关于汽车遥控钥匙技术的分析和介绍

前两篇我们测试的一款汽车钥匙，它的遥控信号使用的载波频率是315MHz，采用了ASK调制技术，接下来我们测试另一款，标记为2号，看看它采用的又是何种技术。测试采用的仪器同样是DSA815和DS4054，以便于从频域和时域分别观察遥控信号的特性。测量设置如图1所示。

图1：测量设置

那么2号遥控器使用的又是哪个载波频率呢？315MHz还是433MHz？按动遥控器的开门按键，通过DSA815测得的遥控信号的频谱如图2中的粉色轨迹所示，能够看到左侧有个高的谱线，通过标尺测得这个谱线的频率是431.8MHz，这应该是这个遥控器的工作频段。

图2：遥控信号的频谱分布

图2中的黄色轨迹是1号遥控器的遥控信号频谱，比较一下可以看到它们之间的一些明显不同。相对于1号遥控器的频谱（黄色轨迹），这个2号遥控器的频谱（粉色轨迹）的左右两侧的谱线很少，看来信号比较干净。

接下来，我们把431.8MHz的那个信号放到屏幕中心，集中观察一下这个遥控主信号的情况，如图3所示，这是一个带调制的信号的频谱。

图3：遥控信号的频谱

解调一下，看看这个遥控信号的调制信号是什么模样，可以看到如图4所示的调制信号的时域波形。1号遥控器解调出来的是两组脉冲码型，而这个2号遥控器解调出来的信号是由一组脉冲码型组成，每组脉冲串的持续时间大约为50ms，每组之间的时间间隔大约为52ms，看来1号与2号遥控器采用的编码形式很不相同。

图4：解调出来的调制信号波形

图5：每组脉冲串的间隔

同样利用具有140M采样点的深存储的500MHz带宽的数字示波器DS4054也捕获到了很类似的波形，如图6所示，可以很清楚地看到遥控信号由一组脉冲码型组成。

图6：示波器捕获到的遥控信号信号波形

多次按动遥控器的同一个按键，通过DS4054进行多次信号捕获后可以看到如图7所示的波形，黄，白两种颜色分别对应两次捕获的波形，通过对比发现，两次捕获到的波形中的有一段脉冲串的波形是明显不重合的，说明每次发出的信号的内容是有变化的。其实，可以猜到的是，如果每次发出的信号都完全一样，不就很容易被“捕获到并被复制”吗，所以，出于安全考虑，遥控钥匙与车内的接收器其实是每次完成一次操作之后都要同步变换密码的，这就使得被破解的可能性大大降低。

图7：示波器捕获到的遥控信号信号对比

通过DS4054的标尺可以测得遥控信号的时域波形以及载波频率，如图8所示，载波是频率为434MHz的正弦波。

图8：载波是频率为434MHz的正弦波

还可以通过DS4054的标尺测得遥控信号中的调制信号的变化速率，如图9所示，信号的变化速率大约为1.5 KHz。

图9：遥控信号的变化速率

我们也可以通过DSA815对这个遥控信号进行参数测量，由于遥控器发出的信号是间断的突发式的，传统的频谱分析仪是扫频式的，扫描时间决定了对信号的捕获概率，而频谱分析仪的扫描时间又与扫宽（SPAN）成正比，与分辨带宽(RBW)成反比，与这两个参数的设置直接相关。

为了提高扫描速度，就需要使用较大的RBW,但，就可能会导致看不清信号频谱的细节。如果想看清楚信号频谱的细节，势必要减小RBW以便得到频域的高分辨率，但减小RBW，但扫描时间也会增加，比如，SPAN同样为100 KHz，把RBW减小到1 KHz，此时DSA815的扫描时间会延长为100 ms，获得的频谱显示如图10所示，但此时对这种突发式的信号的捕获概率会大大降低，必须采用频谱分析仪的最大保持，经过多次的捕获，累加出信号频谱的轮廓。

图10：RBW为1KHz时测得的频谱

对于扫频式的频谱分析仪，由于存在着上述的扫描时间与频率分辨率之间的矛盾，因此，在实际测试的时候要考虑这两个设置之间的折衷。

有没有更好的测量方法？针对这种间断的突发式的信号，可以采用DSA815的“无缝信号捕获”模式。进入到这个模式后，DA815将会变成一台“实时频谱分析仪”，会在一定的设置范围内对被测信号进行“不间断地捕获”。这对这个遥控信号，我们会看到如图11所示的频谱显示，能比较清楚地看到信号的频谱由主瓣和很多旁瓣组成，主瓣的频率通过标尺测得是433.9MHz，如图12所示。

图11：“无缝信号捕获”模式下信号的频谱

主瓣的两侧有两个紧挨着的旁瓣，如图12所示，通过标尺可以得出它们与主瓣的频率差大约为1.4 KHz，这其实是调制信号的速率，幅度差为4.2dB，这个表示信号调制的深度。从测量结果已经可以判断此遥控信号采用了ASK（幅移键控）调制技术，属于一种数字调制技术。

图12：遥控信号的频谱细节

通过以上使用DA815 + DS4054对2号遥控信号进行的深入测试可以看出：这款遥控器采用的频率是433 MHz，也同样采用了ASK调制技术。与1号遥控钥匙相比：虽然都使用了ASK调制，但载波频率不同，调制速率不同，编码方式也不同。