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無線射頻模塊的指標

潤欣科技Fortune ? 2018-06-29 11:49 ? 次閱讀

判斷一款無線產品的性能好壞的依據就是該產品的射頻指標是否合格且余量充足,本文簡要介紹基于IEEE 802.11b/g/n的規范的一些射頻指標。

1. 發射功率(TX Power):是指無線產品發射天線的工作功率,單位為dBm。,無線發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。

在一個無線產品設計中,都會有一個目標功率(target power)來作為我們設計的基礎,在滿足頻譜板及EVM前提下,發射功率越大,性能越好。而影響發射功率指標的因素有RF鏈路的Balun電路的設計;濾波器的選型,50歐的阻抗匹配;天線的性能;測試環境等。

2.誤差向量幅度(EVM):是考量調制信號質量的一種指標,單位為dB。EVM越小,信號質量越好。下表是IEEE802.11給出的標準。

444.png

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在一款無線產品中,TX power和EVM是相關聯的,TX Power越大,EVM越大,即信號質量越差,所以在實際應用中,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。

666.png

頻偏越小越好。PPM的計算公式如下:

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在實際設計中,影響頻偏的因素有晶體及晶體負載電容的選型;PCB板晶體部分的走線及地孔的處理等。

4.發射信號的頻偏模板(Transmit Spectrum Mask)可測量發射信號的質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準頻譜模板內為合格,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準。

360截圖20180629102821160.png

在發射功率滿足的條件下,頻譜模板越小且標準模板線越遠,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,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果。

888.png

6.接收靈敏度(RX Sensitivity):表征待測物接收性能的一個參數,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,使產品處于接收狀態,用IQxel/IQ2010發送特定的波形文件,可在IQxel/IQ2010上修改power level,直到產品的誤包率(PER%)符合標準。(11B PER=8%;11g/a/n PER=10%)

在實際設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;外部環境干擾等。所以,無線產品在設計時,屏蔽罩是必不可少的一部分!

以上簡要的介紹了無線產品中比較重要的幾個射頻指標及影響這些指標可能的因素,在實際的設計中,可能遇到更多千奇百怪的問題導致射頻性能不好,這就需要我們繼續積累調試經驗,從而使我們的產品性能更好!

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