集成ZigBee無線電設(shè)計、檢定和驗證

屏幕上半部底部的橙色條代表頻譜跡線的顯示時限。頻譜時間定義為窗口成形因子除以分辨率寬度的結(jié)果。在本例中，使用默認(rèn)的Kaiser FFT函數(shù)（成形因子2.23）和11 kHz的分辨率帶寬，頻譜時間計算結(jié)果約為200 μs。在時域窗口上移動頻譜可取得數(shù)據(jù)包發(fā)射期間任何時刻的頻譜和測量結(jié)果。該采集僅在開啟無線電數(shù)據(jù)包發(fā)射后相關(guān)。
混合域示波器的射頻采集可執(zhí)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間記錄，所以可用一個數(shù)字降壓轉(zhuǎn)換過程來產(chǎn)生I（真實）和Q（假想）數(shù)據(jù)。每個I和Q數(shù)據(jù)樣點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(shù)據(jù)來計算射頻幅度-時間跡線。
圖3顯示了被添加到圖4顯示內(nèi)容的附加射頻幅度-時間跡線。這證明了圖5中的電流和電壓測量事件與射頻發(fā)射的開啟相關(guān)。

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

綠色跡線（跡線4）顯示了模塊的消耗電流。在數(shù)據(jù)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(jié)果），所以必須設(shè)計電源來支持該負(fù)載。黃色跡線（跡線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(yīng)當(dāng)是優(yōu)異的（請注意72 mV的直接峰-峰測量結(jié)果）。
屏幕上面部分的橙色跡線（跡線A）顯示了射頻信號幅度-時間關(guān)系。輸入電流分兩步上升。在第一步中，射頻集成電路被開啟。然后有一個時延來讓頻率合成器在功率放大器開啟前穩(wěn)定下來。射頻功率的上升與第二步電流上升吻合。開啟時間約為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線電發(fā)射器的性能，以便了解無線電合規(guī)性能的余量。在圖6中，一個1.5Ω的電阻器被與模塊串聯(lián)起來，以模擬電量已快耗盡的電池的效應(yīng)。該模塊消耗的電流只低幾個毫安，但壓降為230 mV左右。根據(jù)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。從振幅-時間跡線（跡線A）中也可看出這一較低的輸出功率。

圖4。通過將電阻與模塊電源串聯(lián)來研究低功率性能行為的頻譜和測量結(jié)果。

數(shù)字命令
需要設(shè)置無線電集成電路和模塊來滿足具體應(yīng)用和任何針對特定協(xié)議的設(shè)置的操作要求?；旌嫌蚴静ㄆ髟试S解碼對ZigBee模塊的SPI命令。圖5顯示了SPI命令的數(shù)字捕獲結(jié)果，時間范圍與圖2的時間范圍相同。解碼功能被啟用，但在此時間范圍內(nèi)不可讀。

圖5。SPI數(shù)字信號（SPI - MOSI和MISO）的數(shù)據(jù)包解碼被添加到顯示中。

在本例中，模擬、數(shù)字和射頻采集的觸發(fā)條件為跡線4的漏極電流高于130 mA。中心左側(cè)上方顯示中的所有時域測量結(jié)果顯示了在射頻開啟時在電流超出該水平前的事件。其中包括數(shù)字解碼、模擬（電壓和電流）及射頻-時間關(guān)系。從這些信息可以看出，數(shù)字命令出現(xiàn)在射頻事件發(fā)生前約600 ms時。