居大鹏,集成电途工程硕士,美邦照料技艺大学工商照料博士正在读,掌管智能汽车门禁处置计划芯片行使的技艺助助。E-mail:david.。
灵动度(sensitivity)是量度接受机检测发射器发出的无线信号有众灵动,可能胜利解码或者接受到最小电磁能量,它的单元是dBm,估计打算公式sensitivity =10×log (power), 比如接受到的最小信号功率是0.000 000 000 01 mW,那么灵动度便是-110 dBm。灵动度是汽车电子射频接受模块的要紧的功能参数,干系到接受PKE/RKE 钥匙和TPMS 模块的最大接受间隔和接受弱小信号的本领,是射频接受模块功能要紧的考量目标。所以明晰正在研发和量产时何如评估和丈量灵动度就显得尤为要紧,汽车射频接受模块灵动度的坎坷直接干系到终端用户的用车体验。
本文的灵动度丈量是参考针对短间隔的作事频率正在(25 ~1 000)MHz 领域射频的欧洲轨范ETSI EN300 220-1 来奉行的, 灵动度的接受比特误码率(Bit Error Ratio) 以10-3 为量度轨范。依照这个轨范,可能估计打算出当射频信号发作器摆设正在一个最小的信号功率下,通过搜检正在10-3 的比特误码率(Bit Error Ratio)下接受到的帧的差池率Frame Error Ratio(FER)是众少,比如发射器发的数据的前导头(叫醒和同步帧)是16 bit,数据(payload)是128 bit,那么取得帧差池率如下:
射频接受芯片数据手册上的灵动度的参数恰是基于正在必定的帧差池率(FER)、FSKASK分歧的解调式样、分歧的解码式样、分歧的数据通讯率、频偏和带宽(Channel filter BW)等要求下保障的最低信号接受灵动度,如外1 所示。
1)1 台射频信号发作器,可能发射射频接受模块需求的频率、FSKASK调制、数据率等参数;测试315/434 MHz 的话,可能用比如R&S SMJ100A。
2)1 块策画好(配合好射频天线阻抗)的demo board 或者射频模块,将demo board 的射频芯片烧录好固件,且demo board 留有天线SMA cable 接口或者测试点。
3)1 台安设Windows 7/Windows 10 操作编制的电脑,即使是测试比如NXP 射频芯片NCK2913demoboard 灵动度,可能预先安设NXP IREC 智能评估摆设上位机东西;即使是零部件供应商我方拓荒好的硬件射频模块,需求事先拓荒好可能上电摆设使模块作事的软件[4-5]。
遵从图1 的搭筑设施,将射频接受模块(比如NCK2913 demo)USB 插到电脑端,维系信号发作器的SMA 母头到NCK2913 demo SMA ,掀开信号发作器企图摆设信号发作器,掀开PC IREC 上位机摆设东西企图摆设NCK2913 射频参数,NCK2913 芯片仍旧事先烧录好最新版本的固件,IREC 摆设东西需求事先安设。即使是客户我方拓荒好的射频接受模块,需求通过LIN 或者UART 串口维系到电脑做数据接受。
平时会依照汽车厂商全体平台项目PKE/RKE/TPMS 的本质行使, 遵从车厂拟定好的PKE/RKE/TPMS 规格书摆设射频模块的接受参数,本文举摆设NCK2913 demo 为例。根本规则是确保射频信号发作器参数的扶植和射频接受模块接受的参数的扶植逐一对应。比如:前导头(Run-in pattern)或者叫醒头(wake up pattern)、同步帧(preamble/FSYNC)、数据帧(Payload);即使射频接受模块(比如NCK2913)正在斗劲高的发射功率下接受不到信号发作器手动触发发出的数据时,就要注意搜检是不是正在编码式样,数据花式等扶植不精确。事先咱们可能利用一个参考的TX 发射机搜检待测的接受模块(DUT)接受效用是否寻常,如图2 行为发送,图3 行为接受。从图3 接受到的数据看,可能明白NCK2913 RX 接受数据寻常。
摆设NCK2913 demo 的上位机IREC 和扶植信号发作器射频参数做灵动度测试的例子如图4、图5 所示。
手动丈量苛重针对研发阶段少量的样品测试,需求用手去触发(execute trigger/single)践诺单次发送,比如发送100 包数据,就要按压100 次,每次可能统计接受模块接受到的帧的差池率Frame Error Ratio(FER)是否大于之前估计打算的临界的FER,即使大于这个FER,那么将上一个TX power 功率值行为该模块的灵动度,图6 是测验室手动测试的操作流程。
这里粗略先容一个测试框架,如图7,道理和手动丈量灵动度仿佛,但需求借助自愿化的测试编程筑筑对于测接受器和射频信号发作器(发射器)实行操纵,自愿化的测试筑筑(上位测试筑筑)需求借助串口或者主机操纵器接口完工对发射器(下位测试筑筑)和接受器(待测筑筑DUT)的同步,践诺报文的发送和接受。正在坐蓐线上或者该自愿化测试需求通过非传导的式样,即正在屏障的腔体里通过天线辐射的式样实行收发测试,测试遣散时,上位测试筑筑会将接受器(待测筑筑)收到的数据(bits)和发射器(下位测试筑筑)发送的数据实行比对,通过正在设定好的发射功率下估计打算FER 来判决该灵动度是否餍足条件。
射频接受灵动度的功能除了和芯片自己的内部射频电途策画干系外,外部的天线策画和天线配合也会影响灵动度。射频天线的策画需求依照天线的策画规则同时也需求实行必定的仿线 MHz频点下,天线配合平时需求借助汇集阐发仪器用配合汇集将输入阻抗和输出阻抗分歧配合到50 欧姆;除了天线阻抗配合,对接受器的射频参数摆设和优化也很要紧,此中有1 个要紧的参数便是通道滤波(channel filter),又叫信号带宽(signal bandwidth)选拔和扶植;这项参数的扶植很要紧,选拔过大的通道滤波会导致最大1%/ 最大3 dBm 的牺牲,选拔过小的通道滤波也会导致较差的接受灵动度或者数据丢帧。正在策画的功夫遵从下面的公式估计打算信号带宽。
本文基于NXP 汽车众通道射频接受器奉行了灵动度的丈量,精确涌现了何如搭筑灵动度的全盘测试装配,也先容了何如扶植硬件和软件,网罗信号发作器、NCK2913对应的电脑上位机IREC 软件摆设;以及通过流程图的式样论说何如正在条件的必定帧的差池率要求下丈量和取得接受器的灵动度。正在产线自愿化筑筑测试灵动度上先容得较粗略,后续可能正在此根柢上有加倍深刻的探究。末了也对策画进程中常常遭遇的接受灵动度的优化设施和常常容易被渺视的参数优化做了极少先容。指望射频灵动度的丈量设施和策画思绪可以对从事汽车电子射频模块策画工程师和丈量工程师的实习有必定的指挥意旨,可以助助射频工程师进一步明晰射频模块的灵动度评估设施。