433M短距離無線發射機測試建議書

ID:308315 · 發表于 2018-4-14 23:00

短距離發射器測試建議書

1.短距離發射器技術介紹

無執照發射器主要應用于遙控鑰匙(RKE)、家庭自動化、家庭安全系統和其他需要近距離通信的設備(SRD)，主要工作于ISM頻段（包括315Mhz和433.92Mhz）這種近距離通信通常采用ASK調制，ASK調制方式實現簡單，成本較低，廣泛采用的是直接雙邊帶調制DSB-ASK，其他還有單邊帶SSB-ASK和相位翻轉PR-ASK等調制形式，但是采用FSK調制也是一個發展方向，以為FSK調制在傳輸較高速率數據時更加穩定，抗干擾性也好于ASK。
對于ASK調制信號主要通過包絡檢波和幅度檢測等方式得到調制的數據，對于FSK調制信號主要通過鑒頻電路或數字IQ解調得到調制數據。

2.主要測試項目及安捷倫解決方案

對于發射機研發和生產測試有很多區別，研發測試設計更加全面的測試，包括射頻和基帶電路，包括天線的分析，著重于發現和解決在研發過程可能出現的各種問題，所以研發測試可能設計的儀表更多，包括矢量信號源用于產生測試信號，信號分析儀用于測試發射信號的功率，頻譜和調制特性，矢量網絡分析儀用于分析天線和射頻器件特性，電源分析儀用于測試低功耗控制性能，示波器用于分析基帶數據序列和響應時間等。

由于信號的瞬變特性以及不同的濾波器方式，常常呈現復雜的頻譜特性和時變特性，不容易穩定的測量，安捷倫公司的寬帶信號矢量采集和回放就可以很好的幫助用戶捕捉和存儲信號，還可以通過高性能的矢量信號源進行復現，使用N9020A、N9030A信號分析，捕捉和采集帶寬可以達到160Mhz，可以很好的捕捉不同頻帶同時出現的失真和干擾信號。生產測試主要針對整機設備，只測試關鍵的系統指標，著重于提高測試效率和降低測試成本。

2.1 發射機測試

發射機測試主要包括功率和頻譜測試，調制質量測試，雜散測試等。推薦在研發中使用安捷倫公司的X系列信號分析儀，包含最新的信號處理技術和開放的windows系統，突破了以往分析儀的極限，支持最快的信號和頻譜分析，實現速度和性能的最優化，不僅可以測試測頻信號，還可以支持相噪測試，噪聲系數測試。

功率和頻譜測試：主要驗證設備發射豬狗的功率電平，保證傳輸距離，同時有正確的調制波形，頻譜干擾成分較小。

調制質量分析：主要針對ASK和FSK數字調制測試調制精度，調制指數等，確保設備有正確的調試方式，調制指數和精度符合要求，不影響通信質量。

2.2接收機測試

接收機測試主要針對接收機性能，包括靈敏度，最高接收電平，抗干擾特性，保證通信距離，避免錯誤識別等。推薦在研發中使用安捷倫的X系列高性能矢量信號源E4438C或N5182B.

2.3天線匹配測試

采用 E5071B ENA 或4396B 進行天線匹配，方向性等參數測試。

2.4時域信號分析測試

采用 MSO7000系列示波器進行時域信號波形分析,主要測試參數包括時鐘抖動，頻率，電平及數據流分析。

3．測試儀表介紹

3.1安捷倫無線通信測試平臺簡介

安捷倫公司是世界上最大的測量儀表供應商，以其先進的測量技術，尤其是射頻測量技術在通信界享有很高的聲譽。安捷倫公司從很早開始就積極參加各種主流通信技術的規范委員會，如歐洲的ETSI以及北美的TIA，參與并幫助了很多無線通信測試規范的發布，并為眾多設備廠商提供了無線通信設備的研發、生產以及服務的一系列的測試解決方案，成為該領域最成功的公司。隨著通信技術的發展和規范的更新，安捷倫公司也不斷地推出新的解決方案，保持著市場的領先地位。

安捷倫公司可以提供目前行業最完整的無線通信標準研發和驗證平臺，如下圖所示：

安捷倫可以提供無線通信信號產生，信號分析，射頻器件測試，無線通信網絡模擬和無線通信認證測試系統等硬件和軟件平臺，支持各種靈活的無線通信標準和先進技術，模擬各種無線通信設備或網絡的信號，模擬無線傳播信道特性，進行一致性認證測試

3.2 E4438C射頻矢量信號發生器

E4438C是高性能的矢量信號發生器。它可以產生各種數字調制信號，以及連續波（CW）信號、模擬調制信號（AM、FM、PM等）、多音信號等。它可以用于元器件測試、接收機測試、發射機各部分的測試等。它具有速度快、高帶寬、高精度、靈活性好等優點。

它具有以下特點：

高帶寬。它的輸出信號的射頻帶寬可達80MHz，輸出I+jQ信號的帶寬可達160MHz；

高達6GHz的頻率覆蓋范圍；

存儲深度達64MSa，利用“數據流”功能，更可以產生長度幾乎不受限制的波形；

輸出電平精度達 +/-0.5dB；

提供模擬IQ和數字IQ輸出；

提供單端IQ和差分IQ輸出；

可以產生GSM/GPRS/EGPRS、W-CDMA/HSPA、IS-95、CDMA2000、1xEV-DO、802.11a/b/g/n、Bluetooth、TD-SCDMA、LTE、DVB等符合標準的調制信號；

可以產生ASK,FSK，AM、PM、FM、BPSK、QPSK、OQPSK、π/4 DQPSK、8PSK、16PSK、D8PSK、MSK、16QAM、32QAM、64QAM、256QAM、FSK等靈活調制信號；

可以產生內置的AWGN信號；

增強的多音信號(multi-tone)產生功能,使得適合作為多載波功放的激勵信號；

提供衰落仿真功能；

可輸入模擬IQ信號，替代調制器和射頻電路；

可輸入數字IQ信號，替代數模變換器、調制器和射頻電路；

兩年的校準周期。

3.3 X系列高性能信號分析儀

MXA N9020A是Agilent最新一代的中檔矢量信號分析儀。它運用了最新的數字信號處理技術和開放的Windows XP系統，突破了以往分析儀的極限，支持最快的信號和頻譜分析，實現速度和性能的最優化，其應用具有以下特點

MXA具有業界最快的信號分析能力：比其他信號頻譜分析儀快30-300%。低于14ms WCDMA ACLR快速測量；低于75ms模式切換速度；

MXA是業界最高性能的中檔信號分析儀：40M分析帶寬，1dB電子步進衰減器，73dB WCDMA ACLR動態范圍；

MXA具有最先進的用戶界面和出色的連通性：最多可有12個Markers，6條Trace，內置細致到對一個按鍵和功能詳細指導的help文件，具備USB 2.0, 100bT LAN with LXI-C compatibility, GPIB等接口；

最廣泛的測試應用和解調能力：MXA內置了安捷倫公司經典的矢量信號分析軟件89601A，對于各種模擬，數字調制，脈沖調制信號，可以通過該軟件分別從時域，頻域，解調域來完成信號的解調分析；

支持帶寬達40MHz的基帶IQ輸入，應用于無線基帶芯片信號調試和性能驗證。

PXA N9030A 是繼MXA系列矢量信號分析儀成功后推出的高性能矢量信號分析儀。它繼承了MXA系列矢量信號分析儀的windows系統以及優點，但有了更高的硬件性能：

高達75dB的無雜散動態范圍；

高達160MHz可選分析帶寬；

±0.19dB 的幅度精度；

-172dBm DANL，采用本底噪聲擴展技術。

Agilent PXA信號分析儀專門針對當前的需求而設計，并為未來做好準備，是現有高性能分析儀的更新換代產品。它能幫助您保持以前的性能，改進當前設計并加速未來創新。通過PXA 信號分析儀實現掌控，推動技術發展。

3.4 89601B矢量信號分析軟件

89601B是當前世界上功能最強大的信號分析軟件，它可以安裝在安捷倫的不同硬件設備中，包括信號分析儀、頻偏分析儀、數字示波器甚至邏輯分析儀中，形成功能強大的矢量信號分析儀。利用前端不同的硬件進行信號采集并進行數字化，再送入89601B軟件，能對各種模擬和數字調制信號進行頻域、時域、調制域全面的分析，可以測量矢量誤差、頻率、相位、幅度誤差、調制質量（Rho）、碼域功率等，可以觀察矢量圖、星座圖、眼圖、柵格圖、色譜圖，利用完善靈活的矢量分析功能，可以幫助分析從基帶到射頻的各種問題。

最強大的信號分析功能

對于從事各種通信系統信號檢測工作的工程師來說。矢量信號分析儀是不可缺少的工具。矢量信號分析儀可提供傳統RF頻譜顯示，基帶（I/Q）分析、信號捕獲存儲器、RF和IF觸發、眾多模擬和數字解調器，以及擴展的全套時間、頻率及調制分析工具。這些能力使矢量信號分析儀成為評估窄帶和寬帶數字通信信號的理想儀器。

分析工具

用安裝了89601B的數字示波器為您的設計提供時域分析。用主時間顯示評估脈沖形狀，用時間選通特性選擇要解調或作其它分析的特定突發部分，以及用互補累積分布函數（CCDF）和概率分布函數（PDF）這類統計工具表征您現代通信信號的類噪聲行為。

用89601B的頻域分析工具簡化對信號的特性表征。用基于快速傅里葉變換（FFT）的頻譜分析加速高分辨率寄生搜索。矢量信號分析儀的寬量程范圍選擇使您能得到與信號帶寬相符的測量范圍，從而最大化信噪比（SNR）。低至小于1Hz的分辨率帶寬提供頻域調查所需的所有分辨率。在計算SNR時，功率譜密度（PSD）函數對于估計噪聲系數級是非常有用的。譜圖顯示還能監視不同時間跳頻信號的寬帶行為

用調制域分析工具快速評估和查錯數字調制信號。例如，您可用格圖/眼圖檢查信號行為，用星座圖和矢量圖全面顯示信號行為，以找到跟蹤問題原因的線索。并能利用誤差矢量幅度（EVM）、EVM譜和EVM時間能力更好地檢查信號錯誤。

問題查找和診斷能力

89601B 矢量信號分析軟件提供眾多的查錯工具，可通過它的靈活解調分析新出現

的寬帶制式信號，以幫助設計新的數字通信系統。

該分析儀具有獨特的差錯分析工具，包括自適應均衡，可幫助您確定是否有問題，以及問題的產生原因。它包括DSP差錯，例如符號時序差錯、過濾差錯、DAC溢出、不正確的sinX/X補償等，以及IQ不平衡、正交時滯、IQ偏移及其它RF問題。

擴展功能

這些能力也可用于在數學工具，如MATLAB和Mathcad建立的仿真上進行測量。在使用Agilent EEsof 先進設計系統CAE仿真時，能在“實時”方式的動態鏈接中進行這些測量。因而您能象在硬件中一樣，對仿真進行查錯和調整。

當與新的ADS至儀器鏈接，例如與Agilent ESG信號源的鏈接組合時，您就能建立帶有“虛擬硬件”的系統 ---- 用仿真代替框圖中尚缺失的部分，并對其進行測量，就像它們實際存在一樣。

4.5EPM-P系列功率計和E9320系列探頭

EPM-P系列功率計是新型的功率計，它突破了傳統功率計的測試功能，可以同時進行峰值功率、平均功率和峰均比（PAR）的測試。它特別適合測試無線通信中的類噪聲信號的功率，如WCDMA 、CDMA2000、WLAN等。同時，它也具備門控功能，適合測試脈沖信號的功率，如GSM、EDGE、Bluetooth等信號。

EPM-P系列功率根據通道數的多少，分為以下兩個型號：

E4416A：單通道

E4417A：雙通道

為了測試PAR，EPM-P系列的功率計需要使用E9320系列的探頭。根據輸入信號頻率和帶寬的不同，又不同的型號：

E9321A: 輸入信號頻率范圍 50MHz ---- 6GHz，帶寬300kHz

E9322A: 輸入信號頻率范圍 50MHz ---- 6GHz，帶寬1.5MHz

E9323A: 輸入信號頻率范圍 50MHz ---- 6GHz，帶寬5MHz

E9325A: 輸入信號頻率范圍 50MHz ---- 18GHz，帶寬300kHz

E9326A: 輸入信號頻率范圍 50MHz ---- 18GHz，帶寬1.5MHz

E9327A: 輸入信號頻率范圍 50MHz ---- 18GHz，帶寬5MHz

4.6仿真和設計平臺ADS

Agilent ADS (Advanced Design System)是專門針對電子系統,電路設計仿真的EDA工具,。可以提供目前最為完整的系統及電路計算機和半實物仿真功能，其典型功能應用包含：

電子系統全系統模型仿真, 用戶可以快速地搭建完整的通信系統。同時使用軟件提供的測試模塊，對發射機的調制性能；接收機的解調算法和性能；以及整個系統在各種條件下的誤碼性能進行快速的評價。

最完整的無線通信設計庫，包含了按照相應標準和協議編制的數據交織，加擾，成幀，擴譜，調制，信道模型，解調，解擴，解擾，去交織等所有規范中涉及到的算法模塊。

天線及信道傳輸模型建立(如天線傳播, 信號衰落, 多徑效應等),

中頻;射頻及微波電路設計仿真,

RFIC設計仿真，與網絡分析儀連接使用完成器件的建模；

信號調制/解調處理分析；

數字信號處理算法實現；

子系統級聯仿真，同時加入通信信道的模型，就可以進行整個通信系統鏈路的仿真；

ADS軟件還提供了和其它基帶處理和仿真軟件的協同仿真能力，包括Cadence; HDL;Matlab;TI ISS等。同時支持用戶以C++代碼輸入和編譯后的用戶自定義模塊。

ADS特有的功能是還可和各種實際測試儀表進行動態連接,將軟件仿真的結果和測試儀表的實際測試緊密聯系起來,從而完成半實物仿真工作，擴展傳統EDA軟件仿真設計的應用領域。

ADS可以完成各種所需的設計工作，包括：

系統級設計：ADS的系統級可以使您在行為級分析整個系統的功能。結合自頂向下的設計方法，您可以很方便地將子系統、子電路的設計包含到系統級設計中。ADS在高度集成的設計環境中提供廣泛的模擬、DSP和RF行為模型。無論設計目標是基帶或者模擬/RF處理還是混合信號的單片系統(SOC，System-On-Chip)，ADS都可以令您快速、精確地設計和驗證系統的實現，使您迅速地開發芯片組。

DSP設計：ADS的DSP設計使您通過精確仿真來快速開發、驗證DSP算法。隨后的DSP綜合功能可以在系統級優化您的設計，并能夠很容易地產生HDL代碼。

RFIC設計：ADS的RFIC設計使您能夠設計嚴格符合3G規范的低噪聲放大器、混頻器、振蕩器和其它關鍵性元器件。

微波電路設計：ADS的微波電路設計可以幫助您集成微波電路的圖形、仿真和物理設計。

RF電路板設計：ADS的RF電路板設計為您的RF設計提供擴展的電路仿真、優化和分析工具。

4.7InfiniiVision 7000系列臺式混合信號與數字存儲示波器

Agilent InfiniiVision 7000系列與同類其他示波器相比，可以更精確地顯示目標信號，以獲得最佳的信號可視性。它帶有能夠總保持響應的快速MegaZoom III深存儲器，從而幫您隨時快速捕獲和分析模擬、數字和串行信號。與市場上的其他示波器相比，7000系列能讓您發現更微小的信號細節和偶然事件。

技術指標：

帶寬：350 MHz，500 MHz或1 GHz

通道：MSO型號上2或4個模擬通道和16個數字通道

采樣率：高達4 GSa/s

主要特性：

具有256級灰度的12.1英寸XGA顯示屏，可以顯示微小的信號細節

每秒100000次波形實時更新速率，輕松顯示偶發事件

完整的連通性方案，包括：支持USB、LAN、XGA顯示、LXI C類標準連接

廣泛的自動測量和應用選件

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