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全球趋势下无线嵌入式系统的系统级设计和检验

全球趋势下无线嵌入式系统的系统级设计和检验

点击数:7159 次   录入时间:03-04 11:58:51   整理:http://www.55dianzi.com   电子技术

  设计和实现无线系统的一个重大挑战是使之能够用于世界不同地区。在使用的频率、调制类型、功率电平和带宽方面,全球并没有达成一致。无线电法规在不同地区之间差异很大,特别是在没有牌照的无线电控制和遥测应用使用的那部分频段。

  对某些应用来说,在2.4GHz上运行的标准化无线电(如蓝牙、ZigBee或Wi-Fi)几乎可以用于世界上任何地方。然而对其它应用而言,改进大楼穿透力、降低干扰、减少低频无线电的能耗可能是更好的选择。在这种情况下,设计人员的任务是优化和检验无线电集成电路,使得这些集成电路能够用于相同应用,但用于不同地区。

  本文考察了嵌入式无线电集成电路和模块技术。这些技术非常灵活,通过数十个设置寄存器来实现, 可以优化用于北美和欧洲地区。为了满足不同市场对于功率、频率和占用带宽等的要求,工程师必须能够检验无线电的射频运行并确认发送到无线电的命令和数据是正确的。

  过去,这是一项很难的任务,不但需要关联无线电发射机的RF输出,同时还要读取控制信号。这些控制信号包括能够触发和解码SPI和其它总线,测量吸收电流、电源电压及其它模拟信号和数字信号。一般来说,这需要结合使用示波器和频谱分析仪进行测量,然后手动关联捕获的信号。最近,泰克推出业内第一个、也是唯一一个商用混合域示波器(MDO),把示波器和频谱分析仪融合在一台仪器中。在本文中,我们将介绍如何使用这一仪器,并促进北美和欧洲地区的无线电集成电路优化。

  了解法规

  在大楼中传播信号时,无线电集成电路在900MHz频段范围内的效率要高于2.4GHz频段。这些集成电路可以用于世界上大部分地区,灵活地进行不同配置并满足当地法规。首先,应清楚地了解针对的不同地区允许使用哪些频段。

  在欧洲大部分地区,没有牌照的无线电系统允许在868MHz范围内工作,发射足够的功率来涵盖大楼内几百英尺的范围,在某些国家和频段中甚至可以达到25mW或更高的发射功率 .由于法规中允许的频段相对较窄,这些系统只能占用有限的频谱带宽。

  相比之下,在北美,915MHz周围没有牌照的频谱分配范围相对较大(902~928MHz)。但是,为了以几分之一毫瓦以上的功率发送,信号必须扩散到至少500 kHz的频谱中,进一步限制了峰值功率。北美市场允许选择窄带低功率应用或者900MHz频谱中较高功率的宽带应用。还可以采用跳频,但所要求的软件要比宽带(数字)调制复杂得多。尽管使用带宽较宽的信号有某些劣势,但它可以提供更高的数据吞吐量。与北美允许的窄带信号中低得多的功率电平相比,更宽的带宽及更高的发射机功率可以用于更长的量程。

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