集成ZigBee無線電設計、檢定和驗證一體解決方案

射頻和電源測量
IEEE 802.15.4（包括ZigBee）標準的信道頻率間隔為5 Mhz。20dB信道帶寬應當顯著小于信道頻率間隔。圖2所示的2.3 MHz測得被占用帶寬完全符合該規格。輸出功率大致在20 dBm以內。屏幕顯示了輸出頻譜（屏幕下方）以及帶寬和電源的直接測量結果。在此頻率范圍內，測試電纜衰減約為2 dB，所以電源測量結果在預期范圍之內。


圖2。在該圖中，橙色條代表頻域顯示相對于時域測量結果的頻譜時間。

屏幕上半部底部的橙色條代表頻譜跡線的顯示時限。頻譜時間定義為窗口成形因子除以分辨率寬度的結果。在本例中，使用默認的Kaiser FFT函數（成形因子2.23）和11 kHz的分辨率帶寬，頻譜時間計算結果約為200 µs。在時域窗口上移動頻譜可取得數據包發射期間任何時刻的頻譜和測量結果。該采集僅在開啟無線電數據包發射后相關。

混合域示波器的射頻采集可執行射頻信號的功率和被占用帶寬測量。由于它也采集射頻采集的時間記錄，所以可用一個數字降壓轉換過程來產生I（真實）和Q（假想）數據。每個I和Q數據樣點代表射頻輸入與電流中心頻率的偏差。利用該分析可從所記錄的數據來計算射頻幅度-時間跡線。

圖3顯示了被添加到圖4顯示內容的附加射頻幅度-時間跡線。這證明了圖5中的電流和電壓測量事件與射頻發射的開啟相關。


圖3。功率和被占用帶寬的測量結果，包括相關的射頻幅度-時間，以及電源電流和漏極電壓的測量結果。

綠色跡線（跡線4）顯示了模塊的消耗電流。在數據包傳輸期間，該消耗電流幾近200 mA（請注意 174 mA的直接測量結果），所以必須設計電源來支持該負載。黃色跡線（跡線1）顯示了該電流對電源的影響。壓降只有70 mV左右，這一水平應當是優異的（請注意72 mV的直接峰-峰測量結果）。

屏幕上面部分的橙色跡線（跡線A）顯示了射頻信號幅度-時間關系。輸入電流分兩步上升。在第一步中，射頻集成電路被開啟。然后有一個時延來讓頻率合成器在功率放大器開啟前穩定下來。射頻功率的上升與第二步電流上升吻合。開啟時間約為100 µs。

常常需要在低電池條件或電源電流限制條件期間了解無線電發射器的性能，以便了解無線電合規性能的余量。在圖6中，一個1.5Ω的電阻器被與模塊串聯起來，以模擬電量已快耗盡的電池的效應。該模塊消耗的電流只低幾個毫安，但壓降為230 mV左右。根據射頻功率測量，輸出功率減少了1 dB，且相鄰信道的噪聲有輕微增加，如頻譜顯示中所見。從振幅-時間跡線（跡線A）中也可看出這一較低的輸出功率。


圖4。通過將電阻與模塊電源串聯來研究低功率性能行為的頻譜和測量結果。