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)線通信成為物聯(lián)網(wǎng)連接中的無(wú)形橋梁，藍(lán)牙、WiFi、ZigBee等主流通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中各有千秋，成為物聯(lián)網(wǎng)落地的強(qiáng)力支撐。

泰克“物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線通信測(cè)試專題”，將由泰克專家分享藍(lán)牙、WiFi、ZigBee設(shè)計(jì)中的模塊選擇、EMI測(cè)試等關(guān)鍵設(shè)計(jì)與測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，幫助眾多設(shè)計(jì)公司和工程師搞定設(shè)計(jì)難題。

選擇藍(lán)牙模塊：三個(gè)考慮因素

在為物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備或某些其他項(xiàng)目選擇藍(lán)牙或其他RF模塊時(shí)，您可能發(fā)現(xiàn)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(yīng)商會(huì)根據(jù)傳輸速率、傳輸距離、頻段、認(rèn)證、包裝尺寸等對(duì)提供的數(shù)千個(gè)模塊分類。

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(duì)這些因素做出平衡取舍之后，在此基礎(chǔ)上選擇一個(gè)模塊，可以幫助您制訂直接影響最終用戶體驗(yàn)的決策。我們將快速考察這些參數(shù)，及其怎樣影響您的器件性能。

1)傳輸速率

傳輸速率或數(shù)據(jù)速率通常是設(shè)計(jì)人員和開發(fā)人員考慮的第一件事，因?yàn)樗鼤?huì)迫使設(shè)計(jì)人員和開發(fā)人員考慮器件之間需要傳送的信息類型。例如，把高質(zhì)量音樂(lè)傳送到耳機(jī)所需的數(shù)據(jù)速率，與基本心跳監(jiān)護(hù)儀所需的數(shù)據(jù)速率就有著很大的差別。

在理論上，低能耗藍(lán)牙的傳輸速率不支持自己的最大帶寬(1 MHz)，因?yàn)榈湍芎乃{(lán)牙的重點(diǎn)是簡(jiǎn)單的信息傳輸。如果以高速率傳輸數(shù)據(jù)，那么低能耗藍(lán)牙會(huì)消耗更大的功率，這和最初設(shè)計(jì)概念是矛盾的。如果需要高速傳輸，那么應(yīng)考慮速率更高的EDR藍(lán)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)功率類別和傳輸距離覆蓋范圍

在制造商和分銷商網(wǎng)站上，藍(lán)牙模塊是按類別劃分的，這里的類別是指功率類別。功率類別越高，傳輸所能到達(dá)的地方越遠(yuǎn)。與任何其他無(wú)線技術(shù)一樣，藍(lán)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)隨著不同的功率類別變化。

實(shí)際信號(hào)傳輸距離隨著具體環(huán)境條件變化，如傳輸條件、材料、制造偏差、天線和電池。除藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的要求外，設(shè)備還需要滿足本地政府頻譜法規(guī)機(jī)構(gòu)規(guī)定的功率要求。如需與這些要求有關(guān)的更多信息，請(qǐng)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(lán)牙設(shè)備一般是通過(guò)電池供電的，因此設(shè)備的工作電流/電壓是一個(gè)重要考慮因素，因?yàn)樗苯記Q定著充電時(shí)間和電池續(xù)航周期。

通過(guò)把模塊進(jìn)一步劃分成不同版本，藍(lán)牙SIG簡(jiǎn)化了這一前期決策。藍(lán)牙技術(shù)版本分為經(jīng)典版本和低能耗(LE)版本。經(jīng)濟(jì)藍(lán)牙版本1、2和3是為數(shù)據(jù)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(qiáng)數(shù)據(jù)速率(EDR)和高速。低能耗藍(lán)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(zhǎng)電子器件的續(xù)航時(shí)間。

除了這些分類之外，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(cè)試預(yù)計(jì)的最終設(shè)備用途，那么您可以更簡(jiǎn)便地評(píng)估模塊，在具體應(yīng)用中平衡各種因素。我們的功耗博文中進(jìn)一步介紹了這類測(cè)試。

找到適當(dāng)?shù)乃{(lán)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(jù)成本、空間和兼容能力進(jìn)一步縮小范圍。最后，預(yù)計(jì)您可以使用測(cè)試設(shè)備對(duì)模塊做一些評(píng)測(cè)。下載怎樣選擇藍(lán)牙模塊應(yīng)用指南，更詳細(xì)地了解這一測(cè)試。

確保藍(lán)牙設(shè)計(jì)通過(guò)EMI一致性測(cè)試

在支持藍(lán)牙的任何新型設(shè)備上市前，不管是完善的通信設(shè)備還是簡(jiǎn)單的USB加密狗，它都必須滿足FCC制訂的嚴(yán)格的EMI輻射要求。

過(guò)去，設(shè)計(jì)人員一般要等到設(shè)計(jì)周期結(jié)束，才能把產(chǎn)品送到測(cè)試機(jī)構(gòu)，進(jìn)行正式的一致性測(cè)試。遺憾的是，更多的情況下，很多藍(lán)牙設(shè)計(jì)都不會(huì)一遍就過(guò)。幾次跑到測(cè)試機(jī)構(gòu)的成本會(huì)非常高，視不同的根本原因，很容易會(huì)導(dǎo)致工期延誤，不能按期完工。

一種好得多的方法是提前執(zhí)行預(yù)一致性檢查，從而可以識(shí)別和校正任何EMI問(wèn)題。憑直覺，許多設(shè)計(jì)人員認(rèn)為他們沒(méi)有設(shè)備或?qū)I(yè)知識(shí)，來(lái)足以完成預(yù)一致性測(cè)試。

而現(xiàn)在，通過(guò)基于PC的現(xiàn)代頻譜分析軟件及泰克經(jīng)濟(jì)的基于USB的頻譜分析儀，如RSA306或RSA 500/600系列，執(zhí)行這些檢查變得輕松快捷。下面的視頻“藍(lán)牙器件基本EMI預(yù)一致性測(cè)試”說(shuō)明了在實(shí)驗(yàn)室中怎樣使用泰克RSA607A實(shí)時(shí)頻譜分析儀，來(lái)執(zhí)行帶內(nèi)輻射和雜散信號(hào)測(cè)試。

http://www.tek.com/how/basic-emi-pre-compliance-test-bluetooth-devices

預(yù)一致性測(cè)試具有重要意義，可以保證您在測(cè)試機(jī)構(gòu)通過(guò)EMI/EMC一致性測(cè)試。通過(guò)使用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備，還可以簡(jiǎn)便地執(zhí)行藍(lán)牙無(wú)線測(cè)試。觀看這個(gè)視頻，了解怎樣測(cè)試藍(lán)牙器件正確啟動(dòng)和傳送信息。確保下載我們的RF信號(hào)電子指引，迅速識(shí)別您正在查找的信號(hào)。

本篇介紹了藍(lán)牙模塊的選擇和EMI預(yù)一致性測(cè)試，這是工程師在藍(lán)牙模塊設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常面臨的問(wèn)題，也是經(jīng)常令人頭疼的問(wèn)題。可選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(yù)一致性測(cè)試可以有效降低設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)間和成本。