BLE產(chǎn)品測(cè)試的硬指標(biāo)

目前恩智浦有多個(gè)BLE產(chǎn)品如QN、KW系列，支持BLE4.0、BLE5.0。

今天小編在這里和大家聊一聊在硬件測(cè)試中需要關(guān)注的硬指標(biāo)，通常每個(gè)硬件都要經(jīng)過原理圖設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、工廠生產(chǎn)，然后到硬件性能測(cè)試等環(huán)節(jié)。這里的“硬”指標(biāo)是指大家在做完硬件設(shè)計(jì)后，產(chǎn)品需要關(guān)注和進(jìn)行測(cè)試的BLE RF參數(shù)指標(biāo)。

一、Bluetooth LE產(chǎn)品主要關(guān)注的指標(biāo)

Receiver Sensitivity – 接收靈敏度

TX output power – 發(fā)射功率

Carrier frequency offset – 發(fā)射頻率偏差

(晶體精度和晶體負(fù)載電容會(huì)影響到這個(gè)參數(shù)，請(qǐng)嚴(yán)格按照datasheet/UM中的晶體參數(shù)選型)

Modulation characteristics – 調(diào)制特性

TX Harmonic emissions – 發(fā)射諧波分量

這是FCC CE認(rèn)證測(cè)試項(xiàng)。對(duì)于測(cè)試這個(gè)項(xiàng)目，通常我們建議在RF端口增加Π型匹配網(wǎng)絡(luò)用于濾掉H2、H3、H4上的諧波，如果產(chǎn)品需要通過FCC CE認(rèn)證，請(qǐng)嚴(yán)格按照datasheet/UM中設(shè)計(jì)要求增加Π型網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。

更多的一些測(cè)試項(xiàng)，如In-Band emissions，blocking performance，intermodulation performance，and C/I- selectivity performance。

這些測(cè)試項(xiàng)屬于芯片級(jí)性能指標(biāo)，我們?cè)谛酒?jí)測(cè)試中包含了這些測(cè)試項(xiàng)的測(cè)試，硬件設(shè)計(jì)中基本上不會(huì)影響到這些測(cè)試項(xiàng)的性能參數(shù)，對(duì)應(yīng)的性能參數(shù)可以在Datasheet中查詢。

下圖來自于Bluetooth RF-PHY.TS.4.0.1，是關(guān)于RF物理層的測(cè)試架構(gòu)圖：

通常我們需要關(guān)注的測(cè)試項(xiàng)如紅色標(biāo)注部分，產(chǎn)品的硬件設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)這些測(cè)試項(xiàng)的參數(shù)產(chǎn)生影響。

二、測(cè)試連接設(shè)置

首先：測(cè)試BLE RF PHY中的測(cè)試項(xiàng)中，有些項(xiàng)目需要芯片處于測(cè)試模式(DTM)才能測(cè)試。如QN9080需要使用HCI block box project，編譯后download到芯片中，使芯片進(jìn)入測(cè)試模式。

下面的連接是基于R&S CBT儀器，推薦使用自動(dòng)測(cè)試工具CBTgo配合儀器來測(cè)量BLE RF PHY的參數(shù)，其它綜測(cè)儀連接方式和自動(dòng)測(cè)試工具請(qǐng)參考儀器廠商的應(yīng)用手冊(cè)。

通過射頻線纜或連接器連接被測(cè)板的RF Port和儀器RF Port用于RF信號(hào)傳輸(圖中藍(lán)線)

連接儀器的USB COM和被測(cè)板的UART用于HCI命令的通訊(圖中綠線)

通過GPIB線連接PC與儀器用于自動(dòng)測(cè)試的控制

其次：對(duì)于上述提到的TX Harmonic emissions測(cè)試項(xiàng)，在FCC CE認(rèn)證中需要設(shè)備處于發(fā)射連續(xù)的單載波，需要download專門用于FCC認(rèn)證的固件。

例如QN908x系列需要用SDK中的Genfsk project，編譯后下載到芯片中，通過串口命令的方式使芯片使能相應(yīng)的模式。

三、測(cè)試設(shè)備

目前市面上有多種綜測(cè)儀可以測(cè)量BLE RF PHY中的參數(shù)，這里簡(jiǎn)單列舉了一下常用的儀器型號(hào)：型號(hào)提供廠商適用性

CMW270R&SBLE4.0/5.0測(cè)試

CBT R&SBLE4.0測(cè)試

N4010 KeysightBLE4.0測(cè)試

MT8852 AnritsuBLE4.0/5.0測(cè)試

QN9000ZLG針對(duì)于QN908x/Qn902x的產(chǎn)品的量產(chǎn)測(cè)試 – BLE4.0測(cè)試

四、BLE RF PHY參數(shù)范圍

順便整理了一下BLE RF PHY Specification供大家參考，這是藍(lán)牙組織對(duì)BLE RF PHY中的測(cè)試項(xiàng)參數(shù)范圍的規(guī)定，并且這些參數(shù)范圍適用于BQB認(rèn)證。

特別提醒

在硬件設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮預(yù)留ISP(Chip mode)、UART_TX、UART_RX、RESET、GND、VCC等測(cè)試點(diǎn)，用于下載firmware和連接測(cè)試儀對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行硬件性能的測(cè)試。

審核編輯：湯梓紅