隨著無線 USB 的首次亮相，設計人員質(zhì)疑開發(fā)和生產(chǎn)測試是否符合現(xiàn)實的成本預期。使用專為捕獲和分析無線 USB 信號而構建的測試系統(tǒng)可提供全面的測試結果，在預算和時間限制內(nèi)滿足開發(fā)和生產(chǎn)需求。

星星現(xiàn)在正對準經(jīng)過認證的無線 USB。芯片組制造商終于為波段組 6（唯一被普遍認可的波段組）提供硅片，并且開始出現(xiàn)更多參考設計。

經(jīng)過認證的無線 USB出現(xiàn)在實際應用中只是時間問題。很快，用戶只需將數(shù)碼相機放在臺式機或筆記本電腦旁邊，按一下按鈕即可傳輸照片。打印機會將文檔或電子表格轉(zhuǎn)換為硬拷貝，筆記本電腦和打印機之間沒有任何線路。有線 USB現(xiàn)在提供的所有普遍性都將通過無線連接得到進一步增強。

但在設計人員推出香檳之前，他們必須權衡無線 USB 定價與校準和測試成本的現(xiàn)實情況。作為 WiMedia 超寬帶 （UWB） 的一個分支，Certified Wireless USB 被要求做很多事情：反映有線 USB 的實用性、低功耗、與其他無線連接模式共存以及低成本。同時，Certified Wireless USB 必須滿足一組具有挑戰(zhàn)性的參數(shù)規(guī)范，這也是校準和測試進入等式的地方。

仔細看看這項技術

首先，設計人員應該退后一步，確定他們將使用兩個不兼容的無線 USB 版本（WirelessUSB 和Certified Wireless USB）中的哪一個。

WirelessUSB 由賽普拉斯半導體提供支持，是一種使用 2.4 GHz 頻段的協(xié)議，在 10 m 距離處的最大數(shù)據(jù)速率為 1 Mbps，在 50 m 處的最大數(shù)據(jù)速率為 62.5 Kbps。本文將重點介紹由 USB 實施者論壇贊助的認證無線 USB。

經(jīng)過認證的無線 USB 跨越 3.1-10.6 GHz，分為14 個連續(xù)的 528MHz 頻段。信號“跳躍”跨越三個相鄰頻段（稱為頻段組，覆蓋1，584MHz 的頻譜），其特點是快速跳躍和短符號時間（242.5 納秒）。該技術使用多頻帶正交頻分復用 （MB-OFDM），并根據(jù)預期的數(shù)據(jù)速率，使用正交相移鍵控 （QPSK） 或雙載波調(diào)制 （DCM），如表1 所示。經(jīng)認證的無線 USB 可以抽出480 Mbps（最遠 3 m）和 110 Mbps（最遠 10m）。

表1

三個 528 MHz 頻段的頻段組具有不同的區(qū)域監(jiān)管約束（見圖 1），全球僅授權頻段組 6。因此，最新的芯片組很可能集中在第 6 組周圍，而第一代芯片組由于在美國的許可而面向第 1 組。

圖1

UWB 通用無線電平臺支持多種跳頻序列，稱為時間頻率碼（TFC），允許設計人員僅使用一個頻帶或在兩個或三個頻帶之間跳頻（參見表 2 中的示例）。

表2

開發(fā)和生產(chǎn)測試

開發(fā)測試和生產(chǎn)測試之間存在根本區(qū)別。在開發(fā)過程中，設計人員正在使用組件創(chuàng)建滿足標準所有方面的功能，這些組件的最壞情況容差貢獻產(chǎn)生的最終結果仍然符合規(guī)范。然而，一旦該設計得到驗證，設計人員就不再需要像以前那樣測試所有相同的設計方面。現(xiàn)在，他們基本上是在試圖找出生產(chǎn)錯誤或有缺陷的組件。

可以說，對于開發(fā)而言，設計師是使用一堆通用儀器連接在一起來準確測量必要的參數(shù)，還是使用專門為測試無線 USB 而設計的專用系統(tǒng)。

然而，在當今商品化、競爭激烈的電子市場中，時間對于開發(fā)和生產(chǎn)來說都是至關重要的。設計必須在數(shù)周而不是數(shù)月內(nèi)投入生產(chǎn)，并且一旦設計得到驗證，就必須具備大批量生產(chǎn)能力。

在這種情況下，設計人員沒有使用臨時儀表集群進行生產(chǎn)測試的奢侈。但也有人認為，等待專門構建的測試系統(tǒng)可能會減慢開發(fā)速度。

開發(fā)測試要求

經(jīng)過認證的無線 USB 設備發(fā)送和接收，這兩個功能都需要測試。在發(fā)射端，需要對功率電平和設置精度、誤差矢量幅度 （EVM）、功率譜密度（針對頻譜模板）和頻率偏移進行測試。但這僅僅是開始。設計人員還需要測試符號時鐘偏移、相位噪聲、壓縮、幅度和相位平衡、幅度隨時間的變化以及本地振蕩器泄漏。

進行更詳盡測試的原因是確保設備符合所有規(guī)格。例如，一個設備很可能在所有方面都正常工作——范圍、速度和錯誤率——但產(chǎn)生高于規(guī)定水平的干擾輻射。

在接收端，設計人員希望測試指定誤包率 （PER） 下的最小功率靈敏度和

指定 PER 下的最大功率靈敏度。這將顯示設備的動態(tài)范圍是否在規(guī)格范圍內(nèi)。但是，同樣需要對接收器的相鄰信道抑制、交替信道抑制和最大可容忍信號進行更多測試，以確保它 在規(guī)范范圍內(nèi)的其他信道的信號電平上不受干擾。

使用通用儀器進行這一級別的開發(fā)測試通常涉及一個漫長的過程。這些儀器必須能夠準確測量跨越 7.5 GHz 的信號，并且響應速度足夠快，以測量快速跳頻和短符號。

目前可用的大多數(shù)通用儀器都達不到 7.5 GHz 的帶寬要求。那些具有足夠帶寬的通常是價格相匹配的高端系統(tǒng)。另一方面，帶有軟件控制的矢量信號分析儀的單機測試儀可以設計用于捕獲和分析無線 USB 信號，并提供滿足開發(fā)需求的全面測試結果。開發(fā)這種滿足認證無線USB 的帶寬和速度要求的測試儀本身就有挑戰(zhàn)。

生產(chǎn)測試要求

為處理無線 USB 開發(fā)測試而構建的測試系統(tǒng)無疑也能夠進行生產(chǎn)測試。事實上，測試的總數(shù)將大大放寬，因為設計人員不會試圖驗證設計，而是試圖捕捉生產(chǎn)問題。

在這種情況下，發(fā)射機測試將涉及校準輸出功率、測量 EVM、檢查功率譜密度是否在模板范圍內(nèi)，以及（可選）檢查頻率偏移。

在接收器端，設計人員必須檢查指定 PER 下的最小功率靈敏度和指定 PER 下的最大功率靈敏度。這些測試將暴露任何生產(chǎn)缺陷。

原型無線 USB 測試儀

目前，還沒有專為無線 USB 開發(fā)和生產(chǎn)測試而設計的單盒 EVM 測試儀。然而，這種情況即將改變。

在早些時候在拉斯維加斯舉行的消費電子展上，LitePoint 展示了與最新的認證無線 USB 芯片組配對的原型無線 USB 測試系統(tǒng)。該原型捕獲芯片組參考設計傳輸?shù)倪B續(xù)數(shù)據(jù)包，并顯示豐富的一組數(shù)據(jù)加上信息豐富的圖形。被測單元（UUT） 通過其自己的驅(qū)動程序軟件進行控制，允許波段組、TFC 和連續(xù)數(shù)據(jù)包輸出選擇。

測試系統(tǒng)由其 GUI 軟件控制，提供用戶可選擇的圖形顯示和數(shù)據(jù)列表陣列。設計人員可以選擇波段組和捕獲模式（單信號或連續(xù)）。在單

信號模式下，測試儀捕獲一個數(shù)據(jù)包并顯示瞬時讀數(shù)。在連續(xù)捕獲中，連續(xù)的數(shù)據(jù)包“快照”顯示讀數(shù)是否相對穩(wěn)定或被大的隨機偏差打斷。

一項重要的測試是功率譜密度（如圖3 所示），以確保發(fā)射信號完全在頻譜模板限制范圍內(nèi)。超出頻譜模板限制的信號更有可能干擾其他信號。

圖 3

前面提到的所有開發(fā)和生產(chǎn)測試都可以在很短的時間內(nèi)完成。設置保持不變，用戶只需選擇不同的參數(shù)和圖形視圖。信號捕獲、后續(xù)分析和顯示都需要幾秒鐘才能完成，只需單擊一下即可生成所有分析結果。

在不久的將來，至少一個基于 EVM 的單盒測試系統(tǒng) - LitePoint IQultra - 將完成 beta 測試，并可用于基于 USB 的認證無線設備的快速測試。

審核編輯：郭婷