判斷一款無線產(chǎn)品的性能好壞的依據(jù)就是該產(chǎn)品的射頻指標(biāo)是否合格且余量充足,本文簡要介紹基于IEEE 802.11b/g/n的規(guī)范的一些射頻指標(biāo)。
1. 發(fā)射功率(TX Power):是指無線產(chǎn)品發(fā)射天線的工作功率,單位為dBm。,無線發(fā)射的功率決定無線信號的強度和距離,功率越大,信號越強。
每個國家對于最大發(fā)射功率都有一個限制:中國及歐洲國家最大不超過20dBm;北美最大功率不超過30dBm;日本最大功率不超過22dBm。
在一個無線產(chǎn)品設(shè)計中,都會有一個目標(biāo)功率(target power)來作為我們設(shè)計的基礎(chǔ),在滿足頻譜板及EVM前提下,發(fā)射功率越大,性能越好。而影響發(fā)射功率指標(biāo)的因素有RF鏈路的Balun電路的設(shè)計;濾波器的選型,50歐的阻抗匹配;天線的性能;測試環(huán)境等。
2.誤差向量幅度(EVM):是考量調(diào)制信號質(zhì)量的一種指標(biāo),單位為dB。EVM越小,信號質(zhì)量越好。下表是IEEE802.11給出的標(biāo)準(zhǔn)。
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在一款無線產(chǎn)品中,TX power和EVM是相關(guān)聯(lián)的,TX Power越大,EVM越大,即信號質(zhì)量越差,所以在實際應(yīng)用中,我們要在TX Power和EVM之間取一個折中。影響EVM的因素有RF鏈路的50歐阻抗匹配,RF的供電等。
3. 頻率誤差(Frequency Error):表征射頻信號偏離該信號所處信道中心頻率的大小,單位PPM。頻偏誤差要求范圍如下表。
頻偏越小越好。PPM的計算公式如下:
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在實際設(shè)計中,影響頻偏的因素有晶體及晶體負(fù)載電容的選型;PCB板晶體部分的走線及地孔的處理等。
4.發(fā)射信號的頻偏模板(Transmit Spectrum Mask)可測量發(fā)射信號的質(zhì)量和對相鄰信道的干擾抑制能力。被測信號的頻譜模板在標(biāo)準(zhǔn)頻譜模板內(nèi)為合格,下圖分別為11B、11g/a、20M 11N以及40M 11N的模板圖;紅色框線即為頻譜模板的標(biāo)準(zhǔn)。
在發(fā)射功率滿足的條件下,頻譜模板越小且標(biāo)準(zhǔn)模板線越遠,其性能越好。
5.頻譜平坦度(Spectral Flatness):表征待測信號在其所在信道內(nèi),功率平坦的程度。頻譜的平坦度的平坦與否影響無線信號的連接性能。下圖為實際測量的結(jié)果。
6.接收靈敏度(RX Sensitivity):表征待測物接收性能的一個參數(shù),接收靈敏度越好,其接收到的有用信號就越多,其無線覆蓋范圍就越大。
接收靈敏度可以用IQXEL/IQ2010來測試。在測試接收靈敏度時,使產(chǎn)品處于接收狀態(tài),用IQxel/IQ2010發(fā)送特定的波形文件,可在IQxel/IQ2010上修改power level,直到產(chǎn)品的誤包率(PER%)符合標(biāo)準(zhǔn)。(11B PER=8%;11g/a/n PER=10%)
在實際設(shè)計中影響接收靈敏度的因素有RF接收鏈路的器件選型,及整個鏈路的布局走線,電源線;外部環(huán)境干擾等。所以,無線產(chǎn)品在設(shè)計時,屏蔽罩是必不可少的一部分!
以上簡要的介紹了無線產(chǎn)品中比較重要的幾個射頻指標(biāo)及影響這些指標(biāo)可能的因素,在實際的設(shè)計中,可能遇到更多千奇百怪的問題導(dǎo)致射頻性能不好,這就需要我們繼續(xù)積累調(diào)試經(jīng)驗,從而使我們的產(chǎn)品性能更好!
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