集成ZigBee無線電設(shè)計(jì)、檢定和驗(yàn)證

圖6。隨后基于SPI命令的觸發(fā)顯示了命令和無線電開啟開間的時(shí)延。

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

寄存信號(hào)
在確認(rèn)無線電的操作時(shí)，確保沒有會(huì)導(dǎo)致干擾的寄存信號(hào)非常重要。圖7顯示在ZigBee工作頻帶中沒有顯著的寄存信號(hào)。請(qǐng)注意，此圖的相關(guān)模塊的發(fā)射頻率設(shè)置為2.45 GHz頻帶的中心頻率。標(biāo)記功能在此被用于測(cè)量峰值信號(hào)。在分辨率帶寬現(xiàn)在被設(shè)為100 kHz的情況下，頻譜時(shí)間現(xiàn)在減小到剛剛超過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(hào)視野。

尋找頻譜其他部分中的信號(hào)也很重要。例如，下一步可能是看被發(fā)射信號(hào)的第二諧波的頻率范圍（在其仍然與射頻傳輸開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(xiàn)一個(gè)小信號(hào)，其他頻率沒有任何顯著發(fā)現(xiàn)。標(biāo)記所在位置的第二諧波信號(hào)比基波約低35 dB，這完全在適用此類無線電發(fā)現(xiàn)器的RCC規(guī)則的范圍之內(nèi)。
干擾
對(duì)于某些應(yīng)用，使用天線來進(jìn)行測(cè)量，以識(shí)別可能干擾所開發(fā)無線電的其他無線電來源是很有用的。在圖12中，MDO使用了一個(gè)干擾天線來尋找可能的干擾無線電來源。中心頻率為2.46 MHz的寬頻信號(hào)來自位于同一座大樓中的Wi-Fi基站。該基站覆蓋ZigBee無線電能夠使用的大量信道。在針對(duì)該無線電模塊的應(yīng)用中，避免使用該頻率附近的信道是明智的，因?yàn)閆igBee無線電的射程可能受到影響，或者無線電信號(hào)被完全阻截。

圖8。顯示無線局域網(wǎng)干擾信號(hào)，以評(píng)估互操作性測(cè)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(xiàng)來捕獲感興趣頻帶中的信號(hào)。主要參考標(biāo)記顯示這是一個(gè)相當(dāng)強(qiáng)的信號(hào)。手動(dòng)標(biāo)記（a）和（b）是干擾源的頻率范圍的讀數(shù)。此干擾的頻率范圍和功率會(huì)使ZigBee信道17-19不可用。當(dāng)然，包括ZigBee在內(nèi)的大多數(shù)協(xié)議將會(huì)掃描此類干擾并將操作移動(dòng)到干凈的信道。復(fù)雜程度稍低一些的協(xié)議可能需要對(duì)操作信道進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。
總結(jié)
在實(shí)現(xiàn)ZigBee或其他IEEE 802.15.4無線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，包括開發(fā)時(shí)間、單位成本-設(shè)計(jì)和批準(zhǔn)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(duì)無線電的特殊電氣要求。
無論選擇哪種方案，為了確保無線系統(tǒng)的正常工作，都要進(jìn)行大量的測(cè)量。射頻測(cè)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(shù)據(jù)包定時(shí)、電流消耗和電源噪聲的確認(rèn)也很重要。此外，確認(rèn)無線電設(shè)置了正確的數(shù)字配置信息以及收到正確的數(shù)據(jù)也很重要。如本文所示，能夠關(guān)聯(lián)模擬、數(shù)字和射頻信號(hào)的混合域示波器非常適用于完成該任務(wù)，并可幫助設(shè)計(jì)人員在確認(rèn)和驗(yàn)證ZigBee模塊的過程中節(jié)省時(shí)間和減輕工作量。