集成ZigBee 的射频实现与测试.pdf

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1、汽车电子混合信号的测试方案集成ZigBee的射频实现与测试应用文章集成ZigBee的射频实现与测试■应用文章RF输入4/SPI总线通道1电压通道4电流无线电测试模块电路板无线电模块PCSPI控制器总线电源测试电路板或电池稳压器图3.(MicrochipTechnologiesMRF24J40MB和Explorer16演示电路板)ZigBee无线电模块/测试电路板与MDO4000B系列混合域示波器之间的测试连接。集成的射频测试验证微控制器中的软件(不管是集成还是分开)需要提供更高级的协议(ZigBee或其它协议)，及控制无线系统的一旦选择了无线实现方式，

2、进行了相应的PCB布线，供电，运行产品的其它方面。在许多应用中，无线传输编写了必要的软件，那么需要进行大量的测试，以保证的定时至关重要，以便产品的某个其它部分正在工作，良好的通信：消耗电源电压时，射频电路不会发射信号。对许多应用来说，无线系统与产品其它部分之间要进行为了说明验证射频工作所要完成的一些测试，我们使用串行通信。例如，MicrochipIC和模块采用4线SPI连接，带有Explorere16演示电路板的MicrochipTechnolo-控制射频IC和相关组件，如功放。需要使用SPI命令，giesIEEE802.15.4放大无线模块(MRF2

3、4J40MB)。这设置内部寄存器，选择频率信道、输出功率电平及许多些屏幕显示是使用泰克MDO4000B系列多域示波器获其它工作参数。SPI还用来控制通用端口引脚，这些引得的，可以以时间相关的方式同时查看RF信号、模拟脚控制着功放器或其它器件。SPI还用来把数据包发送信号和数字信号。设置和数据命令从PC发送，允许手到IC或模块，发送命令传送数据包。接收机数据也通动控制。图3显示了测试设置。注意我们直接连接到射过SPI总线返回。频部分，方便电源测量和其它测量。同样，可以使用校准后的天线，进行RF测量。集成ZigBee的射频实现与测试■应用文章频谱时间总功率

4、和占用带宽频域画面时域画面图4.时域画面和频域画面。橙色条表示频域画面相对于时域测量的频谱时间。验证射频工作的一些关键测试有：屏幕上半部分底部的橙色条表明了显示频谱曲线的时间周期。频谱时间是窗函数因数除以分辨率带宽。在本例RF测量和电源测量-泰克MDO4000B系列混合域示中，我们使用默认的KaiserFFT函数(因数为2.23)，波器的独特之处在于，它允许同时查看射频频谱和电RBW为11kHz，则频谱时间约为200us。在时域窗口源，如图4所示。中移动频谱条，可以在数据包传输期间观察和测量数据。IEEE802.15.4(包括ZigBee)的信道间隔为

5、5MHz。只有在启动无线数据包发射之后，这一采集才是相关的。20dB信道带宽应明显低于信道间隔。如图所示，测泰克MDO4000B系列示波器RF采集可以测量RF信号得的占用带宽是2.3MHz。输出功率约为预计的20的功率和占用带宽。由于它还捕获了RF采集的时间记dBm。屏幕下半部分显示了输出频谱，屏幕上显示了录，因此可以使用数字下变频生成I(实数)和Q(虚数)带宽和功率的直接测量结果。测试电缆在这个频率范围数据。每个I和Q数据样点表示当前中心频率RF输入内损耗约2dB，因此功率测量位于预计范围内。的瞬时偏差。通过这一分析，可以从记录的数据中计算出RF幅度

6、随时间的变化。集成ZigBee的射频实现与测试■应用文章漏极电压随时间变化吸收电流随时间变化RF幅度随时间变化曲线频谱时间图5.功率和占用带宽测量，相关的RF幅度随时间变化，电源电流和漏极电压测量。图5在图4画面中增加了RF幅度随时间变化曲线。这屏幕上半部分橙色条(轨迹A)显示了RF信号幅度随时演示了图5显示的电流和电压测量与启动RF发射相关。间变化。输入电流分两步上升。首先，启动射频IC。延迟让频率合成器稳定，然后启动功放。RF功率上升绿色轨迹(轨迹4)显示了模块消耗的电流。在数据包与电流阶跃的第二部分一致。启动周期约为100us。传输过程中，消耗的

7、电流约为200mA(注意测量值为174mA)，因此电源必须设计成支持这一负荷。黄色轨迹(轨迹1)显示了消耗这一电流对供电电压的影响。电压暂降仅约为70mV，(注意测量值为72mV)。集成ZigBee的射频实现与测试■应用文章供电电压暂降提高噪声略微提高图6.频谱及其它测量，电阻与模块电源串联，研究低功率性能特点。在图6中，1.5欧姆电阻与模块串联，以仿真电池耗尽时间变化轨迹(轨迹A)中还可以看到较低的输出。通时的影响。模块消耗的电流只低几毫安，但电压降约常必需了解电池电量不足或在电源限流期间无线发射机230mV。注意测量的RF功率输出功率下降了1dB，

8、的性能，以了解射频的一致性性能余量。从频谱画面中可以看到，邻道噪声略微提高。在幅度随集成Zig