在做出“自制或外购”决策时何时采用无线RF模块?

　如今，无线连接正迅速成为许多应用的卖点。不需要连线即能控制设备的能力非常吸引客户的眼球。对于大胆的设计人员而言，将无线融入到一个新的或现有的产品中是一项艰巨的工作，尤其是对于没有经验的工程师而言。本文将针对“我是设计无线连接还是购买现成的预认证模块?”这个问题进行讨论。让我们来看看这两种选择以及两者的区别。

　　增添无线功能

无线通信涉及到电磁频谱，其具有许多独特的性能。无线电波的传播因频谱波长不同而异。天线提供了与无线电波匹配的阻抗。市场上的无线设备种类齐全。选择哪一种取决于使用的频率、调制和数据编码方式。

设计与否——这是个问题。设计一个解决方案或是购买现成的预认证模块，哪个更好呢? 无线IC的价格范围是每个1美元到5美元，具体取决于设备的数量和复杂度。如果设计工程师打算自己设计一个无线解决方案，他们就需要评估系统的总成本，也就是说，IC周围所有组件的成本。无线模块是无线解决方案的一种选择，且成本范围是每个10美元到100美元，具体取决于数量和复杂度。

最初，无线模块的成本似乎比设计解决方案高。让我们来看看系统成本包含哪些项。

测试设备

无论选择设计还是购买模块解决方案，RF测试设备都不可避免。无论何种方式，您需要能够看到无线电波、测量信号量并评估无线解决方案的性能。

表1列出了基本RF测试设备的大致价格。每个设备周围都有许多功能部件、配件和支持设备。

频谱分析仪是必备设备，用来显示频率与功率。为了查看设备的10次谐波，频率范围应是基频的10倍。FCC认证过程将查看至最高10次谐波。

矢量网络分析仪测量网络中传输信号的幅度和相位特性。这是一个非常有用的仪器，用于衡量滤波器和天线特性。矢量网络分析仪能够加速匹配电路阻抗(RF中非常普遍的做法)。频率范围应是基频的两倍，从而可以分析二次谐波频率。RF工程师抑制谐波以符合无线电法规。

如果无线电设计中涉及到复杂信号(OFDM和QPSK)，设计人员需要认真考虑信号分析仪或者频谱分析仪的信号分析功能。他们还应考虑一种从信号发生器创建复杂信号的方法。当然，这也增加了测试设备的总成本。

        无线电法规

无线电法规规定设备在特定频带内可执行的操作。法规因国家而异并由政府机构管理。在美国，该机构是美国联邦通信委员会(Federal Communications Commission ，FCC)。这些机构发布和认证在各自国家运作的无线电设备。

在每个国家或地区中，销售“有意辐射体”(一个法律术语，是指RF发射器)需要经过某种形式的监督认证。该认证需要设计人员熟悉无线电法规和指定设备工作的方法。警告——无线电法规是为律师而写，而不是为工程师。试图从这些法规中确定技术规范可能会令您失望。即使是经验丰富的RF工程师也必须与符合性测试机构紧密配合，以获取最新监管信息并进行咨询。

表2分别列出了在美国、加拿大和欧洲进行无线电认证的成本。请记住，这些成本是一次性通过的成本。如果需要重新测试，将征收额外费用。记住要提前向认证机构预约。

在美国，FCC支持“模块化认证”。这使企业可创建RF模块、在美国进行认证使用并免去模块集成商进行任何进一步有意辐射体测试的费用。这是对设计人员的最大鼓励，因为他们无需担心FCC认证。当然，认证成本包含在模块中。

　　决策标准

选择设计还是购买模块时，需要考虑的其他标准包括：

● 参考设计。很多时候，存在无线解决方案的参考设计。通过精心实施，可重现设计并通过认证。然而，将由工程师负责进行无线电认证。如果一个细微的差别被忽视，对于略欠经验的RF工程师而言可能很难发现并解决问题。

● 上市时间。预认证的RF模块确实会促使快速上市。但从长期来看是不是最经济的呢?想想看，自主设计将需要几个月的时间才能完成、校验和认证。对于RF设计，花费12到18个月的时间并不少见。

● 软件成本。到目前为止，我们只集中在硬件方面，然而无线解决方案也需要软件。与无线硬件相同，对于软件编写者也存在独特的设计挑战。简单的无线远程控制就需要对数据进行编解码。而更复杂的无线网络(如使用ZigBee技术的网络)，则需要更强的软件编写才能。

模块设计

在什么情况下模块比分立式设计更具优势?考虑到与雇用工程师、顾问或设计公司相关的所有成本、测试设备的成本和无线电法规认证的成本，投资甚至将仅随时间和量的变化而呈现盈亏平衡。一种可能是以预认证的RF模块开始，且当经济规模呈现时，可将