蓝牙设计的测试与质量认证

品质认证委员会(BQRB)的认证。

3．天线调节

大多数蓝牙无线芯片组和模块的前端架构都带有片上发送/接收交换结构，这样发送和接收路径都能使用相同的差动端口。典型的输出收发器架构就是综合了发送与接收的链路。

如 图1所示，在设计蓝牙模块时，由L1和C1构成的调节网络可以对Tx差动端口和平衡-不平衡变压器(Balun)之间的阻抗进行转换。Balun可将差动 信号转换为馈送至带通滤波器及天线端口的单端信号。滤波与L2/C2网络的结合可以防止射频信号干扰电路。信号通路中的低通滤波器还能为Tx信号提供辅助 滤波并抑制Rx通路中的干扰。

屏蔽有助于减少内部和外部干扰，从而使模块和其他射频敏感器件不受影响。此外，还需要考虑射频耦合因素，因此必须严密地规划器件在PCB上的布局。

图3：零欧姆调节电路的回波损耗(
第一个方案)和优化调节电路的回波损
耗(第二个方案)。

例如，在测量带有天线的蓝牙器件的射频性能时，可以考虑以下两个设计方案。第一个方案利用零欧姆的调节网络测量天线的初始状态(如图2所示)，第二个方案则利用优化的调节网络增强天线的性能(如图3所示)。

在 上述两个方案中，都需要进行包括3D发射模式、回波损耗和天线效率在内的测量。本文的分析中，将主要考虑回波损耗和天线效率因素。上述示例中，初始天线测 量表明，天线偏离了2.45 GHz的中心频率，因此需要调节器件。结果表明，如果采用优化的调节网络(如表1所示)，可以实现44％的天线效率(在峰值点2.45 GHz)。第一个方案的回波损耗介于 -2.9至-5.0 dB之间，可利用调节电路改进到 -6.5至-12.4 dB之间。

分析显示，尽管天线只是其中一个器件，但在天线电路设计时仍然需要借助其他电路优化性能，尤其必须特别考虑滤波需求、调节电路和布局。

4．连接器

许 多蓝牙模块都不带连接器，但具有镀铅的BGA或SMD封装。返修任何具有这种镀铅封装的模块都需要使用BGA或SMD返修工作站。这些工作站不仅价格昂 贵，而且当这些器件需要从PCB板上提取出以用于测试、调试或修理时，整个工艺流程的周期很长。这些情形下，不仅主PCB板极易损坏，而且在PCB上返修 镀铅模块也并非轻而易举。例如，需要利用BGA

X射线仪验证引脚是否正确地连接到PCB上。对于设计人员而言，如果能正确地从模块的连接器中引出信号，无疑将节省大量的时间和精力。

一旦模块配备了能提供USB或UART接口的标准连接器，那么设计人员完全能在既有的设计中添加即插即用模块，而不必重新设计PCB或集成BGA或SMT之类的器件。模块上的连接器还有助于调试和测试且不需要增加其他特殊设备。

晶振

一些模块完全不提供板上晶振，而另外一些模块虽然提供板上晶振，但模块没有经过完全测试和认证。因此，这些情形下，需要进行一些特殊设计考虑。

晶振的特性也各不相同，每种晶振都具有优化的偏移量，从而使振荡器上的相位噪声降至最低。因此，使用晶振时晶振的偏移量必须单独配置。对于带有板上晶振的已认证模块，晶振的偏移量可以预先存储在每个模块中以将相位噪声降至最低。

协议栈

标准蓝牙器件至少将配备主控接口协议栈，该协议栈可支持基本的串行通信蓝牙主机协议，如蓝牙通信产品的跳频同步。模块制造商可以在协议栈顶部加载规范，如支持线缆替换的串口规范(SPP)。此外，终端用户还能开发定制的协议栈或者购买第三方开发的协议栈。

测试中应注意的事项

图4显示的测试平台可以测试蓝牙模块的绝大多数射频参数，如接收/发送信号输出、同频干扰、与接收信号强度指示(RSSI)相关的误码率(BER)性能以及邻频干扰。

图4中的待测设备(DUT)是利用接口板连接至PC的实际蓝牙模块，这种情况下模块需要直流电源，而PC也需要安装相应的测试软件。

这套测试平台的核心部件是蓝牙测试仪，如Agilent公司的E1852A/B或Anritsu公司MT8850aA52A。此外，可以利用频谱分析议检验设备射频端口上信号的频谱内容，对邻频干扰、信号频谱、谐波、同频干扰及噪声进行测量。

图4中的蓝牙信号发生器可以产生具有期望带宽和频带的噪声。射频混合器/分离器不仅能将噪声与射频信号混合，还能分离出路由至频谱分析议和蓝牙测试仪的射频信号。其他的测试准则取决于具体应用。

利用图4所显示的测试平台可以进行的测试还包括：

* 模块随时间变化的频率和功率性能

* 随频道数目变化的功率性能

* 同频干扰

* 邻频干扰

* 信号频谱内容

* 谐波内容

图4：蓝牙模块的常规射频测试平台。