正确的无线电设计测试
发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:432
现今的bluetooth无线电设计?裼昧艘恍┫低辰峁梗?邮褂美啾鹊鞅涞拇??f系统,到数位iq调变器/解调器配置不等。不论设计的配置为何,在开发产品的过程中都必须设法解决下列几个问题:
• 全球的法规需求
• bluetooth技术认证
• 简单、高良率的制造与测试
• 与其他厂商的设计达到完美的相互操作性,他们的设计当中有些可能仅勉强符合bluetooth规格而已
在以下的篇幅中,我们将检视设计的一些不同特性、研发测试的意涵、以及可让开发工作变得更容易的工具。接着,我们会说明如何执行这些量测,并讨论可预期的一些量测价值。
bluetooth rf技术 – 概要
bluetooth装置会在2.402到2.48 ghz的ism频带内操作,通常是在79个通道上。它们利用一种名为0.5bt gfsk(高斯移频键控)的数位调频技术来互相进行通讯。这表示载波会以每秒100万个符号(或位元)的速率上移157 khz,以代表 ’1’,或下移以代表 ’0’。’0.5’ 将–3 db的资料滤波器频宽限定为500 khz,藉此为?子玫?f频谱设下限制。
两个装置间的通讯属于分时双工(tdd),意思是发射器和接收器依次在不同的时槽交替进行传输。此外,还使用高达1600 hops/s的超快跳频模式,来提高可能显得拥挤的频带内的链路之可靠度。如果最近的u.s. fcc规定预期频带的用量几乎确定会增加,那么可靠度就很重要了。
图1. bluetooth rf功率波封与vco频率时序
图1显示在625µs的时槽中,传送和接收一个366µsdh1封包的可能时序。在下方轨迹可以看到安定时间间隔。在这个间隔中,装置必须跳至下一个通道频率,而电压控制振?器(vco)必须及时安定,以便发射或接收封包资料。请注意,封包的开头与rf丛发的上升缘并没有直接的相关,这可以从代表可能的替代上升缘之虚线看出来。丛发的上升缘也与时槽的开头无关。
所有的封包资料都传送出去之后,设计可能会立刻降低功率,或等到接近时槽末端才降低功率。
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图2. 直接调频的vco,类比?频器
图2所示的bluetooth范例中的接收器?丫种皇褂靡桓鱿伦?弧#ɑ疑?娇槭遣煌?杓浦惺÷曰蚪换涣慵?牟糠荩?o裾庋?纳杓浦换崾褂靡桓霰镜卣癖u器。输出的频率会提高一倍,而且会在接收与发射功能间切换。使用fsk可以对vco进行简单的直接调变。基频资料会通过高斯滤波器,并在固定的时序延迟及没有过击的情况下进行特性分析。脉波仅应用于发射器。使用sample-and-hold电路或相位调变器,可以防止锁相?路(pll)去除频宽内的相位调变。中频通常会非常高,故可限制滤波器元件的实体大小,并确保if频率距离lo频率够远,以达到满意的影像斥拒。
当位准够高而能过载接收器的输入时,可以使用天线交换。
功率–t- 输出放大器是一个选项,使用它可以提高class 1(+20 dbm)输出版本所需的功率。位准准确度的规格并不严苛,但必须小心避免产生过多的功率输出,并确保电池不会发生非必要的消耗。
不论设计提供+20 dbm或较小的值,接收器都必须准备好提供接收信号强度指标(rssi)资讯,以使不同功率等级的装置可以相互操作。设计中像这样的功率上下变换现象,可以藉由控制放大器的偏压电流轻易地达到。
有别于dect或gsm等tdma系统,bluetooth频谱测试并不会被闸控,以区隔功率控制和调变错误。量测间隔必须够长,才能撷取上下变换与调变所造成的效应。实际上,这可能不会造成认证问题,但时闸量测可能会因为具备迅速找出瑕疵的能力而变得非常重要。
如图3所示,有一些设计会在调变开始之前,利用非指定的?期来准备接收器。在
现今的bluetooth无线电设计?裼昧艘恍┫低辰峁梗?邮褂美啾鹊鞅涞拇??f系统,到数位iq调变器/解调器配置不等。不论设计的配置为何,在开发产品的过程中都必须设法解决下列几个问题:
• 全球的法规需求
• bluetooth技术认证
• 简单、高良率的制造与测试
• 与其他厂商的设计达到完美的相互操作性,他们的设计当中有些可能仅勉强符合bluetooth规格而已
在以下的篇幅中,我们将检视设计的一些不同特性、研发测试的意涵、以及可让开发工作变得更容易的工具。接着,我们会说明如何执行这些量测,并讨论可预期的一些量测价值。
bluetooth rf技术 – 概要
bluetooth装置会在2.402到2.48 ghz的ism频带内操作,通常是在79个通道上。它们利用一种名为0.5bt gfsk(高斯移频键控)的数位调频技术来互相进行通讯。这表示载波会以每秒100万个符号(或位元)的速率上移157 khz,以代表 ’1’,或下移以代表 ’0’。’0.5’ 将–3 db的资料滤波器频宽限定为500 khz,藉此为?子玫?f频谱设下限制。
两个装置间的通讯属于分时双工(tdd),意思是发射器和接收器依次在不同的时槽交替进行传输。此外,还使用高达1600 hops/s的超快跳频模式,来提高可能显得拥挤的频带内的链路之可靠度。如果最近的u.s. fcc规定预期频带的用量几乎确定会增加,那么可靠度就很重要了。
图1. bluetooth rf功率波封与vco频率时序
图1显示在625µs的时槽中,传送和接收一个366µsdh1封包的可能时序。在下方轨迹可以看到安定时间间隔。在这个间隔中,装置必须跳至下一个通道频率,而电压控制振?器(vco)必须及时安定,以便发射或接收封包资料。请注意,封包的开头与rf丛发的上升缘并没有直接的相关,这可以从代表可能的替代上升缘之虚线看出来。丛发的上升缘也与时槽的开头无关。
所有的封包资料都传送出去之后,设计可能会立刻降低功率,或等到接近时槽末端才降低功率。
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图2. 直接调频的vco,类比?频器
图2所示的bluetooth范例中的接收器?丫种皇褂靡桓鱿伦?弧#ɑ疑?娇槭遣煌?杓浦惺÷曰蚪换涣慵?牟糠荩?o裾庋?纳杓浦换崾褂靡桓霰镜卣癖u器。输出的频率会提高一倍,而且会在接收与发射功能间切换。使用fsk可以对vco进行简单的直接调变。基频资料会通过高斯滤波器,并在固定的时序延迟及没有过击的情况下进行特性分析。脉波仅应用于发射器。使用sample-and-hold电路或相位调变器,可以防止锁相?路(pll)去除频宽内的相位调变。中频通常会非常高,故可限制滤波器元件的实体大小,并确保if频率距离lo频率够远,以达到满意的影像斥拒。
当位准够高而能过载接收器的输入时,可以使用天线交换。
功率–t- 输出放大器是一个选项,使用它可以提高class 1(+20 dbm)输出版本所需的功率。位准准确度的规格并不严苛,但必须小心避免产生过多的功率输出,并确保电池不会发生非必要的消耗。
不论设计提供+20 dbm或较小的值,接收器都必须准备好提供接收信号强度指标(rssi)资讯,以使不同功率等级的装置可以相互操作。设计中像这样的功率上下变换现象,可以藉由控制放大器的偏压电流轻易地达到。
有别于dect或gsm等tdma系统,bluetooth频谱测试并不会被闸控,以区隔功率控制和调变错误。量测间隔必须够长,才能撷取上下变换与调变所造成的效应。实际上,这可能不会造成认证问题,但时闸量测可能会因为具备迅速找出瑕疵的能力而变得非常重要。
如图3所示,有一些设计会在调变开始之前,利用非指定的?期来准备接收器。在
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