輕松通過WLAN發射機預一致性測試須知

　　光有智能小玩意已經不夠了。任何小玩意如果想吸引消費者注意，不僅要智能化，還要聯網化。聯網化意味著設計中還必須有無線功能。無線技術帶來了許多新的設計可能，并開始出現在某些不尋常的地方。下面列舉了一些比較有趣的實例：

　　· 初創公司Velo Labs正在開發一種采用太陽能提供動力的自行車鎖，它可以掛到Wi-Fi網絡上，在車鎖的動作檢測器感應到自行車可能被盜時，會向自行車主的智能手機發送警報。

　　· Oral-B的一種新型智能電動牙刷采用無線技術，捕獲與用戶刷牙習慣有關的信息，其可望成為牙科記錄的一部分。這到底算不算好事還有待消費者來評判。

　　當然，其意義在于在貨架上、在工作中或有待想象的數千種產品將采用某種低功率無線功能，滿足消費者需求，或者可能會成為所謂的物聯網的一部分。

　　對聯網的所有這些需求極具挑戰性的部分是產品制造商必需學習怎樣在產品中增加無線功能，但許多制造商幾乎沒有RF經驗。最常用、也是最實用的方法是在設計中直接采用預封裝的WLAN模塊。這些模塊的市場正以兩位數的速度強勁增長，而且預計還會持續增長，也就不足為奇了。

　　盡管使用無線模塊消除了許多技術問題，如圖1所示，但還需要做許多決策。最關鍵、也是最棘手的任務是確保最終產品滿足復雜的FCC和國際法規要求。一致性測試是窮盡式測試，耗費時間長，在產品開發的這個階段測試失敗可能會導致昂貴的重新設計及耽誤產品推出。

　　正如流程圖第6步所顯示的那樣，法規預一致性檢查對避免這些最壞情況場景至關重要。幸運的是，可以在內部使用經濟的、熟悉的測試設備，執行預一致性測試，確保采用無線技術的產品實現很高的第一次就通過一致性測試的概率。其目標是提前發現潛在問題，降低一致性測試階段高昂的測試失敗風險。

　　圖1. 使用無線模塊降低了設計復雜度，但也涉及許多重要步驟，最關鍵的是要確保在設計階段通過法規一致性測試。

　　從第一次無線傳輸開始，頻譜輻射就一直是設計工程師關注的課題。世界各地的法規機構都設置了輻射水平極限，規定了一致性測試的測量方法。正式認證必須在產品可以銷售前完成，必須在獨立實驗室完成，每天成本在5，000 - 10，000美元，而且還沒包括差旅費和其他開支。

　　使用市面上的模塊，即使是已經自行認證的模塊，也不一定能使獲得認證的工作變得大大簡便。這是因為還必須測試和質檢完全組裝好的成品。PC電路板布線、天線設計和方向或系統交互等設計問題可能會導致產品不能滿足認證要求。

　　通過利用儀器，可以輕松得多地在設計階段辨別這些問題。這些儀器不僅讓設計人員在自己的測試臺上執行全系列預一致性測試，還幫助設計人員識別可能導致產品未能通過正式測試的問題的根本原因。

　　預一致性測試與全面一致性

　　在無線模塊系統集成后將進行預一致性測試，以確定設計中的任何問題區域。預一致性測試不一定需要與每一項國際標準對應，因為目標只是發現潛在問題，減少在昂貴的一致性測試階段測試失敗的風險。使用的設備也不一定包括標準要求的每種功能和規范，如果測試結果運用足夠的余量，其精度和動態范圍可能會低于滿足標準的接收機。

　　擁有通用濾波器和檢測器的通用頻譜分析儀是預認證和EMI放射測試的很好的入手點。但是，在進行更完善的分析時，最好使用WLAN特定測試和認證解決方案，支持IEEE 802.11標準要求的全系列測試和分析。特別是在基于混合域示波器、并與矢量信號分析軟件相結合時，這樣的解決方案允許設計人員把時域中的事件與頻域分析關聯起來，快速識別可能導致產品認證失敗的問題。例如，時域中只在喚醒過程中發生的毛刺可能會在頻域中導致帶外輻射。

　　一個常見的問題通常涉及怎樣比較全面一致性測試使用的準峰值（QP）檢測器與預一致性測試一般使用的比較簡單的峰值檢測器。實際上，在開始測試時，外部實驗室一般先使用簡單的峰值檢測器進行掃描，找到超過或接近規定極限的問題區域。對接近或超過極限的信號，他們將執行準峰值測量。

　　準峰值檢測器是EMI測量標準規定的一種特殊的檢測方法。準峰值檢測器用來檢測信號包絡加權后的峰值（準峰值）。它根據信號持續時間和重復率對信號加權。信號發生頻次越高，與偶發脈沖相比，準峰值測量數據越高。

　　圖2：這個實例說明了峰值和準峰值檢測對8 μs脈寬和10 ms重復速率的信號的影響。準峰值比峰值低10.1 dB。

　　一個良好的法則是準峰值將一直小于等于峰值檢測，永遠不會大于峰值檢測。因此，您可以使用峰值檢測，進行EMI調試和診斷。您不需要精確到EMI部門或實驗室掃描水平，因為它們都是相對的。如果您的實驗室報告使用準峰值檢測器顯示設計超出3 dB，峰值檢測顯示超出6 dB，那么您需要實現補丁，把信號降低-3 dB或以上。

　　本文選自電子發燒友網8月《無線通信特刊》Change The World欄目，轉載請注明出處！