(黃色軌跡),這個2號遙控器的頻譜(粉色軌跡)的左右兩側(cè)的譜線很少,看來信號比較干凈。

接下來,我們把431.8MHz的那個信號放到屏幕中心,集中觀察一下這個遙控主信號的情況,如圖3所示,這是一個帶調(diào)制的信號的頻譜。

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圖3:遙控信號的頻譜

解調(diào)一下,看看這個遙控信號的調(diào)制信號是什么模樣,可以看到如圖4所示的調(diào)制信號的時域波形。1號遙控器解調(diào)出來的是兩組脈沖碼型,而這個2號遙控器解調(diào)出來的信號是由一組脈沖碼型組成,每組脈沖串的持續(xù)時間大約為50ms,每組之間的時間間隔大約為52ms,看來1號與2號遙控器采用的編碼形式很不相同。

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圖4:解調(diào)出來的調(diào)制信號波形

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圖5:每組脈沖串的間隔

同樣利用具有140M采樣點的深存儲的500MHz帶寬的數(shù)字示波器DS4054也捕獲到了很類似的波形,如圖6所示,可以很清楚地看到遙控信號由一組脈沖碼型組成。

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圖6:示波器捕獲到的遙控信號信號波形

多次按動遙控器的同一個按鍵,通過DS4054進行多次信號捕獲后可以看到如圖7所示的波形,黃,白兩種顏色分別對應(yīng)兩次捕獲的波形,通過對比發(fā)現(xiàn),兩次捕獲到的波形中的有一段脈沖串的波形是明顯不重合的,說明每次發(fā)出的信號的內(nèi)容是有變化的。其實,可以猜到的是,如果每次發(fā)出的信號都完全一樣,不就很容易被“捕獲到并被復(fù)制”嗎,所以,出于安全考慮,遙控鑰匙與車內(nèi)的接收器其實是每次完成一次操作之后都要同步變換密碼的,這就使得被破解的可能性大大降低。

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圖7:示波器捕獲到的遙控信號信號對比

通過DS4054的標(biāo)尺可以測得遙控信號的時域波形以及載波頻率,如圖8所示,載波是頻率為434MHz的正弦波。

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圖8:載波是頻率為434MHz的正弦波

還可以通過DS4054的標(biāo)尺測得遙控信號中的調(diào)制信號的變化速率,如圖9所示,信號的變化速率大約為1.5 KHz。

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圖9:遙控信號的變化速率

我們也可以通過DSA815對這個遙控信號進行參數(shù)測量,由于遙控器發(fā)出的信號是間斷的突發(fā)式的,傳統(tǒng)的頻譜分析儀是掃頻式的,掃描時間決定了對信號的捕獲概率,而頻譜分析儀的掃描時間又與掃寬(SPAN)成正比,與分辨帶寬(RBW)成反比,與這兩個參數(shù)的設(shè)置直接相關(guān)。

為了提高掃描速度,就需要使用較大的RBW,但,就可能會導(dǎo)致看不清信號頻譜的細節(jié)。如果想看清楚信號頻譜的細節(jié),勢必要減小RBW以便得到頻域的高分辨率,但減小RBW,但掃描時間也會增加,比如,SPAN同樣為100 KHz,把RBW減小到1 KHz,此時DSA815的掃描時間會延長為100 ms,獲得的頻譜顯示如圖10所示,但此時對這種突發(fā)式的信號的捕獲概率會大大降低,必須采用頻譜分析儀的最大保持,經(jīng)過多次的捕獲,累加出信號頻譜的輪廓。

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圖10:RBW為1KHz時測得的頻譜

對于掃頻式的頻譜分析儀,由于存在著上述的掃描時間與頻率分辨率之間的矛盾,因此,在實際測試的時候要考慮這兩個設(shè)置之間的折衷。

有沒有更好的測量方法?針對這種間斷的突發(fā)式的信號,可以采用DSA815的“無縫信號捕獲”模式。進入到這個模式后,DA815將會變成一臺“實時頻譜分析儀”,會在一定的設(shè)置范圍內(nèi)對被測信號進行“不間斷地捕獲”。這對這個遙控信號,我們會看到如圖11所示的頻譜顯示,能比較清楚地看到信號的頻譜由主瓣和很多旁瓣組成,主瓣的頻率通過標(biāo)尺測得是433.9MHz,如圖12所示。

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圖11:“無縫信號捕獲”模式下信號的頻譜

主瓣的兩側(cè)有兩個緊挨著的旁瓣,如圖12所示,通過標(biāo)尺可以得出它們與主瓣的頻率差大約為1.4 KHz,這其實是調(diào)制信號的速率,幅度差為4.2dB,這個表示信號調(diào)制的深度。從測量結(jié)果已經(jīng)可以判斷此遙控信號采用了ASK(幅移鍵控)調(diào)制技術(shù),屬于一種數(shù)字調(diào)制技術(shù)。

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圖12:遙控信號的頻譜細節(jié)

通過以上使用DA815 + DS4054對2號遙控信號進行的深入測試可以看出:這款遙控器采用的頻率是433 MHz,也同樣采用了ASK調(diào)制技術(shù)。與1號遙控鑰匙相比:雖然都使用了ASK調(diào)制,但載波頻率不同,調(diào)制速率不同,編碼方式也不同。

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