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蓝牙BQB测试简介(一)

2013-10-16 10:57:22 栏目:通讯专栏
核心导读
文章脉络/关键词: 蓝牙BQB认证、射频测试原理、发射机测试、蓝牙认证整改、输出功率测试、蓝牙合规认证
内容摘要: 蓝牙BQB射频测试是产品认证的关键环节,本文详解发射机七大核心测试项:输出功率、功率密度、功率控制、频率范围、20dB带宽、邻道功率及调制特性。掌握测试原理与规范要求,可帮助工程师快速定位认证问题,制定有效整改方案,确保蓝牙产品顺利通过BQB认证。
AI 深度解读
蓝牙BQB(Bluetooth Qualification Body)认证是蓝牙技术联盟(SIG)强制要求的合规程序,任何使用蓝牙技术的产品必须通过认证方可上市。射频测试作为BQB认证的核心模块,直接决定产品的无线性能与法规符合性。本文聚焦发射机测试,涵盖从基础功率指标到复杂调制特性的完整测试体系。其中,输出功率测试(TRM/CA/01/C)需验证峰值与平均功率是否满足23dBm/20dBm限值,并按功率等级1/2/3分级管控;功率密度测试(TRM/CA/02/C)则关注2402-2480MHz频带内的能量分布,防止对其他设备造成干扰。对于企业而言,理解这些测试原理具有双重价值:一是认证前可自主预评估,降低正式测试失败风险;二是测试失败时能精准定位问题根源,避免盲目整改。随着蓝牙5.0及LE Audio等新标准的普及,射频测试复杂度持续提升,建议研发团队建立标准化测试流程,将射频设计前置于产品开发早期阶段。

    对于蓝牙BQB的射频测试,很多人都是知其然而不知其所以然,当产品认证测试遇到问题时就无从下手,了解蓝牙BQB的射频测试原理,有助于快速定位产品遇到的问题,并制定相应的整改措施。现就蓝牙BQB的射频测试原理总结如下:

发射机测试原理 

(1)TRM/CA/01/C (Output Power) 输出功率 

    测试仪发射净荷为PRBS9,分组类型为所支持的最大长度的分组。DUT发送一个脉冲给测试仪,测试仪扫描整个脉冲,记录其最大功率Ppk,并计算这个脉冲的平均功率,。DUT分别工作在最低、中间、最高三个频点 (Channel 0, Channel 39, Channel 78),规范要求峰值功率和平均功率各小于23dBm和20dBm,并且满足以下要求:如果DUT的功率等级为1,平均功率> 0dBm;如果DUT的功率等级为2,-6dBm<平均功率<4dBm;如果DUT的功率等级为3,平均功率<0dBm。 

(2)TRM/CA/02/C (Power Density) 

     测试仪发射净荷为PRBS9,分组类型为所支持的最大长度的分组。测试仪通过扫频,在2402~2480MHz频带范围内找到对应最大功率的频点,然后以此频点进行时域扫描,扫描时间为1分钟,测出最大值,规范要求功率密度<20dBm/100kHz。 

(3)TRM/CA/03/C (Power Control) 

     DUT设置为最大输出功率,发射一个脉冲给测试仪。测试仪扫描脉冲,计算其平均功率,回送测试仪通过LMP信令控制DUT输出功率,并测试功率控制步长的范围。DUT分别工作在低、中、高三个频点,规范要求布进在2dB和8dB之间。对于功率等级1的DUT要求平均功率<4dBm。 

(4) TRM/CA/04/C (Frequency range) 

     测试仪对DUT回送的净荷为PRBS9的DH1分组扫频测量。当DUT工作在最低频点时,测试仪找到功率密度下降为-80dBm/Hz时的频点fL;当DUT工作在最高频点时,测试仪找到功率密度下降为-80dBm/Hz时的频点fH。规范要求fL位于2399~2405MHz范围内,fH位于2475~2485MHz范围内。 

(5) TRM/CA/05/C (20 dB Bandwidth) 

     DUT回送净荷为PRBS9的DH1数据类型。测试仪扫频找到对应最大功率的频点,并且找到其左右两侧对应功率下降20dB时的fL和fH,DUT分别工作在低、中、高三个频点。△f = | fH - fL |,规范要求△f小于1MHz。

(6) TRM/CA/06/C (Adjacent channel power) 

     DUT工作频点分别为第3信道、第39信道和第75信道,DUT回送净荷(payload)为PRBS9的DH1分组。规范要求相邻第2道的泄漏功率小于-20dBm,相邻第3道及其以上的泄漏功率小于-40dBm。 

(7) TRM/CA/07/C (Modulation Characteristics)调制特性 

     调制特性的测量分两大步进行,第一步是将DUT 传输的数据比特类型设定为1110000;第二步是将DUT 传输的数据比特类型设定为10101010。根据RF 测试规范的测试条件,传输的数据比特类型为11110000时,DUT 处于环回(Loopback)模式,数据包类型DH5, 链路为非跳频模式,分别测量最低、中间、最高工作频点。传输的数据比特类型为10101010时,DUT 处于环回(Loopback)模式,数据包类型DH5, 链路为非跳频模式,分别测量最低、中间、最高工作频点。,测试仪对DUT回送的分组计算频率偏移的峰值和均值,比特类型为1110000记为△f1max 和△f1avg,比特类型为10101010记为△f2max 和△f2avg。规范要求满足以下条件:△f1max满足 140kHz< △f1max <175kHz,至少99.9%的△f2max ≥ 115kHz,△f2avg /△f1avg ≥ 0.8。 

(8) TRM/CA/08/C (Initial Carrier Frequency Tolerance)

     初始载波容差 

     测试仪先将链路置为跳频模式,DUT以最大功率回送净荷为PRBS9的DH1数据类型,测试仪根据4个接入码计算载波频率f0。DUT分别工作在最低、中间、最高三个频点。规范要求f0与标准中心频点fTX的差小于+/-75kHz。 

(9) TRM/CA/09/C (Carrier Frequency Drift) 载波频率漂移 

      DUT分别工作在最低、中间、最高三个频点,回送调制信号为10101010的DH1/DH3/DH5数据类型。测试仪先根据4个接入码计算载波频率f0,然后每10比特净荷测试一次频率,其与初始载频的差为瞬时频率漂移。测试所有频点下的瞬时频率漂移。瞬时频率漂移之间的差定义为漂移速率。对于DH1分组,要求每次的瞬时漂移小于25kHz,对于DH3、DH5分组,要求载波瞬时漂移小于40kHz。规范还要求载波漂移速率小于20kHz/50μs。 

(10) TRM/CA/10/C (EDR Relative Transmit Power)        

      EDR相对发射功率 

      DUT回送净荷为PRBS9的2-DHx数据类型,测试仪扫描 

整个脉冲,记录接入码和头码平均功率PGFSK 和净荷平均功 

率PDPSK,规范要求 

    (PGFSK – 4dB) < PDPSK < (PGFSK + 1dB)   

(11)EDR载频稳定性及调制精度 TRM/CA/11/C (EDR Carrier Frequency Stability and Modulation Accuracy) 

     DUT回送净荷为PRBS9的2-DHx数据类型,初始频率误差ωi, 

    频率误差ω0, DEVM:差分错误向量级,differential error vector magnitude 。 

     1. Carrier frequency stability:

     -75 kHz < ωi < +75 kHz, for all packets

     -75 kHz < (ωi + ω0) < +75 kHz, for all blocks

     -10 kHz <ω0 < +10 kHz, for all blocks

     2. RMS DEVM: 

     RMS DEVM < 0.20, for all π/4-DQPSK blocks

     RMS DEVM < 0.13, for all 8DPSK blocks

     3. Peak DEVM:

     DEVM < 0.35 for all π/4-DQPSK symbols

     DEVM < 0.25 for all 8DPSK symbols

     4. 99% DEVM:

     DEVM < 0.30, for 99% of π/4-DQPSK symbols

     DEVM < 0.20, for 99% of 8DPSK symbols 

 

(12)TRM/CA/12/C (EDR Differential Phase Encoding)

    EDR相位编码 

    DUT以最大输出功率回送净荷为PRBS9的2-DHx数据类型,测试仪解调100个数据包,规范要求正确的数据包达到99%。 

(13)TRM/CA/13/C (EDR In-band Spurious Emissions)

     EDR带内杂散 

     DUT以最大输出功率回送净荷为PRBS9的2-DHx数据类型,DUT发射频点f(m),测试仪测量频点f(n),规范要求如果|m-n|=1, PTX(f)-26dB≤PTxref -26dB; |m-n|=2, PTX(f) ≤-20dBm; |m-n|>=3, PTX(f) ≤-40dBm;  

 

以上是蓝牙BQB射频发射机的测试原理,接收机的测试原理将会在下期推出。

 

    如需更多资料,请发信到以下地址:Service@morlab.cn或致电:0755-36698555。

常见问题
Q: 蓝牙BQB认证中的发射机测试包含哪些核心项目?
A: 发射机测试主要包括七大项目:输出功率(Output Power)、功率密度(Power Density)、功率控制(Power Control)、频率范围(Frequency Range)、20dB带宽(20 dB Bandwidth)、邻道功率(Adjacent Channel Power)以及调制特性(Modulation Characteristics)。每项测试都有明确的规范限值,如输出功率要求峰值小于23dBm、平均功率小于20dBm。
Q: 为什么蓝牙产品BQB认证测试失败时需要了解射频测试原理?
A: 了解射频测试原理能帮助工程师快速定位问题根源。例如,若输出功率测试失败,可检查功放电路设计或天线匹配;若邻道功率超标,则需优化滤波器特性或调整调制参数。掌握原理后,企业可制定针对性整改措施,避免盲目修改设计,从而缩短认证周期、降低研发成本。
Q: 蓝牙发射机测试中的功率等级是如何划分的?
A: 蓝牙规范将发射机功率分为三个等级:功率等级1要求平均功率大于0dBm,适用于长距离传输场景;功率等级2要求平均功率在-6dBm至4dBm之间,为常用中等功率档;功率等级3要求平均功率小于0dBm,适用于低功耗短距离应用。不同功率等级的产品在功率控制测试中还需满足特定的功率上限要求。
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