一切皆因連接而起,物聯(lián)網(wǎng)IoT正在加速進(jìn)入到我們的日常生活與各行各業(yè)之中,人與物、物與物之間的連接互動(dòng)越來(lái)越智能便捷,無(wú)線(xiàn)通信成為物聯(lián)網(wǎng)連接中的無(wú)形橋梁,藍牙、WiFi、ZigBee等主流通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)應用中各有千秋,成為物聯(lián)網(wǎng)落地的強力支撐。
泰克“物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)通信測試專(zhuān)題”,將由泰克專(zhuān)家分享藍牙、WiFi、ZigBee設計中的模塊選擇、EMI測試等關(guān)鍵設計與測試經(jīng)驗,幫助眾多設計公司和工程師搞定設計難題。
選擇藍牙模塊:三個(gè)考慮因素
在為物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設備或某些其他項目選擇藍牙或其他RF模塊時(shí),您可能發(fā)現市場(chǎng)上可行的方案比你想象得要多得多。在正常情況下,模塊制造商或供應商會(huì )根據傳輸速率、傳輸距離、頻段、認證、包裝尺寸等對提供的數千個(gè)模塊分類(lèi)。
全方位考慮固然很重要,但某些因素要更加關(guān)鍵。通過(guò)把最主要的重點(diǎn)放在傳輸速率、傳輸距離(或覆蓋范圍)和功耗上,您可以有效地縮小選擇范圍。對這些因素做出平衡取舍之之后,在此基礎上選擇一個(gè)模塊,可以幫助您制訂直接影響最終用戶(hù)體驗的決策。我們將快速考察這些參數,及其怎樣影響您的器件性能。
1)傳輸速率
傳輸速率或數據速率通常是設計人員和開(kāi)發(fā)人員考慮的第一件事,因為它會(huì )迫使設計人員和開(kāi)發(fā)人員考慮器件之間需要傳送的信息類(lèi)型。例如,把高質(zhì)量音樂(lè )傳送到耳機所需的數據速率,與基本心跳監護儀所需的數據速率就有著(zhù)很大的差別。
在理論上,低能耗藍牙的傳輸速率不支持自己的最大帶寬(1 MHz),因為低能耗藍牙的重點(diǎn)是簡(jiǎn)單的信息傳輸。如果以高速率傳輸數據,那么低能耗藍牙會(huì )消耗更大的功率,這和最初設計概念是矛盾的。如果需要高速傳輸,那么應考慮速率更高的EDR藍牙或Wi-Fi。任何速率提高幾乎都不可避免地會(huì )消耗更多的功率。

2)功率類(lèi)別和傳輸距離覆蓋范圍
在制造商和分銷(xiāo)商網(wǎng)站上,藍牙模塊是按類(lèi)別劃分的,這里的類(lèi)別是指功率類(lèi)別。功率類(lèi)別越高,傳輸所能到達的地方越遠。與任何其他無(wú)線(xiàn)技術(shù)一樣,藍牙網(wǎng)絡(luò )的距離有限。傳輸距離隨不同版本變化。

在同一版本中,支持的傳輸距離仍會(huì )隨著(zhù)不同的功率類(lèi)別變化。實(shí)際信號傳輸距離隨著(zhù)具體環(huán)境條件變化,如傳輸條件、材料、制造偏差、天線(xiàn)和電池。除藍牙標準中規定的要求外,設備還需要滿(mǎn)足本地政府頻譜法規機構規定的功率要求。如需與這些要求有關(guān)的更多信息,請查看我們前面的博文。
3)功耗
功耗主要與傳輸速率和距離有關(guān)。由于藍牙設備一般是通過(guò)電池供電的,因此設備的工作電流/電壓是一個(gè)重要考慮因素,因為它直接決定著(zhù)充電時(shí)間和電池續航周期。
通過(guò)把模塊進(jìn)一步劃分成不同版本,藍牙SIG簡(jiǎn)化了這一前期決策。藍牙技術(shù)版本分為經(jīng)典版本和低能耗(LE)版本。經(jīng)濟藍牙版本1、2和3是為數據傳輸速率優(yōu)化的。在經(jīng)典版本中,它分成基本速率(BR)、增強數據速率(EDR)和高速。低能耗藍牙則把更多的重點(diǎn)放在簡(jiǎn)單的信息傳輸上,同時(shí)盡可能延長(cháng)電子器件的續航時(shí)間。

除了這些分類(lèi)之外,制造商會(huì )列出發(fā)送和接收電流和/或功率,主要用于模塊選擇中。如果您能夠測試預計的最終設備用途,那么您可以更簡(jiǎn)便地評估模塊,在具體應用中平衡各種因素。我們的功耗博文中進(jìn)一步介紹了這類(lèi)測試。
找到適當的藍牙模塊首先要平衡傳輸速率、傳輸距離和功耗。一旦縮小了選擇范圍,那么可以根據成本、空間和兼容能力進(jìn)一步縮小范圍。最后,預計您可以使用測試設備對模塊做一些評測。下載怎樣選擇藍牙模塊應用指南,更詳細地了解這一測試。
確保藍牙設計通過(guò)EMI一致性測試
在支持藍牙的任何新型設備上市前,不管是完善的通信設備還是簡(jiǎn)單的USB加密狗,它都必須滿(mǎn)足FCC制訂的嚴格的EMI輻射要求。
過(guò)去,設計人員一般要等到設計周期結束,才能把產(chǎn)品送到測試機構,進(jìn)行正式的一致性測試。遺憾的是,更多的情況下,很多藍牙設計都不會(huì )一遍就過(guò)。幾次跑到測試機構的成本會(huì )非常高,視不同的根本原因,很容易會(huì )導致工期延誤,不能按期完工。
一種好得多的方法是提前執行預一致性檢查,從而可以識別和校正任何EMI問(wèn)題。憑直覺(jué),許多設計人員認為他們沒(méi)有設備或專(zhuān)業(yè)知識,來(lái)足以完成預一致性測試。
而現在,通過(guò)基于PC的現代頻譜分析軟件及泰克經(jīng)濟的基于USB的頻譜分析儀,如RSA306或RSA 500/600系列,執行這些檢查變得輕松快捷。下面的視頻“藍牙器件基本EMI預一致性測試”說(shuō)明了在實(shí)驗室中怎樣使用泰克RSA607A實(shí)時(shí)頻譜分析儀,來(lái)執行帶內輻射和雜散信號測試。
預一致性測試具有重要意義,可以保證您在測試機構通過(guò)EMI/EMC一致性測試。通過(guò)使用適當的設備,還可以簡(jiǎn)便地執行藍牙無(wú)線(xiàn)測試。觀(guān)看這個(gè)視頻,了解怎樣測試藍牙器件正確啟動(dòng)和傳送信息。確保下載我們的RF信號電子指引,迅速識別您正在查找的信號。
本篇介紹了藍牙模塊的選擇和EMI預一致性測試,這是工程師在藍牙模塊設計時(shí)經(jīng)常面臨的問(wèn)題,也是經(jīng)常令人頭疼的問(wèn)題?蛇x的方案比想象的要多得多,選擇重點(diǎn)要放在傳輸速率、傳輸距離(或覆蓋范圍)和功耗上,這樣可以有效地縮小選擇范圍。而EMI預一致性測試可以有效降低設計開(kāi)發(fā)時(shí)間和成本。 |