移動設備的FM測試

三階截點-IP3

三階截點是失真的度量。IP3代表基頻(f1，有用信號)功率與3階互調(diào)產(chǎn)物(2f1-f2和2f2-f1)功率相等的點(虛擬點)。這里，配置設備進行SNR或SINAD測量并輸入FM信號(f1)得到SNR或SINAD讀數(shù)。然后，輸入CW(未調(diào)制)信號(f2)至該設備并且f1和f2的功率從同等功率起點開始以相等步長增加直至達到靈敏度的臨界點。FM音頻的功率電平即為IP3截點。

發(fā)射機設計特性的一致意見

發(fā)射端需要進行的測試更少(見圖4)。

圖4 上面列出的七項測試全面反映了FM發(fā)射的設計性能

這七項測試包括最大發(fā)射功率、頻率/調(diào)制率準確度、BLER、發(fā)射頻譜、占用帶寬、SNR和THD。

最大發(fā)射功率

最大發(fā)射功率測試用于確認設備產(chǎn)生的功率信號電平符合規(guī)定的最大閾值(通常從0～+5dBm)。在測試中，讓設備以最大RF功率電平發(fā)射。接收信號并測量其功率，然后與規(guī)定的最大值比較。

頻率/調(diào)制率準確度

這里，讓設備在規(guī)定頻率上發(fā)送具有相等左聲道和右聲道音頻內(nèi)容的FM信號，接收此信號并解調(diào)，測量接收信號的頻率并與規(guī)定的發(fā)射頻率比較。此外，接收信號解調(diào)后得到音頻輸出并且在整個信號帶寬上平均得到中間頻率。假定發(fā)射的右聲道和左聲道音頻內(nèi)容相等，那么測量的載頻不應有明顯差別。

RDS BLER值

該測試實質(zhì)上與接收端的測試相同，除了讓設備發(fā)送符合RDS協(xié)議的信號并且測試儀和分析軟件都應跟蹤塊誤碼率。

發(fā)射頻譜

這里，讓設備以最大功率發(fā)送FM信號，然后接收此信號并在頻域分析以確認此信號限制在頻道頻譜內(nèi)。該測試沒有限制最小帶寬，但是接收頻譜至少達500kHz或以上就夠了。

占用帶寬

結(jié)合發(fā)射頻譜，占用帶寬表示包含99%發(fā)射信號功率的帶寬。

SNR和THD

與接收測試類似，可以通過測試系統(tǒng)測量發(fā)射信號的SNR(包含或不含濾波器加權(quán))。采用1kHz音頻信號調(diào)制的信號還可用于分析THD。

設計測試與制造測試

設計時需要進行完整詳盡的測試，這時對設計好壞進行驗證是首要目標。完成設計驗證后，測試項目就可以縮減(見圖5)。這些測試只要能檢驗出產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中是否出了問題即可：

圖5a 在制造中，接收端的測試縮減至5項

圖5b 制造過程中的發(fā)射測試基本上沒有改變，因為所有這些測試項目將找到制造的缺陷

集成數(shù)字音頻接口(I2S)

在上文的測試描述中，假定設備輸出的是模擬音頻信號(RSSI除外)。雖然以前和現(xiàn)在模擬音頻信號都是主要的設備輸出信號類型，但隨著傳統(tǒng)音頻聽筒和耳機被藍牙耳機替代，I2S接口將越來越受歡迎。此外，如果最終產(chǎn)品采用處理器，那么I2S數(shù)據(jù)可以直接送至處理器進行數(shù)字音頻處理，如加入環(huán)繞立體聲或者均衡參數(shù)等。

在測試應用中，I2S總線提供準確定義的接口，支持與測試設備之間傳輸“純凈”的數(shù)字信號。以這種方式，設備真實性能的測量不受加在模擬接口上的模擬損傷(例如噪聲或失真)的影響。

I2S總線由3條線路組成，分別是：

· 時鐘(SCK)

· 字選(WS)

· 數(shù)據(jù)(SD)

該總線是雙向的，用于將接收機(或發(fā)射機)設定為主(時鐘發(fā)生器)或從(時鐘接收器)。該時鐘頻率典型值為2.5MHz(周期為400ns)并且邏輯電平定義為VL0.4V和VH>2.4V。如果使用較低的邏輯電壓，就用較低的電平。

盡管大多數(shù)情況下FM測試系統(tǒng)只需處理模擬音頻輸出，但是更完整的測試方案是既能單獨處理模擬或者I2S，又能同時處理兩者的測試儀。

苛刻的測試時間和測試成本

正如上文所述，了解測試項目和如何測試很重要，但最關(guān)鍵的是確保測試時間最短并且測試成本最低。根據(jù)上文的介紹，我們完全可以用信號發(fā)生器和頻譜分析儀進行測試。而且，在時間允許的研發(fā)環(huán)境中，使用分立儀器就足夠了。

然而，制造環(huán)境下時間和成本都非常關(guān)鍵，因而需要使用流水線程度更高的方法。例如，包含信號發(fā)生和調(diào)整設備控制的測試系統(tǒng)必然能簡化處理復雜度并縮短處理時間(見圖6)。

圖6 圖中的測試方案使用計算機分析和調(diào)整設備控制，利用測試儀提供FM、CW和FM/AM輸出信號并用接口設備將模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號以供計算機分析軟件使用

使用I2S信號的系統(tǒng)與使用模擬音頻輸出的系統(tǒng)很相似，區(qū)別在于前者的接口模塊能接收和生成I2S信號(見圖7)。

圖7 接口模塊能接收和生成I2S數(shù)字數(shù)據(jù)，無需將模擬轉(zhuǎn)換為數(shù)字而且消除了可能出現(xiàn)在模擬輸出信號中的模擬損傷的影響

如果測試儀能生成并混合多個信號，還能用各種音頻信號對RF信號進行頻率調(diào)制，它就能組合一些設計和制造測試并得到多個測試結(jié)果。通過利用數(shù)字化的測試數(shù)據(jù)和使用高效的分析軟件，我們可以在幾秒鐘之內(nèi)評估測試并能消除設置或“讀”數(shù)據(jù)中的人為誤差。

Multicom測試系統(tǒng)實現(xiàn)FM測試

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