蓝芽收发器ic测试

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1、藍芽收發器IC測試上網時間:2002年11月09日 打印版  推薦給同仁  發送查詢藍芽規範的第一個正式版本1.0版已於1999年7月發佈，之後許多廠商都推出了支援藍芽產品的高性價比積體電路晶片。隨著藍芽產品越來越普及，製造商需要以較低的成本完成大量測試工作。本文針對藍芽射頻前端收發器，著重介紹藍芽技術規範中定義的各類測試參數。今天的電子工程師幾乎沒有人沒聽說過‘藍芽’的概念，這個詞出自公元10世紀丹麥國王HaraldBlaatand，他為了聯繫他的臣民曾在挪威和丹麥建立了一個通訊系統。開發藍芽技術是為了使

2、個人數位助理(PDA)、行動電話週邊及其它行動計算設備不必使用昂貴的專用線纜就可以進行通訊，正因為此，藍芽又被稱作‘個人區域網路路(PAN)’。對藍芽產品來說，最基本的要求是低價格、高可靠性、低能耗和有限工作範圍。最初藍芽定義為採用全球適用的2.4GHzISM頻段進行短距離通訊(10至15米)，不過最近晶片製造商的不斷提高使藍芽技術遠遠超出當初的設計水準，一些OEM製造商希望能在20到30米辦公室環境和100米開放環境下使用藍芽技術，他們期待將藍芽作為網路連接技術，使筆記本電腦用戶透過無線接入點進入到區域網

3、路中。藍芽技術由4個主要部份組成，分別是應用軟體、藍芽堆疊、硬體和天線，本文針對硬體和射頻前端收發器，重點介紹藍芽技術規範中定義的各類測試參數。藍芽收發器對整合RF收發器的測試要求可以典型的RF藍芽原理框圖(圖1)來說明。◆藍芽發射器藍芽無線信號採用高斯頻移鍵控(GFSK)方式調變，發射數據(Tx)透過高斯濾波器濾波後，用濾波器的輸出對VCO頻率進行調變。根據串列輸入數據流邏輯電平，VCO頻率會從其中心頻率向正負兩端偏離，偏移量決定了發射器的調變指數，調變的信號經放大後由天線發射出去。藍芽無線信號在半雙工模

4、式下工作，用一個RF多路再使用開關(位於天線前)將天線連接到發射或接收模式。◆藍芽接收器與設備接收部份相似，從另一個藍芽設備發射來的GFSK信號也是由天線接收的。在這期間，開關與低噪音放大器(LNA)相連，對接收到的信號(Rx)進行放大。下一級混頻器將接收信號下變換到IF頻率(一般為幾MHz)，進行該步驟時用於發射的PLL/VCO部份作為接收器下變頻本機振盪器使用，將IF信號解調並恢復出數據。擴展頻譜藍芽無線通訊的一個獨特之處就是它使用了擴頻技術，該技術原來是為軍事應用開發的，因為軍事應用中無線數據傳送必須

5、安全可靠。傳統意義上的窄頻應用要消耗更多功率，在一個頻率上停留的時間很長，因此頻譜很容易被檢測到；而將發射器功率分配(擴展)到更大的頻寬上之後，此時信號看起來更像隨機噪音，這相當於犧牲頻寬效率來換取可靠性和安全性。由於功率密度較低，這些系統對其它信號接收器干擾小，而且即便存在信號丟失頻段，數據也可以在其它頻率恢復，從而增強了對干擾和噪音的抵抗能力。兩種最主要的擴頻形式是跳頻(FHSS)和直接序列(DSSS)，用原始數據對載波進行調變並使用與每個鏈路端點跳頻代碼一致的頻率範圍發射時(圖2)使用FHSS系統。採

6、用這種方式後，由於某個頻率干擾而丟失的數據可以透過另一個頻率發射，FHSS中的擴展代碼產生器直接用GFSK調變技術對載波頻率進行調變。GFSK調變GFSK是一項調變技術，它在一個位元持續時間內由數據線性修改載波周期部份載波頻率，頻率變換速率是數據率的函數，頻率變換大小是數據幅值的函數，它們之間的相互關係以調變指數β來表示。FSK信號調變指數β由下面公式計算：β=2Δf/fi此處fi是以赫茲表示的數據頻率(對藍芽來說典型值為1MHz)，Δf是載波的頻偏。如果選擇140kHz作為藍芽載波頻偏，那麼：β=2Δf/

7、fi=280kHz/1MHz=0.28且FFSK=Acos(2πfc(t)+0.28π∫m(t)dt)這裏A是數位數據的振幅，m(t)是持續一個位元時間且直流電平為±1的數位數據。可以用靈敏度為140kHz/V的壓控振盪器作為FSK調變器，其β=0.28，通常要讓輸入數據流透過限制器以確保電路頻差為140kHz。載波頻偏(發射模式)取決於輸入數據流的振幅，反過來也一樣成立，解調後載波的數據振幅是載波偏差(接收模式)的函數，這一點對系統誤碼率(BER)是很重要的。BER是每個發射位元相對於每位元所包含噪音功率

8、的函數，它們之間關係用Eb/No表示，即每個位元的功率噪音比。可透過減少接收器噪音或提高發射功率來改善Eb/No，也可提高每個發射位元的功率改善Eb/No。提高載波頻偏能增加每個發射位元的功率，從而提高Eb/No並降低位元出錯率；但其負面影響是提高頻偏會導致增加頻寬，降低系統的信道數量。有效的通訊要求有一個最小誤碼率，藍芽技術指標規定為在72dBm時BER為0.1%，即每1,000位元的數據流中有1個錯誤。一致性