正確的無線電設計測試
Bluetooth RF規格會檢查11110000和10101010兩個不同碼型的峰值頻率差異。GMSK調變濾波器的輸出在2.5個位元之后達到最大,第一個碼型會檢查這一部份。GMSK濾波器的截止點和形狀,可利用第二個碼型來檢查。
理想上,1010碼型的峰值差異為11110000的88%,雖然有些設計因為在發射時未使用0.5BT的高斯濾波而顯示較高的比值。最高的基本調變頻率是500 kHz,即使位元傳輸率為1 Msymbol/s。圖4中左邊圖形的淺灰色軌跡,顯示I/Q不平衡狀態的效應。當擁有圖7所示的方塊圖之系統未經完整校驗時,便可能發生此種情形。
頻內頻譜 - ’-20dB’ 的測試確定調變與脈沖信號適合1 MHz的寬頻。圖5中的方塊可被想成限制時窗。設定10 kHz的解析頻寬,就是為了這個目的。因為振幅脈沖的關系,這項量測必須使用 ’peak hold’。這種方法考慮到了偏離精確的中心頻率之波形,所以將它變成一個?W率寬度????而非固定的遮罩。如果信號位于遮罩中間,結果會非常類似。圖5的圓點是封包起始碼中的非資料0所造成的。
圖5. -20dB量測
相鄰通道量測被指定為以一系列的隨機頻率量測來執行。非閘控掃描是檢查這些問題的快速而簡單的方法。與GSM、DECT和PDC等其他TDMA系統不同的是,即使是一項合?懔坎猓?勻豢贍芑崾褂玫秸?br />
頻外頻譜 – 頻率加倍技術常被用來防止RF耦合回VCO,而導致中心頻率拖曳。次諧波必須從RF輸出路徑中排除,尤其是當它們可能影響到GPS接收器(L2 頻率為1222.7 MHz)或蜂巢式無線電裝置等co-sited功能的效能時。
圖6顯示一個不含次諧波,但卻產生高達9 GHz諧波的設計中的信號。這項量測可利用標準的頻譜分析儀來執行。對研究工作來說,可以使用較快的掃描時間,但仍然需要好幾秒鐘。如果選擇較長的掃描時間,則擁有深度資料擷取緩沖區的較新型頻譜分析儀,可以讓您在掃描過后放大特定的取樣點。
圖6. 寬頻旁生
如圖7所示,有些設計會在發射與接收路徑中使用IQ混頻,優點是可以提高電路整合的層次,并將信號處理工作交由類比電路以外的數位信號處理。這個圖描述的是一種混合的方法。有一些設計會在前端加入影像斥拒混頻。較高層次的硅整合,使得它的價格更為便宜。
所有這些IQ階段的校驗都必須仔細地說明。雷達與蜂巢式應用所發表的技術,描述了可使用的序列和信號。直接將IQ調變應用到RF輸出,可能會對信號產生令人意想不到的影響。不過,調變器的調校錯誤并不會對頻率錯誤造成任何影響,因為頻率只是相位的改變率而已。然而要辨認頻譜中的錯誤可能不太容易。
圖7. IQ調變器、數位解調器
IQ調變中的錯誤,代表有振幅調變。這可以利用功率相對時間顯示圖來偵測,或使用向量分析儀來執行更詳細的研究。
IQ調變器也可以用來形成功率上下變換的情形,并指出閘控量測可能產生的值。在接收鏈中,誤碼量測必須先經過數位處理才能進行。在接收器的混頻器輸出和ADC輸入間找出一個DC區塊,以便確認零IF系統。像LO-RF回饋等瑕疵所產生的DC成份,會隨著輸入頻率而改變,必須妥善加以處理才行。通常會在RF通道頻寬的一半位置設定IF的Near-Zero IF,比較可能在初期被偵測出來。因此,旁帶抑制會是個問題。旁帶的快速計算法:0.1 dB的增益錯誤,或1度的相位錯誤,會使旁帶下降約40 dB。
分析 IQ波形 – 向量分析儀原本就可以解調相當大范圍的信號。雖然只包含直接應用的FSK的情況,可能無法保證額外的精密度,但在進行IQ設計的過程中,或考慮到Bluetooth 2、蜂巢式或WLAN等其他格式時,這個引數將會改變。
為了?解元件的行為特性,從多個方向來分析元件是很重要的。圖8顯示以4種方式來檢視相同資料的范例。偏差檢視以快速的視覺方式,提供正確調變模式的確認結果。眼圖和FSK錯誤可以顯示出調變的品質。解調資料檢視則可讓使用者檢查前文、起始碼、同步文字與負載資料。
圖8. FSK的多種檢視
設計模擬 – 較高層次的整合,著重在模擬工具。它們除了可以迅速評估不同的電路拓樸之外,還有一些較先進的工具能為接收器提供更多有效及有瑕疵的信號。
對Bluetooth技術來說,這里蘊藏了一些最大的RF挑戰。因為電池會消耗,所以可測試限定位準的壓縮效能之效應,以及相位雜訊、差動路徑損耗、信號瑕疵與干擾 – 包括鄰近發射器的效應,這些會在Bluetooth單元耦合到行動手機時發生。
最近的產品開發,有兩個部份具備了很大的優點。第一是數位信號生成與向量信號分析區塊的整合,可讓您交替進行模擬與實際的測試。軟體產品與實體儀器間的連結,能夠讓您迅速比較原型的結果。
第二個特色是設計指南,可以讓工具的設定自動化。它讓使用者紛紛改用可進行真實電路評估的設計軟體,來代替以特定無線電技術的相關基本配置資訊來編程。
接收器測試 – 圖2顯示的?頻器,是屬于混頻器/調諧電路的?頻器。它看起來很簡單,但需要執行一些校驗。在分析設計特性的過程中,務必注意有些結果并不會呈現正常(高斯)分?選?br />
原因出在使用的電路技術,而且基于調諧電路/混頻器組合的相位/頻率特性的關系,會有一個限制值。延遲線路?頻器是另一種選擇,但需要進行校驗。
評論