实现嵌入式系统集成射频：ZigBee的设计考虑因素

6. 天线类型和位置－模块在PCB上提供了天线，其方式为印刷模式，如Microchip 模块，或者为"芯片"天线，如Ember 模块，并带有外部天线。如果天线位于屏蔽外壳内部，或离最终封装设计中的其它组件太近，模块上的天线可能会影响性能。有的模块带有外部天线使用的连接器。但是，唯一合法的天线是使用与模块一起经过认证的天线。如果有理由（如需要更高的增益）使用模块厂商不支持的天线，那么要求机构认证，这会导致相应的成本和时间。

集成的射频测试验证

　　一旦选择了无线实现方式，进行了相应的PCB 布线，编写了必要的软件，那么需要进行大量的测试，以保证良好的通信：对许多应用来说，无线系统与产品其它部分之间要进行串行通信。例如，Microchip IC 和模块采用4 线SPI 连接，控制射频IC 和相关组件，如功放。需要使用SPI 命令，设置内部寄存器，选择频率信道、输出功率电平及许多其它工作参数。SPI 还用来控制通用端口引脚，这些引脚控制着功放器或其它器件。SPI 还用来把数据包发送到IC 或模块，发送命令传送数据包。接收机数据也通过SPI 总线返回。微控制器中的软件（不管是集成还是分开）需要提供更高级的协议（ZigBee或其它协议），及控制无线系统的供电，运行产品的其它方面。在许多应用中，无线传输的定时至关重要，以便产品的某个其它部分正在工作，消耗电源电压时，射频电路不会发射信号。

　　为了说明验证射频工作所要完成的一些测试，我们使用带有Explorere 16 演示电路板的Microchip Technologies IEEE 802.15.4放大无线模块（MRF24J40MB）。这些屏幕显示是使用泰克MDO4000系列多域示波器获得的，可以以时间相关的方式同时查看RF信号、模拟信号和数字信号。设置和数据命令从PC 发送，允许手动控制。图 3显示了测试设置。注意我们直接连接到射频部分，方便电源测量和其它测量。同样，可以使用校准后的天线，进行RF 测量

验证射频工作的一些关键测试有：

　　RF测量和电源测量-泰克MDO4000系列混合域示波器的独特之处在于，它允许同时查看射频频谱和电源，如图4 所示。

　　IEEE 802.15.4 （包括ZigBee）的信道间隔为5 MHz。20 dB 信道带宽应明显低于信道间隔。如图所示，测得的占用带宽是2.3 MHz。输出功率约为预计的20 dBm。屏幕下半部分显示了输出频谱，屏幕上显示了带宽和功率的直接测量结果。测试电缆在这个频率范围内损耗约2 dB，因此功率测量位于预计范围内。

　　屏幕上半部分底部的橙色条表明了显示频谱曲线的时间周期。频谱时间是窗函数因数除以分辨率带宽。在本例中，我们使用默认的Kaiser FFT 函数（因数为2.23），RBW 为11 kHz，则频谱时间约为200 us。在时域窗口中移动频谱条，可以在数据包传输期间观察和测量数据。只有在启动无线数据包发射之后，这一采集才是相关的。

　　泰克MDO4000 系列示波器RF 采集可以测量RF 信号的功率和占用带宽。由于它还捕获了RF 采集的时间记录，因此可以使用数字下变频生成I （实数）和Q （虚数）数据。每个I 和Q 数据样点表示当前中心频率RF 输入的瞬时偏差。通过这一分析，可以从记录的数据中计算出RF 幅度随时间的变化。

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