您的任務是設計無線鏈接，例如Wi-Fi ?或ZigBee ?，以用于小型產品。撇開成本，電路板空間或功耗的傳統設計考慮因素，您知道您還必須處理美國聯邦通信委員會（以及其他地區的類似機構）的監管合規要求，這些要求會影響所有無線設備。您有三種基本方法來實現鏈接：

使用從許多供應商中選擇的組件從“臨時”構建收發器

使用使用供應商組件及其組件的參考設計建議的物料清單

使用經過認證的，經過認證的“罐裝”模塊，您可以將其放入設計中;它的一側有數據接口，另一側有天線端口。

顯然，選項1是最具挑戰性的，但有時候是首選;雖然實現，布局問題和交互可能會影響性能和合規性，但選項2會更容易，并且可能會出現更少的麻煩。選項＃3是最簡單的，具有最高的置信度和最短的上市時間，合規性應該是“明智的”，對吧？

錯誤。即使所選模塊完全獲得批準，使用它的最終設計也不會，并且需要通過認證測試。天線類型和布局，電源軌EMI和其他因素等問題可能導致昂貴，耗時的認證過程和測試失敗，即使使用經過驗證的模塊也是如此（圖1）。

圖1：即使使用完全認可的符合法規的模塊，最終的電路板設計也會出現許多問題，從而導致測試“失敗”。

使用預先符合性測試作為前體

在設置，工程時間，理解FCC（或其他）法規要求，如何執行測試，旅行方面，合規性測試成本高昂， 和更多。簡而言之，這是一次正式的，詳盡的，耗時的練習。在產品開發的這個階段，失敗的等級通常意味著昂貴的重新設計和產品引入延遲，同時找到并修復源（或源）。

而不是僅僅在完成測試后出現在測試中一些粗略的內部測量，公司越來越多地使用專業測試設備進行預合規測試，首先在他們自己或本地站點進行全套測試，以確定他們是否會通過 - 如果沒有，為什么不，以及如何應對它。他們還可以聘請合規顧問，他們可以指導他們完成測試協議，并根據此預合規測試中發現的缺陷或故障提供解決方案建議。我們的目標是盡早發現潛在問題并降低合規性測試階段失敗的風險。

測試設備供應商已經認識到預先合規內部測試的價值，并開發了強大的專業儀器，讓它變得實用。他們開發了“混合域”儀器，將一個GHz范圍的示波器，頻譜分析儀，邏輯分析儀和協議分析儀集成在一個單元中（圖2，顯示了基于Microchip MRF89XA模塊的測試設計），可與之配合使用用戶提供的PC。

圖2：被測器件（此處基于Microchip收發器模塊）與混合器之間的測試連接 - 域示波器。 （圖片由Tektronix提供）

然而，這些混合域單元不僅僅是四個儀器安裝在一個機箱中。這四種儀器通過物理連接（無需多個測試引線）和系統固件進行內部鏈接，因此可以采集和分析時間相關的模擬，數字和RF信號。例如，這允許工程師通過產生的RF頻譜來查看設計的模擬或邏輯側的信號，偏置設置或狀態的變化的影響。

與合規性相關的測試這些儀器及其軟件套件 可以設置然后執行的是發射功率，功率譜密度，占用帶寬，頻譜發射掩模和雜散發射測量，以及誤差矢量幅度（也稱為發送星座錯誤），每個都有合規的許多好/壞掩碼。它們甚至還包括一個近場射頻探頭，可用于“嗅探”以定位不需要的輻射射頻源，如圖3所示（在調試的諷刺性挑戰中，這種近場發射實際上可能導致微小的遠端 - 現場排放因此不合規。）

圖3：近場探頭與測試儀器一起用于查明不需要的源，麻煩的射頻輻射會直接導致不合規，或者產生間接的連鎖反應，并將明顯的問題轉移到其他地方。

符合性問題需要多種解決方案

法規符合性測試和調試很難。挑戰分為五個階段：

發現您有問題及其性質。

捕獲問題：探測，觸發并盡可能一致地捕獲它（很難做，但很重要）。

搜索并本地化您的數據記錄或屏幕中的問題，以及可能提供見解或線索的任何相關性。

分析以查看可能的內容通過鏈和事件序列引起它。

計劃，嘗試并測試問題的明顯來源的特定解決方案。

如果問題的根源是基于軟件的（例如軟件保持信號“開啟”的時間超過應有的時間，或者過快地轉換載波的頻率，從而產生過多的帶外發射），然后修改軟件通常是最好的方法。但是，有時，基于軟件的修復會導致其他問題，或者根本不可能。如果以硬件為中心的解決方案可以更好地處理這個缺點，那么可以選擇三種類型的附加組件。

使用金屬罐或外殼屏蔽RF EMI可能看起來像一個不優雅的解決方案，但它有效，低成本，可以“事后”添加，在很多情況下對布局設計的影響最小。當然，盾牌可以定制，但現貨供應大量標準盾牌。

例如，Laird Technologies提供各種不同外觀（實體與“開放”）以及長度，寬度和高度尺寸，以適應常用模塊和PCB部分。他們的BMI-S-101（圖4）是一體式表面貼裝屏蔽，尺寸為0.476×0.538×0.1英寸（12.10×13.66×2.54 mm）。

圖4：標準金屬屏蔽“罐”，例如Laird Technologies的這種“罐”，可以成為解決RF子電路中EMI問題的技術，成本和時間有效的方法。

即使是“簡單”的產品，如盾牌，在給定尺寸下也會有許多機械變化。它們具有折疊，剛性或無縫拉伸角，可實現不同的衰減等級（和成本），具有不同的安裝選項（通孔或表面貼裝），以及適用于不同環境（消費者，商業和Mil-）的材料/飾面規范環境）。根據頻率，制造和附件選擇，BMI-S-101可提供50至120 dB的RF衰減。此外，使用金屬屏蔽時不會有功耗損失。

有時，合規性故障不是由RF電路本身引起的，而是由供電無線子系統的DC軌引起的。這可能是因為直流導軌從電路板上的其他地方拾取射頻輻射，然后充當微型天線并重新輻射它們，或者直流導軌及其DC/DC穩壓器/轉換器是EMI/RFI的來源由于其開關拓撲。

對于前一種情況，無源鐵氧體磁珠可能是一種極具吸引力的EMI抑制元件。這些磁珠插入輻射能量而不是傳輸它的線路中，不需要額外的布線，并且沒有功耗或DC耗散（在這種情況下它們唯一的耗散是它們抑制的RF能量）。

鐵氧體磁珠具有多種尺寸，具有不同的衰減等級和頻率范圍。 （片狀鐵氧體磁珠對幾MHz到幾GHz的頻率有效。）它們在較低頻率范圍內具有微亨的電感，但在較高頻率下，電感的電阻分量產生初級阻抗（圖5）。當在噪聲產生電路中串聯插入時，電感的電阻阻抗可以防止噪聲傳播。

圖5：等效電路模型無害的鐵氧體磁珠表明它實際上是一個與電感串聯的電阻器。

有許多鐵氧體磁珠供應商，其中包括村田電子。他們的EMIFIL直流EMI抑制濾波器可作為組件，帶有用于PC插入的整體引線，或者可以滑過現有電線的版本（圖6顯示了Murata BL01，Murata BL02RN1，Murata BL02RN2和Murata BL03RN2）。它們的性能曲線圖（圖7）顯示它們的電阻阻抗（R）急劇增加到大約200 MHz，而阻抗（X）的電感部分保持相對平坦到相同的頻率。

圖6：Murata BL01/02/03系列中的鐵氧體磁珠可作為滑動式元件或帶引線的器件提供，有單串聯和雙串聯配置可供選擇附加衰減和物理布局選項。

圖7：即使是看似簡單的組件，例如Murata BL01/02/03中的組件，其Z = R + jX阻抗與頻率圖表，顯示有用和所需的設計信息。

對于DC/DC開關穩壓器是過度EMI的來源，一些設計人員選擇使用擴頻方法。在這種拓撲結構中，DC/DC穩壓器不工作在固定頻率;相反，頻率在標稱設置周圍以偽隨機模式故意改變（抖動）。

結果并不是它們產生較少的射頻能量，而是產生的能量在很寬的范圍內“擴散”，因此不會超過任何部分的規定最大值。請注意，一些工程師認為這種技術是一種不優雅的“作弊”，而另一些工程師認為這對于解決這個問題是非常合理的。

代表性器件是Linear Technology的LTC3543，一種同步降壓降壓穩壓器具有集成PLL，可提供高達600 mA的電流，并具有用戶可選的擴頻功能。其2.5 V至5.5 V輸入電壓范圍使其非常適合由單節鋰離子電池供電的應用。

標稱固定工作頻率為2 MHz，但可以設置從1 MHz和3 MHz擴展到頻段。結果是峰值RF噪聲顯著降低約20 dB（圖8），未擴散峰值約為2.3 MHz，擴頻峰值約為2.5 MHz。明顯的20 dB衰減很容易使失效和通過必要的合規性要求之間產生差異。

圖8：LTC3543 DC/DC降壓凌力爾特公司的降壓穩壓器具有用戶可切換的擴頻功能，可降低RF頻譜特定部分的噪聲能量，同時不降低總噪聲能量。

總之，RF和無線 - 如果使用購買的模塊，鏈接設計可以相對容易，或者使用自己動手的設計相當具有挑戰性。無論采用何種方法，滿足日益嚴格的法規遵從要求，限制所有運行模式中的帶外排放和其他不良屬性，這是一項艱巨的任務，需要先進的洞察力和經驗。

專業測試設備可以幫助澄清問題的性質并找到其來源。諸如基本金屬屏蔽，EMI抑制鐵氧體磁珠和能量擴展DC穩壓器等組件是需要考慮的硬件解決方案之一。