判断无线产品性能的依据是产品的射频指标是否合格,余量是否充足。简要介绍了基于IEEE 802.11b/g/n规范的一些射频指标。
1.发射功率(TX功率)
TX功率:指无线产品发射天线的工作功率,单位为dBm。无线传输的功率决定了无线信号的强度和距离。功率越高,信号越强。
每个国家对最大发射功率都有限制:中国和欧洲国家最大发射功率不超过20dBm;北美最大功率不超过30dBm;日本最大功率不超过22dBm。
在无线产品设计中,总会有一个目标功率作为我们设计的基础。在满足频谱板和EVM的前提下,发射功率越高,性能越好。影响发射功率指标的因素有射频链路巴伦电路的设计;滤波器选择,50欧姆阻抗匹配;天线的性能;测试环境等。
2.误差矢量幅度(EVM)
误差矢量幅度(EVM):是考虑调制信号质量的一个指标,单位为dB。EVM越小,信号质量越好。下表是IEEE802.11给出的标准。
在无线产品中,发射功率和EVM是相关的。发射功率越大,EVM越大,即信号质量越差。因此,在实际应用中,应该在TX功率和EVM之间进行折衷。影响EVM的因素包括射频链路的50欧姆阻抗匹配、射频电源等。
3.频率误差
频率误差:表示射频信号与信号所在通道中心频率的偏差,单位为PPM。误差频率偏移的要求范围如下。
频率偏移越小越好。PPM的公式如下:
在实际设计中,影响频率偏移的因素包括晶振和晶振负载电容的选择;PCB晶元的走线和接地孔的处理等。
4.发射信号的频偏模板
发射信号的发射频谱屏蔽可以衡量发射信号的质量和相邻信道的干扰抑制能力。被测信号的频谱模板在标准频谱模板内合格。下图分别是11B,11g/a,20M 11N,40M 11N的模板图。红框是光谱模板的标准。
在满足发射功率的情况下,频谱模板越小,标准模板线越远,其性能越好。
5.光谱平坦度
频谱平坦度:表示被测信号在其信道中的功率平坦度。频谱的平坦性影响无线信号连接的性能。下图显示了实际测量结果。
6.接收灵敏度(RX灵敏度)
RX灵敏度:表征被测对象接收性能的参数。接收灵敏度越好,接收到的有用信号就越多,无线覆盖范围就越大。
接收灵敏度可以用IQXEL/IQ2010测试。测试接收灵敏度时,使产品处于接收状态,用IQxel/IQ2010发送特定的波形文件,修改IQxel/IQ2010上的功率电平,直到产品的误包率(PER%)达到标准。(11B PER = 8%;11g/a/n PER=10%)
在实际设计中,影响接收灵敏度的因素包括射频接收链路的器件选择、整个链路的布局以及电源线。外部环境干扰等。所以在设计无线产品的时候,屏蔽是必不可少的一部分!
以上简单介绍了无线产品中几个重要的射频指标以及影响这些指标的可能因素。在实际设计中,可能会有更多奇怪的问题导致射频性能不佳,这就需要我们不断积累调试经验,才能让我们的产品性能更好!
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