關(guān)于汽車遙控鑰匙技術(shù)的分析和介紹

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。

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。

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。

圖4：解調(diào)出來的調(diào)制信號波形

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。

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。

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。

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。

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(xì)節(jié)。如果想看清楚信號頻譜的細(xì)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。

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。

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)。

圖12：遙控信號的頻譜細(xì)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。