全球趋势下无线嵌入式系统的系统级设计和检验

国家法规允许时，通过使用匹配更好的高增益天线或简单的功放器，可以简便提高到25 mW或以上。在屏幕上半部分，绿色曲线(曲线4)是模块吸收的电流。黄色曲线(曲线1)显示了为模块提供的电压。曲线A是RF信号的幅度。注意在集成电路启动时，电流刚开始时上升了几mA。只有在电流达到整整40 mA时，我们才能看到RF信号。

频率随时间变化曲线用橙色曲线"f"表示，显示了每格50 kHz时信号FSK调制的频率偏差。这证实了频谱(频域)及时域中预计的+/-33 kHz偏差。

在图3中，在数据包晚一点的时候获得频谱，如橙色条新的位置所示。输出功率相同，更多的能量位于较低的调制频率上，这与频率随时间变化曲线中符号包表示的数据一致。可以使用这一功能，查找RF输出或调制中的任何畸变。MDO能够提供电源、调制和RF频谱的时间关联，这种能力在单独的示波器和标准频谱分析仪中很难复现。一个选项是打印输出，然后把屏幕重叠在一起。这将保证两台仪器能够一起触发，虽然很难，但不是不可能。

图3 – 频谱位于数据包迟一些的地方，这时的符号能量主要来自FSK调制信号的较低频率。

查看从微控制器发送到无线电的命令也有很大帮助。通过把数字探头连接到SPI总线上，SPI总线连接无线电模块，可以打开SPI总线解码，查看与数字数据对准的频谱。

MDO设置成在屏幕中采集100万样点。尽管数字信号很快，但使用卷动和缩放功能可以看到数据。图4显示了数据包发送前的解码数据。发送的数据是0x01, 0x02, …0x08，在图中可以看到解码后的数据。在屏幕的时域部分底部，现在还可以看到数据的数字版本。

图4 – 解码后的数据和数字波形

在这个画面中，Spectrum Time现在包括从预触发中采样的数据及开机特点，因为它包括RF信号为"ON"和"OFF"时的样点，用下降的功率电平显示。通过为命令选择解码行，而不是数据，可以以类似方式解码和检查命令。

图5使用卷动和缩放功能，显示了解码后的命令读写整体配置寄存器。SPI(MOSI)行的第一对字节读取通用配置寄存器，在SPI(MISO)行中返回值30。第二对字节00 30在868 MHz频段中，把地址0上的通用配置寄存器设置成待机模式。

图5 – 解码后的命令和数字波形

这种方法适合确认正确设置了无线电集成电路。另一种技术是触发SPI命令。例如，可以使用仪器，触发命令040B，设置发射机输出的频率偏差。SPI触发将设置成触发一个两字节字，第一个字节是命令。可以在MRF89XA无线电集成电路产品技术资料的帮助下，解码其余的命令。

可以在一个画面中评估SPI命令和RF事件之间的开机时延，如图6所示。其实现方式为：使用SPI(MOSI)触发条件，设置频率偏差，改变水平时基(200 µs/div)，使用放大功能，测量SPI命令的影响。在通道4(绿色曲线)上测量吸收电流，频率随时间变化(橙色曲线)现在演示了RF信号出现时间大约迟了700 µs。

图6. 触发SPI(MOSI)命令，查看频率随时间变化曲线。

北美设置基于FCC rule 15.247规定

如前所述，FCC规定要求更宽的带宽，以足够的功率在明显的室内量程中发送数据。尽管这可以实现更快的数据传输，但有效的接收机灵敏度会下降。为实现这种更宽的带宽，一种策略是把数据速率提高到200 kbps，把偏差提高到+/- 200 kHz。

在图7中，显示了数据包前置码期间的频谱。现在占用带宽超过500 kHz，因此满足法规要求。时域频率随时间变化—曲线 "f,"显示了预期的+/- 200 kHz偏差。另外，注意电流(绿色曲线4)和RF幅度(曲线A)信号相互追踪。

图7 – 宽带频谱和测量

下一步，我们将查看同一信号，但比较数据部分的频谱。在本例中，占用带宽小于前置码期间。这一测量对确定是否仍满足法规非常重要。然后，通过触发偏差命令，可以确定偏差值。在本例中，偏差为01，对应200 kHz，这是这一无线电集成电路允许的最宽设置。

小结

嵌入式无线电集成电路和模块在配置无线电系统，满足不同地区法规要求及任何特殊应用要求(如频率、功率电平和占用带宽)方面提供了巨大的灵活性。这些无线电集成电路和模块一般有数十个设置寄存器，实现了这种灵活性。对工程师来说，非常重要的一点是能够检验无线电的RF运行，确认发送到无线电的命令和数据是正确的。

混合域示波器可以观察和关联无线电发射机的RF输出，同时读取控制信号或测量吸收电流、电源电压和其它模拟信号和数字信号