確定驗證射頻收發器系統的工作流程

現在很多工程師從事著更加廣泛射頻系統設計工作。從無處不在的Wi-Fi和藍牙信號，到使用擴頻技術的簡單數據傳輸設備，利用無線通信技術的各種設備在不斷增加。伴隨這些應用的爆炸性增長，很多對RF技術不熟悉的新工程師需要驗證和優化他們射頻設計方案。

在本篇應用文章中，我們將介紹在一個新RF產品推向市場前需要完成的幾個重要測試階段。雖然在收發器評估中可以進行很多種測試，我們將聚焦在2.4GHz頻段，提供給大家有關射頻設計的優點和缺點的直接反饋，并提供直觀和經濟高效的測試方案。在這些測試中，我們將測試并驗證系統的性能參數，進行壓力測試，注入噪聲，并最終進行外部干擾測試。

一種測試集成射頻器件的實驗方法

對于完成此類的性能驗證測試，我們將開始一個基本的實驗過程：

捕獲RF信號

重新生成傳輸數據

產生調制

模擬仿真完整的射頻環境

捕獲射頻信號的基本工具是頻譜分析儀。在測試基帶信號時可以利用很多其他測試工具，但測試RF信號，頻譜分析儀是最好的起點。我們將使用RIGOL DSA832頻譜分析儀（圖一）開始對發射機-接收機系統性能的分析。

圖一：RIGOL DSA832頻譜分析儀

之后，我們將使用DSG830射頻信號源（圖二）根據我們從頻譜儀測試到的信號特征來產生、模擬射頻信號，并加入干擾。之后，我們將利用示波器和任意波形發生器復制底層數據信號測試他們的特性指標。

圖二、RIGOL DSG830射頻信號源

我們的被測裝置是一個普通的遙控玩具，通過2.4GHz頻段擴頻通信控制。當我們開始測試時，我們不知道這個裝置的工作特征

捕獲RF信號

使用DSA832頻譜分析儀外接一個工作在此頻段普通天線，使用頻譜儀的最大保持功能，我們可以很容易的捕獲到如圖三所示的射頻脈沖信號。

圖三、2.4GHz 射頻脈沖信號

我們可以看到實驗室中有許多設備工作在這一頻段。通過試驗測試，我們可以發現其中那段很窄的譜線是和我們的遙控活動相關的。我們可以觀測到，發射機的載波依據擴頻方案在不同信道間切換，以保證在擁擠頻段中實現穩定的連接。

我們把頻譜儀中心頻率設定到頻譜峰值2.42GHz。現在我們打開頻譜儀的零掃寬模式，這種模式下我們可以觀看信號的時域特性。我們還可以設定一個觸發電平捕獲脈沖出現時刻的頻譜。現在我們設置在零掃寬下的掃描時間來調整屏幕上顯示的時間范圍。一旦捕獲了信號，我們就可以發現這是一組編碼脈寬為350us的脈沖信號（圖四）。

圖四：350us的脈沖信號

這一步是很重要的，因為它解釋了射頻信號是如何隨時間變化的，又如何被調制的。這意味著傳輸的數據是通過這些變化被編碼的，只觀測信號的頻率成分不足以了解設備傳輸了什么信息。

為了能夠更清楚地了解傳輸數據，要確保儀器的RBW設置在一個大的數值，如1 MHz。這種設置能夠以盡可能少的信號衰減來查看數據隨時間變化。這是按照信號被傳輸的形式進行采樣的最好方式，并且會為我們以后復制數據和模擬射頻信號帶來好處。

下面我們調整減小時間窗口放大觀測我們的信號。圖五顯示的是脈沖信號開始到90微秒的信號。

圖五：脈沖信號開始到90us的信號

圖像更加清晰地顯示了脈沖信號起始部分的內容，一段高電平信號和一些相互間隔1和0信號，這些信號用來使接收機同步以捕獲后面數據信號。

進一步評估這些脈沖，我們會發現它們是高度重復的，即使使用控制器發射不同的控制指令。圖6顯示了與控制指令輸入變化相關的數據段的變化。

圖六、控制指令輸入變化相關的數據段的變化

波形中有一個20微秒部分由于控制指令不同發生了變化。因此，在模擬仿真，功能驗證和干擾測試過程中要記住這一部分需要變化。