蓝牙收发器测试规范

蓝牙标准对RF载波调制数据要求规定如下：

·调制方式： 高斯频移键控(GFSK)

·高斯滤波器： 0.5

·输出功率： 0dBm和+20dBm

·数据速率： 1Mb/s

·信道带宽： 1MHz

·频偏(Δf)： 140kHz～175kHz(调制指数0.28～0.35)

·误码率(BER)灵敏度：0.1% @ -72dBm

蓝牙定义将1mW或0dBm作为标称系统，发射功率峰值不超过20dBm，这样设计是为了进行短程操作且不会干扰其它无线系统，在1MHz带宽(载波间隔为1MHz)使用高斯过滤频移键控(GFSK)调制。美国和欧洲(法国与西班牙除外)有79个1MHz信道，法国、西班牙和日本在2.4GHz范围仅有23个1MHz信道。

图3显示了7个连续时间间隔使用DH1、DH2和DH5包的包时序协议，由于发射和接收包长度都相同，所以DH1有一个对称链接，收发器在偶数时间间隔发射数据而在奇数时间间隔接收数据。DH3使用3个时间间隔，DH5用5个，DH3和DH5包的有效载荷比较长，由于协议的开销是固定的(存取编码+报头)，所以可提供更高数据流量。

对于发射器来说，以下是一些比较重要的测试参数：

·调制载波功率

·-20dB带宽

·载波频率容差

·发射器频率偏移

·调制指数

·发射器设置时间

·发射器邻信道泄漏功率

图4是收发器处于发射模式时的典型测试设置条件，收发器设置为测试-20dB带宽参数，采用蓝牙设备的电源供电，PLL/VCO利用所要求的数字模式在上述蓝牙信道(2.4～2.5GHz)进行编码，当设备在该信道编码完成后，将有一个预先规定的等待时间以便将VCO设置到编码载波频率。

然后把PLL放入开环中，这样就可进行调制并将伪随机位序列(PRBS)数据提供给Tx数据引脚。用一个RF端口将RF接收器连接到蓝牙发射器天线上，在数字模式一段预定义时间之后，RF接收器将被触发开始接收发射信号，并对微波接收器收到的数字采样执行快速傅立叶变换。对于被捕获的信号，则在GFSK信号两边搜索载波频率和频率部分的功率，即从编码载波频率中减去20dB，然后计算出带宽。

和发射部分类似，一些比较重要的接收测试参数包括：

·接收器灵敏度

·同频干扰

·相邻频道干扰

·内调制

·最大输入电平

在测试接收器灵敏度参数时，图4也用于对收发器进行设置(接收模式)。干扰信号测试的参数与灵敏度测试类似，但前者还含有干扰调制信号。同频干扰、相邻频道干扰和内调制测试设置等需要用到使用双音RF合成器的额外RF调制源。

为了给灵敏度测试生成调制载波，需要创建一个PRBS数据流并存在测试程序阵列中。IF载波采用数学GFSK调制器以随机位流进行调制，IF调制信号来自VHF波形生成器，并由RF源上变频成Rx测试频率，然后将该信号通过RF端口接到被测设备上。

被测设备对调制的RF信号进行解调并将位流送到Rx数据引脚，再用数字采样仪器收集，把收集到的数据与原始PRBS数据比较，在调制时使用并计算出误码率(BER)，接收器灵敏度测试将测量不同输入功率的BER。

随着蓝牙IC产量的不断增大，测试可能会成为制造过程中非常耗费成本的一个工序，能满足要求且最经济的方法就是在非常短的时间内完成各种测试，自动测试设备(ATE)是提供经济测试方案的最佳选择。测试仪器必须具备高质量前端设计并具有足够的灵活性以满足各种测试要求，测试仪的RF信号源设置时间应比被测设备的更短，数字子系统则必须先进以适应混合信号RF设备严格的数字性能要求。另外测试仪器还应有高速、高分辨率DSP器件，以便从蓝牙器件和功能强大的DSP引擎获取信号，满足每次测试的处理需求。

作者：Nelson Lee T K

测试技术主管

ST Assembly Test Services Ltd.