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为迎接物联网测试挑战提供的解决方案

为迎接物联网测试挑战提供的解决方案

日程安排
IoT (M2M*)应用和技术
主要物联网设计和测试挑战
1.物联网产品设计 – 采用多个物联网系统模块
2.调试复杂的数字/模拟/RF系统问题
3.最大限度地延长设备电池续航时间
4.使设备加快通过EMC一致性测试
5.使设备加快通过无线认证
6.准备部署物联网

IoT: 物联网:带来的混乱及高增长潜力

物联网应用

物联网连接数量不断增长 – 芯片组价格下降 必须降低测试成本

新的低成本物联网模块(传感器、RF模块、MCU),加快设备部署速度

传感器系统和元器件爆炸性增长,可以传感多个物理/化学参数(温度、压力、运动、等等)
多种高性能RF模块,无线连接更简单
MCUs提供了更高的性能(低功率, 计算速度, DSP, 等等)

物联网设计和测试挑战之一

物联网产品设计 – 采用多个物联网系统模块

物联网设备设计价值链

物联网设备开发战略
采用哪种无线连接技术?
需要哪些法规认证?
需要哪些标准质量认证 (BT, WLAN, ZigBee, RFID, 等等)?
硬件设计选择:
“芯片”还是“模块” ?
“嵌入式模块”还是“独立式模块” ?
软件开发:许可还是自主开发?
选择物联网连接技术 – 考虑因素

无线模块选择技巧
RF模块分成两大类:
经过预认证
如果您使用参考设计电路板和天线,模块厂商将保证其通过无线认证步骤。它还可以帮助您有机会通过EMC测试 – 这取决于电路其他部件的性能
单位成本高
受到制造商选择的天线限制
没有经过认证
一流信息监控拦截系统

0
电池仿真器 / 电源 ~  $10,000

物联网设计和测试挑战之二
调试复杂的数字/模拟/RF系统问题

典型的物联网嵌入式模块方框图和常见问题

调试和测试设备不足,成本高
传统测试测量设备不能很好地解决上述问题:
需要使用多台测量设备,才能在多个域中测量信号,提高了购置成本或租赁费用
跨域时间相关测量方式效率低下,降低了工程效率

与传统测试设备不同,泰克提出低成本测试解决方案,这些方案可以执行以下高效测量:
宽带宽、随时间变化的频谱信号
多域(RF, 模拟和数字)相关信号
怀疑物联网设备是否传送信号?

使用泰克RSA306泰克USB频谱分析仪:
检验物联网设备传送信号
检验功率电平
检验频率精度
RSA306 USB频谱分析仪技术数据

想使用一台仪器查看所有数字/模拟信号和RF信号?
使用泰克MDO4000轻松查看系统每个部分如何互相交互

应用实例 – RFID系统调试和检定

使用MDO和SignalVu-PC分析矢量信号

使用MDO4000捕获RF信号
把捕获的IQ数据实时传送到PC (通过USB, LAN)
使用SingalVu-PC执行矢量调制分析

需要RF接收机调试测试解决方案?

应用实例 – RF接收机灵敏度测试

应用实例 – RF接收机阻塞测试

应用实例 – 使用真实的无线标准信号 进行RF接收机压力测试

物联网设计和测试挑战之三
最大限度延长设备电池续航时间

物联网设备功耗分析 典型的设备功率廓线

物联网功耗分析 挑战和要求

 测试挑战
准确测量几十nA (深度睡眠模式)到几百 mA (活动模式)多种电流
捕获持续时间仅几μs的瞬态信号
监测和保存长时间数据
典型功率测试要求
高精度:在宽范围内实现优质检定
高采样率:深内存缓冲器和高级触发功能,捕获脉冲随时间变化
简便易用:轻触缩放触摸屏界面,迅速分析波形
高精度电源:提供干净、稳定、准确的DC电源 (支持高精度测量)
物联网设备功耗分析 提供的解决方案

物联网设计和测试挑战之四
加快通过EMC一致性测试

使设备加快通过EMC一致性测试和无线认证
电磁兼容能力(EMC)判定电子或电气系统或元器件在接近时能否正确工作。在实践中,这意味着设备中每个项目发出的电磁干扰都必须是有限的,另外每个项目必须对环境中的干扰有充足的抗扰能力。
无线标准认证是指产品获得国际公认的认可,表明产品在互操作能力、安全性和特定协议应用范围上已经满足业界协商一致的标准 (如802.11, 蓝牙, 蓝牙低能源, 3GPP WCDMA / LTE, 等等)。
一次通过EMC一致性测试
通过地区法规一致性测试 (FCC, ETSI, IC, …) 并不是一件易事。事实上,成功的概率并不大。只有十分之一的工程师报告一次通过测试。
测试失败意味着项目推迟及很高的费用 – 一致性测试的平均成本是$10,000*。
预一致性测试必须成功,以避免这类问题。

满足法规标准
非故意放射辐射
不想要的信号
服务类别
频率范围变化
传导辐射
耦合到AC的不想要的信号
服务类别
一般< 30MHz
故意放射辐射
视频段而定
服务类别

放射辐射
在RF隔离舱中进行测试
远场测量 (3m或10m)
被测设备放在转台上,置于空闲状态
设置经过全面校准

接收机
天线

传导辐射
适用于连接到电网的设备
检定传导到AC电网的能量
线路阻抗稳定网络
接收机连接在AC电源和被测设备之间
被测设备处于工作状态

故意放射辐射
适用于传送RF能量的设备
测量直接连接频谱分析仪的被测设备
没有天线!
被测设备处于工作状态
必须能够检查所有工作模式

在送到认证机构前进行预一致性测试
1.预一致性测量   内部
测试整个设计过程中的问题
测试频次更高
可以使用通用仪器进行预一致性测试
仍需把设备送到认证机构测试
2.一致性测量   认证机构
设置复杂
需要使用测试舱 = 成本
如果测试失败,需要再次安排测试

预一致性测试可以在成为昂贵的
重新设计问题前识别问题领域,节省时间/资金
使用RSA306创建内部 EMC预一致性测试设置

EMI预一致性测试应用指南, http://www.tek.com/document/application-note/low-cost-emi-pre-compliance-testing-using-spectrum-analyzer 

内部放射辐射EMC预一致性测试设置是否经济?

增加传导辐射EMC预一致性测试是否经济?

EMC一致性测试/认证失败的常见原因

设计未能通过内部EMC一致性测试? 使用MDO4000排除EMI问题

设计未能通过内部EMC预一致性测试? 使用RSA306排除EMI问题
与普通频谱分析仪不同,泰克RSA306采用实时频谱分析技术显示瞬态信号,从而为用户提供与捕获的任何信号活动有关的详细信息

物联网设计和测试挑战之五
使设备加快通过无线认证

无线标准认证
通过无线标准认证后,可以在产品上印上无线标准认证标志 …
市场上许多RF模块是“预认证”,但预认证的RF模块并不能保证最终产品通过认证
与基准设计相比,即使很小的偏差也可能会导致认证失败
改变RF路径可能会面临风险
软件与模块的交互方式影响着一致性测试

协议一致性测试: WiFi应用
WiFi联盟
行业要求已经协商一致
协议合规性
互操作能力
安全
应用和服务
http://www.wi-fi.org/

使用泰克无线标准预认证解决方案

应用实例: 使用SignalVu-PC进行无线收发机预认证
SignalVu-PC支持 Wi-Fi (IEEE 802.11 a/b/g/n/ac), 蓝牙低能量, 基本速率/增强数据速率 (自动检测标准)
提供标准指定的整套发射机测量
EVM, SEM, 频率误差, 符号时钟误差
显示关键调制和RF测量
按键式测量, 测试通过/失败报告, 可以量身定制极限

泰克RF矢量信号分析软件平台
一个用户界面支持所有信号采集硬件 (台式或便携式)
所有设置和数据都保留在PC上
起价$3,490

物联网设计和测试挑战之六
准备部署物联网

并不仅仅是你的物联网设备如此 …
许多物联网设备都需要在严重拥挤的ISM频段中工作 (WiFi, 蓝牙, ZigBee, 无线视频传送, 微波炉, 等等);蜂窝通信可能会产生干扰
ISM频段是一个严苛的无线电环境

应用实例 – RSA306室内OTA (网络)测量

部署远距离低数据速率物联网

远距离低数据速率物联网要求绘制室外测量地图,以验证工作频段

泰克物联网解决方案: 产品组合摘要

泰克解决方案解决物联网测试挑战

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