1.引言
當(dāng)藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟宣布正式采用藍(lán)牙核心規(guī)范4.0版本后,藍(lán)牙低功耗以其突出的技術(shù)特點(diǎn):超低峰值、均值和空閑模式下的功耗使之能在標(biāo)準(zhǔn)紐扣電池上運(yùn)行甚至數(shù)年之久,低成本,多廠商互操作性,增強(qiáng)傳輸距離等等而迅速在各個領(lǐng)域發(fā)展開來,比如:體育健身,醫(yī)療保健,人機(jī)接口和娛樂設(shè)備等等。這么多的藍(lán)牙產(chǎn)品在無線環(huán)境中共存,規(guī)范又定義哪些無線射頻測試項(xiàng)呢?
2.藍(lán)牙4.0 射頻測試項(xiàng)目
根據(jù)藍(lán)牙測試規(guī)范 RF PHY Bluetooth Test Specification 4.5和4.6章節(jié):
發(fā)射機(jī)的測試項(xiàng)目(TRM-LE):
1.TRM-LE/CA/01/C (Output power at NOC)
2.TRM-LE/CA/02/C (Output power at EOC)
3.TRM-LE/CA/03/C (In-band emissions at NOC)
4.TRM-LE/CA/04/C (In-band emissions at EOC)
5.TRM-LE/CA/05/C (Modulation characteristics)
6.TRM-LE/CA/06/C (Carrier frequency offset and drift at NOC)
7.TRM-LE/CA/07/C (Carrier frequency offset and drift at EOC)
接收機(jī)的測試項(xiàng)目(RCV-LE):
1.RCV-LE/CA/01/C (Receiver sensitivity at NOC)
2.RCV-LE/CA/02/C (Receiver sensitivity at EOC)
3.RCV-LE/CA/03/C (C/I and receiver selectivity performance)
4.RCV-LE/CA/04/C (Blocking performance)
5.RCV-LE/CA/05/C (Intermodulation performance)
6.RCV-LE/CA/06/C (Maximum input signal level)
7.RCV-LE/CA/07/C (PER Report integrity)
3.R&S 藍(lán)牙4.0測試解決方案
信令綜測儀是藍(lán)牙測試的核心設(shè)備,R&S CMW系列是被藍(lán)牙特別興趣小組(SIG)認(rèn)可的藍(lán)牙射頻認(rèn)證測試的綜測儀平臺
https://www.bluetooth.org/tpg/QLI_viewQDL.cfm?qid=22986
針對藍(lán)牙4.0低功耗的測試需求,R&S公司提出CMW的測試解決方案,具體形式為:CMW500(或CMW270)綜測儀作為主表,和被測件建立藍(lán)牙4.0 Low energy的信令連接,信號源SGS100A做為頻率可到12.75G的外部干擾源,把兩路信號通過合路器合并在一起后,連接到被測件的天線端口,而被測件的控制指令則是CMW500通過USB轉(zhuǎn)串口線發(fā)送的,如下圖1:
圖1
最后通過R&S CMWRun自動化測試軟件KT057的選件包,把規(guī)范要求的藍(lán)牙4.0的14個射頻測試項(xiàng)自動測試完成,并生成相應(yīng)的測試報(bào)告,從而一鍵完成測試,如下圖2:
圖2
4.實(shí)例介紹
我們以接收機(jī)測試項(xiàng)中RCV-LE/CA/04/C (Blocking performance)作為例子介紹:這一項(xiàng)主要測試的是接收機(jī)帶外阻塞的性能,在藍(lán)牙頻段外有相應(yīng)的連續(xù)波的干擾時,接收機(jī)誤包率要求PER<=30.8%。測試條件具體有什么特點(diǎn)呢?讓我們一起來看一下(以channel 19 為例),首先,有用信號的要求:Channel 19,信號強(qiáng)度 -67dBm,DUT工作在Direct RX Mode,DH1,PRBS9,Hopping off,發(fā)送1500個包。如下圖3中的中間頻點(diǎn)2440MHz就是Channel 19.?
圖3
其次,干擾信號有什么特點(diǎn)呢?如上圖3中的紅色信號就都是干擾信號了,這些信號的頻段范圍分為4段:第一段,30MHz-2000MHz,第二段,2003MHz-2399MHz,第三段2484MHz-2997MHz,第四段,3000MHz-12.75GHz,這些干擾信號都是CW信號,測試過程中這些干擾信號的步進(jìn)又是多少呢?如下圖表4,比如在第一段30MHz-2000MHz中,這一段的步進(jìn)是10MHz,也就是,第一次是以30MHz作為干擾信號時,進(jìn)行一次Channel 19的PER測量,下次干擾信號的頻點(diǎn)會+10MHZ,也就是40MHz作為干擾信號時,再進(jìn)行一次Channel 19 的PER測量,如此,把所有頻段全部測完,這里面每個頻段的步進(jìn)是不同的,我們需要參照圖表4中的注釋。還有一個重要的指標(biāo),就是這些干擾信號的信號的強(qiáng)度是多大呢?干擾信號在各個頻段的信號強(qiáng)度也是不同的,比如,第一個頻段30MHz-2000MHz時,干擾信號的強(qiáng)度是-30dBm,而其他頻段又會采取不同的信號強(qiáng)度值,具體的這些信號強(qiáng)度值請參考下面圖表4中的注釋。
圖4
有了這些對測試條件的理解,我們就可以進(jìn)行Channel 19的PER測量了,怎么測量呢?測量的結(jié)果又怎么進(jìn)行判定呢?規(guī)范給出了我們相應(yīng)的要求:規(guī)范要求接收機(jī)PER測試要進(jìn)行兩次:
第一次,四個頻段以圖4中的頻率步進(jìn),和相應(yīng)頻段的功率強(qiáng)度測試PER,要求PER>30.8%的個數(shù)不能超過10個。
第二次,四個頻段以圖5中的頻率步進(jìn),這個和第一次是一樣的。但是卻采用了不同的功率強(qiáng)度作為干擾源,四個頻段的信號強(qiáng)度都是-50dBm進(jìn)行測試,測試的limit也發(fā)生了變化,這種情況下,PER>30.8%的個數(shù)不能超過3個。
圖5
那么這些測試條件和參數(shù)我們又怎么在自動化測試工具CMWRun中進(jìn)行配置呢?其實(shí)這些配置參數(shù)在CMWRun的TC config里面都已經(jīng)默認(rèn)配置好了,非常的方便測試人員進(jìn)行測試,如圖6中都已經(jīng)有了我們前面講的這些參數(shù)了,測試人員需要更改的就只是路徑的衰減值和Channel號了。
圖6
通過對上面測試項(xiàng)目的介紹,可以看到測試測試條件很多,手動配置操作很復(fù)雜,很容易出錯,因此使用R&S公CMWRun控制CMW500自動測試藍(lán)牙4.0可以大大簡化測試流程和參數(shù)配置,做到一鍵測試,高效準(zhǔn)確。如圖7:
圖7
5.結(jié)束語
R&S CMW500 藍(lán)牙 4.0 測試解決方案已經(jīng)被國際和國內(nèi)各個領(lǐng)域的認(rèn)證機(jī)構(gòu)列為認(rèn)證測試系統(tǒng),也成為了各個芯片和終端廠家的參考測試方案。當(dāng)然,由于藍(lán)牙4.0強(qiáng)化了低功耗性能,因此除了射頻測試外,功耗測試也深受關(guān)注。R&S的耗電自動測試解決方案正是針對這一需求。該方案同樣基于自動化軟件CMWRun,利用CMW500建立連接后,通過R&S 4通道電流電壓測量模塊ZVC來實(shí)現(xiàn)自動化的功耗測試,請參考圖8:
圖8
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