轻松通过WLAN发射机预一致性测试须知

光有智能小玩意已经不够了。任何小玩意如果想吸引消费者注意，不仅要智能化，还要联网化。联网化意味着设计中还必须有无线功能。无线技术带来了许多新的设计可能，并开始出现在某些不寻常的地方。下面列举了一些比较有趣的实例：

· 初创公司Velo Labs正在开发一种采用太阳能提供动力的自行车锁，它可以挂到Wi-Fi网络上，在车锁的动作检测器感应到自行车可能被盗时，会向自行车主的智能手机发送警报。

· Oral-B的一种新型智能电动牙刷采用无线技术，捕获与用户刷牙习惯有关的信息，其可望成为牙科记录的一部分。这到底算不算好事还有待消费者来评判。

当然，其意义在于在货架上、在工作中或有待想象的数千种产品将采用某种低功率无线功能，满足消费者需求，或者可能会成为所谓的物联网的一部分。

对联网的所有这些需求极具挑战性的部分是产品制造商必需学习怎样在产品中增加无线功能，但许多制造商几乎没有RF经验。最常用、也是最实用的方法是在设计中直接采用预封装的WLAN模块。这些模块的市场正以两位数的速度强劲增长，而且预计还会持续增长，也就不足为奇了。

尽管使用无线模块消除了许多技术问题，如图1所示，但还需要做许多决策。最关键、也是最棘手的任务是确保最终产品满足复杂的FCC和国际法规要求。一致性测试是穷尽式测试，耗费时间长，在产品开发的这个阶段测试失败可能会导致昂贵的重新设计及耽误产品推出。

正如流程图第6步所显示的那样，法规预一致性检查对避免这些最坏情况场景至关重要。幸运的是，可以在内部使用经济的、熟悉的测试设备，执行预一致性测试，确保采用无线技术的产品实现很高的第一次就通过一致性测试的概率。其目标是提前发现潜在问题，降低一致性测试阶段高昂的测试失败风险。

图1. 使用无线模块降低了设计复杂度，但也涉及许多重要步骤，最关键的是要确保在设计阶段通过法规一致性测试。

从第一次无线传输开始，频谱辐射就一直是设计工程师关注的课题。世界各地的法规机构都设置了辐射水平极限，规定了一致性测试的测量方法。正式认证必须在产品可以销售前完成，必须在独立实验室完成，每天成本在5，000 - 10，000美元，而且还没包括差旅费和其他开支。

使用市面上的模块，即使是已经自行认证的模块，也不一定能使获得认证的工作变得大大简便。这是因为还必须测试和质检完全组装好的成品。PC电路板布线、天线设计和方向或系统交互等设计问题可能会导致产品不能满足认证要求。

通过利用仪器，可以轻松得多地在设计阶段辨别这些问题。这些仪器不仅让设计人员在自己的测试台上执行全系列预一致性测试，还帮助设计人员识别可能导致产品未能通过正式测试的问题的根本原因。

　　预一致性测试与全面一致性

在无线模块系统集成后将进行预一致性测试，以确定设计中的任何问题区域。预一致性测试不一定需要与每一项国际标准对应，因为目标只是发现潜在问题，减少在昂贵的一致性测试阶段测试失败的风险。使用的设备也不一定包括标准要求的每种功能和规范，如果测试结果运用足够的余量，其精度和动态范围可能会低于满足标准的接收机。

拥有通用滤波器和检测器的通用频谱分析仪是预认证和EMI放射测试的很好的入手点。但是，在进行更完善的分析时，最好使用WLAN特定测试和认证解决方案，支持IEEE 802.11标准要求的全系列测试和分析。特别是在基于混合域示波器、并与矢量信号分析软件相结合时，这样的解决方案允许设计人员把时域中的事件与频域分析关联起来，快速识别可能导致产品认证失败的问题。例如，时域中只在唤醒过程中发生的毛刺可能会在频域中导致带外辐射。

一个常见的问题通常涉及怎样比较全面一致性测试使用的准峰值（QP）检测器与预一致性测试一般使用的比较简单的峰值检测器。实际上，在开始测试时，外部实验室一般先使用简单的峰值检测器进行扫描，找到超过或接近规定极限的问题区域。对接近或超过极限的信号，他们将执行准峰值测量。

准峰值检测器是EMI测量标准规定的一种特殊的检测方法。准峰值检测器用来检测信号包络加权后的峰值（准峰值）。它根据信号持续时间和重复率对信号加权。信号发生频次越高，与偶发脉冲相比，准峰值测量数据越高。

图2：这个实例说明了峰值和准峰值检测对8 µs脉宽和10 ms重复速率的信号的影响。准峰值比峰值低10.1 dB。

一个良好的法则是准峰值将一直小于等于峰值检测，永远不会大于峰值检测。因此，您可以使用峰值检测，进行EMI调试和诊断。您不需要精确到EMI部门或实验室扫描水平，因为它们都是相对的。如果您的实验室报告使用准峰值检测器显示设计超出3 dB，峰值检测显示超出6 dB，那么您需要实现补丁，把信号降低-3 dB或以上。

　　本文选自电子发烧友网8月《无线通信特刊》Change The World栏目，转载请注明出处！