集成ZigBee無(wú)線(xiàn)電設計、檢定和驗證一體解決方案

射頻和電源測量
IEEE 802.15.4（包括ZigBee）標準的信道頻率間隔為5 Mhz。20dB信道帶寬應當顯著(zhù)小于信道頻率間隔。圖2所示的2.3 MHz測得被占用帶寬完全符合該規格。輸出功率大致在20 dBm以?xún)?。屏幕顯示了輸出頻譜（屏幕下方）以及帶寬和電源的直接測量結果。在此頻率范圍內，測試電纜衰減約為2 dB，所以電源測量結果在預期范圍之內。


圖2。在該圖中，橙色條代表頻域顯示相對于時(shí)域測量結果的頻譜時(shí)間。

屏幕上半部底部的橙色條代表頻譜跡線(xiàn)的顯示時(shí)限。頻譜時(shí)間定義為窗口成形因子除以分辨率寬度的結果。在本例中，使用默認的Kaiser FFT函數（成形因子2.23）和11 kHz的分辨率帶寬，頻譜時(shí)間計算結果約為200 µs。在時(shí)域窗口上移動(dòng)頻譜可取得數據包發(fā)射期間任何時(shí)刻的頻譜和測量結果。該采集僅在開(kāi)啟無(wú)線(xiàn)電數據包發(fā)射后相關(guān)。

混合域示波器的射頻采集可執行射頻信號的功率和被占用帶寬測量。由于它也采集射頻采集的時(shí)間記錄，所以可用一個(gè)數字降壓轉換過(guò)程來(lái)產(chǎn)生I（真實(shí)）和Q（假想）數據。每個(gè)I和Q數據樣點(diǎn)代表射頻輸入與電流中心頻率的偏差。利用該分析可從所記錄的數據來(lái)計算射頻幅度-時(shí)間跡線(xiàn)。

圖3顯示了被添加到圖4顯示內容的附加射頻幅度-時(shí)間跡線(xiàn)。這證明了圖5中的電流和電壓測量事件與射頻發(fā)射的開(kāi)啟相關(guān)。


圖3。功率和被占用帶寬的測量結果，包括相關(guān)的射頻幅度-時(shí)間，以及電源電流和漏極電壓的測量結果。

綠色跡線(xiàn)（跡線(xiàn)4）顯示了模塊的消耗電流。在數據包傳輸期間，該消耗電流幾近200 mA（請注意 174 mA的直接測量結果），所以必須設計電源來(lái)支持該負載。黃色跡線(xiàn)（跡線(xiàn)1）顯示了該電流對電源的影響。壓降只有70 mV左右，這一水平應當是優(yōu)異的（請注意72 mV的直接峰-峰測量結果）。

屏幕上面部分的橙色跡線(xiàn)（跡線(xiàn)A）顯示了射頻信號幅度-時(shí)間關(guān)系。輸入電流分兩步上升。在第一步中，射頻集成電路被開(kāi)啟。然后有一個(gè)時(shí)延來(lái)讓頻率合成器在功率放大器開(kāi)啟前穩定下來(lái)。射頻功率的上升與第二步電流上升吻合。開(kāi)啟時(shí)間約為100 µs。

常常需要在低電池條件或電源電流限制條件期間了解無(wú)線(xiàn)電發(fā)射器的性能，以便了解無(wú)線(xiàn)電合規性能的余量。在圖6中，一個(gè)1.5Ω的電阻器被與模塊串聯(lián)起來(lái)，以模擬電量已快耗盡的電池的效應。該模塊消耗的電流只低幾個(gè)毫安，但壓降為230 mV左右。根據射頻功率測量，輸出功率減少了1 dB，且相鄰信道的噪聲有輕微增加，如頻譜顯示中所見(jiàn)。從振幅-時(shí)間跡線(xiàn)（跡線(xiàn)A）中也可看出這一較低的輸出功率。


圖4。通過(guò)將電阻與模塊電源串聯(lián)來(lái)研究低功率性能行為的頻譜和測量結果。