光有智能小玩意现已不够了。任何小玩意假如想招引顾客留意，不只要智能化，还要联网化。联网化意味着规划中还有必要有无线功用。无线技能带来了许多新的规划或许，并开端出现在某些不寻常的当地。下面列举了一些比较风趣的实例：
· 草创公司Velo Labs正在开发一种选用太阳能供给动力的自行车锁，它可以挂到Wi-Fi网络上，在车锁的动作检测器感应到自行车或许被盗时，会向自行车主的智能手机发送警报。
· Oral-B的一种新式智能电动牙刷选用无线技能，捕获与用户刷牙习气有关的信息，其可望成为牙科记载的一部分。这究竟是不是功德还有待顾客来评判。
当然，其含义在于在货架上、在作业中或有待幻想的数千种产品将选用某种低功率无线功用，满意顾客需求，或许或许会成为所谓的物联网的一部分。
对联网的一切这些需求极具挑战性的部分是产品制造商必需学习怎样在产品中添加无线功用，但许多制造商几乎没有RF经历。最常用、也是最有用的办法是在规划中直接选用预封装的WLAN模块。这些模块的商场正以两位数的速度微弱添加，并且估计还会持续添加，也就家常便饭了。
虽然运用无线模块消除了许多技能问题，如图1所示，但还需求做许多决议计划。最要害、也是最扎手的使命是保证终究产品满意杂乱的FCC和世界法规要求。一致性测验是尽头式测验，消耗时刻长，在产品开发的这个阶段测验失利或许会导致贵重的从头规划及耽搁产品推出。
正如流程图第6步所显现的那样，法规预一致性查看对防止这些最坏状况场景至关重要。走运的是，可以在内部运用经济的、了解的测验设备，履行预一致性测验，保证选用无线技能的产品完结很高的第一次就经过一致性测验的概率。其方针是提早发现潜在问题，下降一致性测验阶段昂扬的测验失利危险。
图1. 运用无线模块下降了规划杂乱度，但也触及许多重要进程，最要害的是要保证在规划阶段经过法规一致性测验。
从第一次无线传输开端，频谱辐射就一向是规划工程师重视的课题。世界各地的法规组织都设置了辐射水平极限，规则了一致性测验的丈量办法。正式认证有必要在产品可以销售前完结，有必要在独立实验室完结，每天本钱在5，000 – 10，000美元，并且还没包含差旅费和其他开支。
运用市面上的模块，即便是现已自行认证的模块，也不必定能使取得认证的作业变得大大简洁。这是由于还有必要测验和质检彻底组装好的制品。PC电路板布线、天线规划和方向或体系交互等规划问题或许会导致产品不能满意认证要求。
经过运用仪器，可以轻松得多地在规划阶段区别这些问题。这些仪器不只让规划人员在自己的测验台上履行全系列预一致性测验，还协助规划人员辨认或许导致产品未能经过正式测验的问题的根本原因。
预一致性测验与全面一致性
在无线模块体系集成后将进行预一致性测验，以确认规划中的任何问题区域。预一致性测验不必定需求与每一项世界规范对应，由于方针仅仅发现潜在问题，削减在贵重的一致性测验阶段测验失利的危险。运用的设备也不必定包含规范要求的每种功用和规范，假如测验成果运用满意的余量，其精度和动态规模或许会低于满意规范的接收机。
具有通用滤波器和检测器的通用频谱剖析仪是预认证和EMI放射测验的很好的下手点。可是，在进行更完善的剖析时，最好运用WLAN特定测验和认证解决计划，支撑IEEE 802.11规范要求的全系列测验和剖析。特别是在依据混合域示波器、并与矢量信号剖析软件相结合时，这样的解决计划答应规划人员把时域中的事情与频域剖析相关起来，快速辨认或许导致产品认证失利的问题。例如，时域中只在唤醒进程中发生的毛刺或许会在频域中导致带外辐射。
一个常见的问题一般触及怎样比较全面一致性测验运用的准峰值（QP）检测器与预一致性测验一般运用的比较简略的峰值检测器。实际上，在开端测验时，外部实验室一般先运用简略的峰值检测器进行扫描，找到超越或挨近规则极限的问题区域。对挨近或超越极限的信号，他们将履行准峰值丈量。
准峰值检测器是EMI丈量规范规则的一种特别的检测办法。准峰值检测器用来检测信号包络加权后的峰值（准峰值）。它依据信号持续时刻和重复率对信号加权。信号发生频次越高，与偶发脉冲比较，准峰值丈量数据越高。
图2：这个实例说明晰峰值和准峰值检测对8 µs脉宽和10 ms重复速率的信号的影响。准峰值比峰值低10.1 dB。
一个杰出的法则是准峰值将一向小于等于峰值检测，永久不会大于峰值检测。因而，您可以运用峰值检测，进行EMI调试和确诊。您不需求精确到EMI部分或实验室扫描水平，由于它们都是相对的。假如您的实验室陈述运用准峰值检测器显现规划超出3 dB，峰值检测显现超出6 dB，那么您需求完结补丁，把信号下降-3 dB或以上。
本文选自本站网8月《无线通讯特刊》Change The World栏目，转载请注明出处！
预一致性勘探技能
全面EMI一致性测验实验室中运用EMI接收机和精心校准的天线，在3米或10米距离上测验电子器材。换句话说，丈量在远场中完结。在本质上，远场测验可以精确区域别产品全体上是经过测验仍是测验失利，但不能指出问题的来历。在只运用远场测验时，用户不能把问题阻隔到详细元器材或方位，比方在打开金属机箱时“走漏”出太多的RF能量，也不能协助辨认放射出太多RF能量的电缆。近场测验是定位此类辐射来历的仅有途径，一般运用频谱剖析仪和近场探头履行近场测验。
图3所示的EMI近场探头是一种电磁捡拾设备，用来捕获关怀区域的电场（E）或磁场（H），与频谱剖析仪一同运用。制造商供给了成套探头，在尺度、灵敏度和频率规模之间完结最佳均衡，您或许需求东西箱中一切尺度，才干解决问题。挑选磁场探头仍是电场探头或许取决于信号在规划中的方位、信号源特色（电压或电流）等等。例如，存在金属屏蔽或许会按捺电场，在运用中必需运用磁场探头。有必要运用近场探头捡拾被测器材邻近的信号。
图3：近场探头用来发现非估计的RF辐射的方位。
电压探头与示波器和频谱剖析仪一同运用，直接衔接到关怀的电路上。传统示波器探头可以与频谱剖析仪一同运用，视探头的阻抗，会导致灵敏度丢失。例如，把一只500欧姆Z0示波器探头衔接到一台50欧姆频谱剖析仪上，会导致10:1分路器及到频谱剖析仪输入的信号下降20dB。可是，在直接衔接电路时，信号一般很大，即便信号电平下降，频谱剖析仪仍能看得见。此外，频谱剖析仪的噪底和灵敏度一般要比示波器好几个量级，因而探头损耗很少会成为约束要素。电压探头有必要直接衔接到电路上，才干捡拾信号。
预一致性测验的三个根本进程
对预一致性测验，频域分红3个子域或区域，如图4所示。表1显现了北美和欧洲的2.4 GHz频段WLAN一致性测验要求。每个子域都有独自的法规，在产品推向商场前，无线设备完结者需求成功完结“3步频谱预一致性测验”。这些进程是：
· 带内（信道）域：查看发射功率输出、发送带宽和功率频谱密度、等等。
· 带外域：查看频谱辐射或邻道功率比（ACPR）。模板一般由IEEE等通讯规范规则。
· 杂散域：查看杂散辐射水平。
图4. 对预一致性测验，频域分红三个子域。
发送功率丈量
在规划或更新无线设备装置时，一般必需确认无线设备能否完结必定的传输距离。可是，这些信息不会打印在无线设备和天线的技能数据中。可以答应的最大输出功率依据区域法规组织规则的办法丈量。因而，您需求查看规范和法规，保证设备可以经过一致性测验。图5说明晰运用矢量信号剖析软件及频谱剖析仪履行这一测验的进程。
必需指出，某些WLAN信号超出了剖析仪可以履行发送功率丈量的带宽。例如，802.11ac信号要求至少160 MHz的带宽，才干履行突发功率测验。
图5：这个实例说明晰履行IEEE 802.11g 发送功率丈量的进程。
功率频谱密度丈量
功率频谱密度（PSD）是每个单位频率内的功率。例如，FCC要求在接连传输的任何时刻距离内，在任何3 kHz频段中，从成心辐射体传导到天线的功率频谱密度不得大于8 dBm，您需求把频谱剖析仪中心频率设置成通道中心频率，把RBW设置成3 kHz，运用峰值检测器和符号确认最大起伏电平是否大于8 dBm。
图6： IEEE 802.11g 功率频谱密度丈量
占用带宽丈量
占用带宽是衡量包含指定百分比的总信号功率的频段带宽的目标。占用带宽（OBW）丈量信号在分配信道内占用多少带宽。一般来说，OBW用分配信道带宽内总功率的百分比指定，如99%或X dB以下带宽。在图6所示的比如中，FCC要求最低6dB带宽至少应为500 kHz，因而您需求进行6 dB以下占用带宽丈量。
图7： IEEE 802.11g 占用带宽丈量
频谱辐射模板丈量
一旦设备的发射功率输出满意带内合规要求，您可以转向测验带外辐射。频谱模板是以数学方法界说的、运用到无线传输电平的一套线。这个模板供给了答应信号功率散布到通道中的极限。它为规范的每个变通计划都规则了发射频谱模板。一般来说，频谱辐射模板（或带外）域从必需带宽（分配的通道带宽）0.5倍的频率偏置开端，一向扩展到必需带宽的2.5倍。例如，20 MHz带宽802.11g信号的IEEE辐射模板域是距中心频率±10 MHz到±50 MHz频率偏置。图7显现了这一丈量流程。
图8： IEEE 802.11g频谱辐射模板丈量流程。
杂散辐射丈量
杂散辐射对错成心发生或发送的任何无线频率，特别是在正常状况下发生其他频率的设备中。发射机分配信道以外的谐波或其他信号将被视为杂散辐射。许多本地法规规范，如美国的FCC，供给了必定的不想要的辐射域的杂散辐射功率的极限（可以答应的值）。在图8所示的实例中，极限线从这个保存的设置文件中加载，对规范中建立的每个频率区域有相应的设置 。
图9： IEEE 802.11g 杂散丈量流程。
战胜RF集成杂乱性
许多制造商以为，他们只需%&&&&&%买一个无线模块，然后只需很少的作业就可以使产品取得认证，预备上市。但是即便是适当简略的集成作业，仍有许多潜在的问题范畴，有许多有必要满意的杂乱的法规要求。考虑到前往一致性认证组织的时刻本钱，预一致性测验成为有必要。
但是，查看一切规范和法规不只好不容易，并且耗时很长。即便现已收集了一切法规信息，但您仍需了解测验设备，保证正确设置一切丈量。事实上，预一致性测验程序或许会在频谱剖析仪中添加几百次操作。
为了简化这一进程，测验丈量供货商现已着手供给分步指引或导游，运用混合域示波器或频谱剖析仪为WLAN器材履行预一致性丈量。此外，确诊不限于预一致性测验。这些东西还支撑全面确诊和调试，保证RF体系可以完结规则的功能水平，而不会被集成体系的其他部分劣化。
关于作者
Xiao Li现为泰克公司产品线运用工程师，其重点是商用无线、频谱办理和RF教育运用。他于2012年参加泰克。他结业于沈阳理工大学，取得理学士学位；后结业于美国俄勒冈波特兰州立大学，取得理学硕士学位和博士学位。他还曾作为波特兰州立大学的兼职教授。他的科研爱好包含无线通讯和信号处理。
