移动设备的FM测试

发射机设计特性的一致意见

发射端需要进行的测试更少（见图4）。

图4 上面列出的七项测试全面反映了FM发射的设计性能

这七项测试包括最大发射功率、频率/调制率准确度、BLER、发射频谱、占用带宽、SNR和THD。

最大发射功率

最大发射功率测试用于确认设备产生的功率信号电平符合规定的最大阈值（通常从0～+5dBm）。在测试中，让设备以最大RF功率电平发射。接收信号并测量其功率，然后与规定的最大值比较。

频率/调制率准确度

这里，让设备在规定频率上发送具有相等左声道和右声道音频内容的FM信号，接收此信号并解调，测量接收信号的频率并与规定的发射频率比较。此外，接收信号解调后得到音频输出并且在整个信号带宽上平均得到中间频率。假定发射的右声道和左声道音频内容相等，那么测量的载频不应有明显差别。

RDS BLER值

该测试实质上与接收端的测试相同，除了让设备发送符合RDS协议的信号并且测试仪和分析软件都应跟踪块误码率。

发射频谱

这里，让设备以最大功率发送FM信号，然后接收此信号并在频域分析以确认此信号限制在频道频谱内。该测试没有限制最小带宽，但是接收频谱至少达500kHz或以上就够了。

占用带宽

结合发射频谱，占用带宽表示包含99%发射信号功率的带宽。

SNR和THD

与接收测试类似，可以通过测试系统测量发射信号的SNR（包含或不含滤波器加权）。采用1kHz音频信号调制的信号还可用于分析THD。


设计测试与制造测试

设计时需要进行完整详尽的测试，这时对设计好坏进行验证是首要目标。完成设计验证后，测试项目就可以缩减（见图5）。这些测试只要能检验出产品在生产过程中是否出了问题即可：

图5a 在制造中，接收端的测试缩减至5项

图5b 制造过程中的发射测试基本上没有改变，因为所有这些测试项目将找到制造的缺陷

集成数字音频接口（I2S）

在上文的测试描述中，假定设备输出的是模拟音频信号（RSSI除外）。虽然以前和现在模拟音频信号都是主要的设备输出信号类型，但随着传统音频听筒和耳机被蓝牙耳机替代，I2S接口将越来越受欢迎。此外，如果最终产品采用处理器，那么I2S数据可以直接送至处理器进行数字音频处理，如加入环绕立体声或者均衡参数等。

在测试应用中，I2S总线提供准确定义的接口，支持与测试设备之间传输"纯净"的数字信号。以这种方式，设备真实性能的测量不受加在模拟接口上的模拟损伤（例如噪声或失真）的影响。

I2S总线由3条线路组成，分别是：
· 时钟（SCK）
· 字选（WS）
· 数据（SD）

该总线是双向的，用于将接收机（或发射机）设定为主（时钟发生器）或从（时钟接收器）。该时钟频率典型值为2.5MHz（周期为400ns）并且逻辑电平定义为VL<0.4V和VH>2.4V。如果使用较低的逻辑电压，就用较低的电平。

尽管大多数情况下FM测试系统只需处理模拟音频输出，但是更完整的测试方案是既能单独处理模拟或者I2S，又能同时处理两者的测试仪。

苛刻的测试时间和测试成本

正如上文所述，了解测试项目和如何测试很重要，但最关键的是确保测试时间最短并且测试成本最低。根据上文的介绍，我们完全可以用信号发生器和频谱分析仪进行测试。而且，在时间允许的研发环境中，使用分立仪器就足够了。

然而，制造环境下时间和成本都非常关键，因而需要使用流水线程度更高的方法。例如，包含信号发生和调整设备控制的测试系统必然能简化处理复杂度并缩短处理时间（见图6）。

图6 图中的测试方案使用计算机分析和调整设备控制，利用测试仪提供FM、CW和FM/AM输出信号并用接口设备将模拟音频信号转换为数字信号以供计算机分析软件使用

使用I2S信号的系统与使用模拟音频输出的系统很相似，区别在于前者的接口模块能接收和生成I2S信号（见图7）。

图7 接口模块能接收和生成I2S数字数据，无需将模拟转换为数字而且消除了可能出现在模拟输出信号中的模拟损伤的影响

如果测试仪能生成并混合多个信号，还能用各种音频信号对RF信号进行频率调制，它就能组合一些设计和制造测试并得到多个测试结果。通过利用数字化的测试数据和使用高效的分析软件，我们可以在几秒钟之内评估测试并能消除设置或"读"数据中的人为误差。


Multicom测试系统实现FM测试


图8 LitePoint公司FM测试解决方案

下面以LitePoint公司IQ2010型Multicom为例说明如何实现FM测试（图8）。测试仪已内建了能覆盖FM测试频谱的矢量信号分析（VSA）和矢量信号发生（VSG）。当测试接收灵敏度时，IQ2010可产生具有以下特点的FM信号：1kHz音频信号、94.3MHz载频、22.5kHz最大频偏、50us预加重、30Hz~15kHz频段调制（例如单声道模式）。

VSG FM信号输入FM RX DUT，并且模拟音频输出送到音频接口模块。从该音频信号生成一个.wav文件并通过USB接口传至笔记本电脑。这里，LitePoint公司的音频分析软件能快速分析此.wav文件的信息并得到分析结果。音频接口模块还能接收来自DUT的I2S输出。同样，生成的.wav文件通过USB接口可以传到笔记本电脑。