集成ZigBee無(wú)線(xiàn)電設計、檢定和驗證

圖6。隨后基于SPI命令的觸發(fā)顯示了命令和無(wú)線(xiàn)電開(kāi)啟開(kāi)間的時(shí)延。

在前面圖5中的例子中，命令至開(kāi)啟時(shí)延約為600 μs。圖6中的實(shí)際事件時(shí)間長(cháng)近三倍。這證明ZigBee無(wú)線(xiàn)電的行為在實(shí)際上符合IEEE 802.15.4的物理層性能要求之一。ZigBee無(wú)線(xiàn)電使用命令和開(kāi)啟事件之間的偽隨機時(shí)延來(lái)啟用無(wú)線(xiàn)電，以偵聽(tīng)其他ZigBee無(wú)線(xiàn)電發(fā)射器或其他無(wú)線(xiàn)電干擾信道。

寄存信號
在確認無(wú)線(xiàn)電的操作時(shí)，確保沒(méi)有會(huì )導致干擾的寄存信號非常重要。圖7顯示在ZigBee工作頻帶中沒(méi)有顯著(zhù)的寄存信號。請注意，此圖的相關(guān)模塊的發(fā)射頻率設置為2.45 GHz頻帶的中心頻率。標記功能在此被用于測量峰值信號。在分辨率帶寬現在被設為100 kHz的情況下，頻譜時(shí)間現在減小到剛剛超過(guò)20 ms。

圖7。2.45 GHz的寬頻掃描可提供關(guān)于整個(gè)ISM頻帶的信號視野。

尋找頻譜其他部分中的信號也很重要。例如，下一步可能是看被發(fā)射信號的第二諧波的頻率范圍（在其仍然與射頻傳輸開(kāi)啟期間的電流消耗的觸發(fā)水平有關(guān)時(shí)）。在本例中，我們只在第二諧波中發(fā)現一個(gè)小信號，其他頻率沒(méi)有任何顯著(zhù)發(fā)現。標記所在位置的第二諧波信號比基波約低35 dB，這完全在適用此類(lèi)無(wú)線(xiàn)電發(fā)現器的RCC規則的范圍之內。
干擾
對于某些應用，使用天線(xiàn)來(lái)進(jìn)行測量，以識別可能干擾所開(kāi)發(fā)無(wú)線(xiàn)電的其他無(wú)線(xiàn)電來(lái)源是很有用的。在圖12中，MDO使用了一個(gè)干擾天線(xiàn)來(lái)尋找可能的干擾無(wú)線(xiàn)電來(lái)源。中心頻率為2.46 MHz的寬頻信號來(lái)自位于同一座大樓中的Wi-Fi基站。該基站覆蓋ZigBee無(wú)線(xiàn)電能夠使用的大量信道。在針對該無(wú)線(xiàn)電模塊的應用中，避免使用該頻率附近的信道是明智的，因為ZigBee無(wú)線(xiàn)電的射程可能受到影響，或者無(wú)線(xiàn)電信號被完全阻截。

圖8。顯示無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)干擾信號，以評估互操作性測試期間的影響。

在本例中，射頻觸發(fā)器只使用了MDO的頻譜分析儀選項來(lái)捕獲感興趣頻帶中的信號。主要參考標記顯示這是一個(gè)相當強的信號。手動(dòng)標記（a）和（b）是干擾源的頻率范圍的讀數。此干擾的頻率范圍和功率會(huì )使ZigBee信道17-19不可用。當然，包括ZigBee在內的大多數協(xié)議將會(huì )掃描此類(lèi)干擾并將操作移動(dòng)到干凈的信道。復雜程度稍低一些的協(xié)議可能需要對操作信道進(jìn)行手動(dòng)調節。
總結
在實(shí)現ZigBee或其他IEEE 802.15.4無(wú)線(xiàn)電之前有許多選擇可供考慮。最佳方案的選擇取決于許多因素，包括開(kāi)發(fā)時(shí)間、單位成本-設計和批準成本，以及諸多特殊要求，如可用空間、形狀因素，另外還有針對無(wú)線(xiàn)電的特殊電氣要求。
無(wú)論選擇哪種方案，為了確保無(wú)線(xiàn)系統的正常工作，都要進(jìn)行大量的測量。射頻測量包括檢查射頻輸出頻率、輸出振幅、被占用帶寬和寄生輸出。數據包定時(shí)、電流消耗和電源噪聲的確認也很重要。此外，確認無(wú)線(xiàn)電設置了正確的數字配置信息以及收到正確的數據也很重要。如本文所示，能夠關(guān)聯(lián)模擬、數字和射頻信號的混合域示波器非常適用于完成該任務(wù)，并可幫助設計人員在確認和驗證ZigBee模塊的過(guò)程中節省時(shí)間和減輕工作量。