編者按：對于藍(lán)牙音頻產(chǎn)品，除了外觀、工藝、便攜性等設(shè)計(jì)制造方面的因素，無線傳輸?shù)目煽啃浴㈦姵乩m(xù)航能力以及音質(zhì)表現(xiàn)，直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量和消費(fèi)者的選擇。羅德與施瓦茨（中國）科技有限公司陳偉所撰《藍(lán)牙音頻產(chǎn)品的測試方案》一文針對藍(lán)牙音頻產(chǎn)品，提供了一套基于測試儀表CMW270的整體測試方案，該方案包含無線射頻測試、音頻質(zhì)量測試和功耗測試，可以覆蓋到研發(fā)、認(rèn)證和生產(chǎn)階段。最后，介紹了專門針對生產(chǎn)測試的非信令測試儀表CMW100和自動化測試軟件CMWRun。羅德與施瓦茨公司提供的完整測試方案能幫助廠家對藍(lán)牙音頻產(chǎn)品進(jìn)行全方面的測試。

1 引言

作為當(dāng)前最熱門的通信技術(shù)之一，藍(lán)牙技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于智能手機(jī)、電腦、汽車以及無線音箱、健康手環(huán)等電子設(shè)備，受到了人們越來越多的關(guān)注。據(jù)藍(lán)牙組織統(tǒng)計(jì)，目前有不少于80億藍(lán)牙設(shè)備；在未來，物聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展中，藍(lán)牙設(shè)備的數(shù)量會越來越龐大。其中，藍(lán)牙耳機(jī)和音箱設(shè)備占據(jù)了藍(lán)牙設(shè)備的半壁江山。從2016年開始，各大手機(jī)廠商逐步取消3.5mm耳機(jī)接口，作為智能手機(jī)的最佳拍檔，藍(lán)牙耳機(jī)會逐步替代有線耳機(jī)。而無線音箱，在幾個互聯(lián)網(wǎng)巨頭的帶動下，智能音箱設(shè)備也開始受到消費(fèi)者的關(guān)注，銷量在2017年已經(jīng)顯現(xiàn)出井噴之勢。所以，在今后很長一段時間內(nèi)，無線音頻產(chǎn)品會是市場上的熱點(diǎn)話題。

對于藍(lán)牙音頻產(chǎn)品，除了外觀、工藝、便攜性等設(shè)計(jì)制造方面的因素，無線傳輸?shù)目煽啃浴㈦姵乩m(xù)航能力以及音質(zhì)表現(xiàn)，直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量和消費(fèi)者的選擇。本文圍繞這3個方面，提出一種基于CMW270測試儀表的測試解決方案，該方案包含了無線射頻測試、音頻質(zhì)量測試以及功耗測試。

2 藍(lán)牙技術(shù)簡述

在20世紀(jì)90年代，為了減少通信之間的線纜連接，藍(lán)牙技術(shù)得以初步發(fā)展，最初的傳輸距離只有10m左右，傳輸速率也只有最基礎(chǔ)的1Mbit/s。在隨后的數(shù)年間，藍(lán)牙技術(shù)也在不停地更新發(fā)展，具體包括跳頻技術(shù)、更快的傳輸速率和更低的功耗。在2010年，藍(lán)牙技術(shù)有了兩個分支，即傳統(tǒng)藍(lán)牙和低功耗藍(lán)牙。藍(lán)牙3.0之前的版本稱為傳統(tǒng)藍(lán)牙，被用于一些語音業(yè)務(wù)和數(shù)傳業(yè)務(wù)，如藍(lán)牙耳機(jī)、智能藍(lán)牙音響和打印機(jī)等。從藍(lán)牙4.0后，稱為低功耗藍(lán)牙，目前最新的版本是藍(lán)牙5，主要應(yīng)用于一些對功耗要求較高的電子設(shè)備，一個紐扣電池就能支持運(yùn)行很長時間，如健康手環(huán)、智能穿戴設(shè)備等，在芯片的復(fù)雜性上也進(jìn)行了簡化，成本也得到進(jìn)一步的降低。

3 無線綜測儀CMW270

CMW270是羅德與施瓦茨公司推出的一款寬帶無線測試儀表，用于藍(lán)牙、Wi-Fi等無線終端產(chǎn)品的測試。從藍(lán)牙1.0到藍(lán)牙5的測試，CMW270覆蓋了傳統(tǒng)藍(lán)牙和低功耗藍(lán)牙的所有射頻測試要求，其內(nèi)部的音頻發(fā)生和分析模塊可以用于藍(lán)牙音頻產(chǎn)品的語音質(zhì)量分析。

4 無線射頻測試

根據(jù)藍(lán)牙論壇發(fā)布的射頻測試規(guī)范，傳統(tǒng)藍(lán)牙需要被測產(chǎn)品進(jìn)入到testmode后進(jìn)行測試，低功耗藍(lán)牙采用directtestmode的方式。

傳統(tǒng)藍(lán)牙的射頻測試連接，儀器和被測產(chǎn)品之間通過射頻進(jìn)行通信，可采用天線或者射頻電纜兩種方式連接（見圖1）。

圖1 傳統(tǒng)藍(lán)牙的測試連接

低功耗藍(lán)牙的directtestmode，儀器和被測產(chǎn)品之間除了傳統(tǒng)藍(lán)牙的射頻連接外，需要額外的控制連接線，可以選擇USB或RS232串口控制線兩種形式（見圖2）。

圖2 低功耗藍(lán)牙的測試連接

采用這兩種測試方式，可以測試藍(lán)牙測試規(guī)范要求的所有測試項(xiàng)目，包含產(chǎn)品的發(fā)射功率、發(fā)射信號質(zhì)量、接收性能以及雜散等測試項(xiàng)目。

除了上述測試規(guī)范的測試方法，CMW270支持正常工作模式下的連接測試。CMW270與正常工作模式下的藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行配對連接，無須進(jìn)入testmode或者directtestmode狀態(tài)，即可建立無線連接，進(jìn)行射頻指標(biāo)的測試。

5 音頻質(zhì)量測試

CMW270與音頻設(shè)備連接后，音頻設(shè)備的麥克風(fēng)采集語音數(shù)據(jù)，通過無線鏈路發(fā)送給CMW270，經(jīng)過轉(zhuǎn)換，變?yōu)槟M或者數(shù)字信號進(jìn)行語音質(zhì)量分析。另一方面，儀表也可以自定義語音數(shù)據(jù)，通過無線鏈路傳送給音頻設(shè)備，音頻設(shè)備的揚(yáng)聲器播放語音，人工耳采集后進(jìn)行語音質(zhì)量分析。該過程真實(shí)還原了藍(lán)牙音頻設(shè)備的正常工作模式，整體測試無線鏈路、揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)的性能。CMW270支持的藍(lán)牙音頻編碼方式如圖3所示。

圖3 藍(lán)牙音頻編碼和鏈路方式

CMW270內(nèi)置了音頻發(fā)生和分析模塊，覆蓋頻率為20Hz～21kHz，可以滿足音頻產(chǎn)品一般的研發(fā)測試和生產(chǎn)測試需求，測試架構(gòu)如圖4所示。

圖4 內(nèi)置音頻模塊測試結(jié)構(gòu)圖

另外，CMW270提供的語音輸入輸出接口可以連接到更高端的音頻分析儀表，如羅德與施瓦茨公司的UPV，頻率為10Hz～250kHz。UPV可支持PESQ、POLQA的測試。圖5為CMW270和UPV的連接示意圖。

圖5 音頻測試系統(tǒng)

6 功耗測試

CMW270結(jié)合電流和電壓監(jiān)測設(shè)備，可以評估藍(lán)牙設(shè)備在各種無線條件下的功耗情況，ZVC是羅德與施瓦茨公司的一款功耗檢測設(shè)備，電流測量范圍為4.5uA～10 A，電壓測量范圍為1.88～15V。圖6為CMW270和ZVC測試藍(lán)牙設(shè)備功耗的示意圖。

圖6 功耗測試連接圖

對藍(lán)牙設(shè)備的功耗進(jìn)行評估時，有些開發(fā)人員采取在實(shí)際連接的情況下進(jìn)行測試，在這種場景下，存在著較多的不確定因素。第一，無線環(huán)境的不確定性。在實(shí)際連接時，設(shè)備的發(fā)射功率和接收電平都是不可控制的，例如兩個連接設(shè)備距離不同，外界干擾信號的變化，會造成設(shè)備的功耗變化，也給測試帶來了不可重復(fù)性；第二，無線參數(shù)的設(shè)置。待機(jī)模式下的一些無線參數(shù)，如監(jiān)聽間隔，這些參數(shù)直接決定了設(shè)備的功耗。相對于實(shí)際連接，利用儀表，更容易修改無線連接使用的參數(shù)。

因此，利用測試儀表，可以進(jìn)行更多場景下的功耗測試，測試結(jié)果也具有可重復(fù)性。

7 CMW100

CMW100是羅德與施瓦茨公司專門針對生產(chǎn)測試而推出的測試儀表。

圖7包含了CMW100、射頻屏蔽箱以及測試用的電腦。由于CMW100是非信令測試儀表，所以需要基于相關(guān)的芯片，開發(fā)自動化測試環(huán)境。CMW100具有體積小、射頻端口多、運(yùn)算速度快等特點(diǎn)，無論從效率還是從空間角度，都是生產(chǎn)線測試的首選方式。

圖7 基于CMW100的測試環(huán)境

8 CMWRun

CMWRun是羅德與施瓦茨公司針對用戶需求而開發(fā)的自動化測試軟件，支持無線設(shè)備的射頻性能測試、音頻質(zhì)量測試以及功耗測試。

CMWRun具有配置靈活、測試效率高等特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際的測試需求，既可以按照藍(lán)牙規(guī)范進(jìn)行全方面的射頻測試，也可以選擇特定項(xiàng)目或者定制項(xiàng)目進(jìn)行測試。目前，CMWRUN已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各種無線設(shè)備的生產(chǎn)和研發(fā)階段。

9 結(jié)束語

無線藍(lán)牙音頻市場的遞增勢頭，勢必引發(fā)藍(lán)牙音頻產(chǎn)品的新一輪突破。從用戶的角度，更愿意看到的

R&S AREG100汽車?yán)走_(dá)回波發(fā)生器——可靠及引領(lǐng)未來的汽車?yán)走_(dá)傳感器生產(chǎn)測試儀

雷達(dá)傳感器是自動駕駛的重要組成部分，有助于保證道路駕駛安全。在實(shí)現(xiàn)自動駕駛的遞進(jìn)階段，車輛的雷達(dá)傳感器顯著增加，OEM廠商和Tier1供應(yīng)商都需要可靠的測試解決方案，適用于基于雷達(dá)輔助駕駛系統(tǒng)安全相關(guān)設(shè)備的大規(guī)模生產(chǎn)。羅德與施瓦茨公司深入了解汽車行業(yè)需求后，開發(fā)了新的汽車?yán)走_(dá)回波發(fā)生器（雷達(dá)目標(biāo)模擬器）R&S AREG100A，這是羅德與施瓦茨公司的測試與測量技術(shù)專家集毫米波技術(shù)領(lǐng)域數(shù)十年的經(jīng)驗(yàn)而設(shè)計(jì)的一種精確地針對汽車行業(yè)測試需求的測試和測量產(chǎn)品。

羅德與施瓦茨公司深入了解汽車行業(yè)需求后，開發(fā)了新的汽車?yán)走_(dá)回波發(fā)生器R&SAREG100A，主要用于OEM和Tier1生產(chǎn)線的最終測試和檢測。生產(chǎn)過程中持續(xù)的質(zhì)量控制，對于確保雷達(dá)傳感器的無限制功能以及自動駕駛的最終安全至關(guān)重要。R&SAREG100A是一個定制化方案的產(chǎn)品，用于生產(chǎn)線的末端，符合可靠運(yùn)行的所有要求，并且操作方便。

R&SAREG100A汽車?yán)走_(dá)回波發(fā)生器主要用于24GHz ISM頻段和77GHz或79GHzE波段雷達(dá)傳感器的可靠性測試，可模擬多達(dá)四個固定距離的雷達(dá)目標(biāo)，用戶可配置多普勒頻移用于模擬物體的徑向運(yùn)動，客戶可以在訂購時指定所需的固定距離。R&SAREG100A是一個引領(lǐng)未來的雷達(dá)目標(biāo)模擬器，主要用于測試先進(jìn)的遠(yuǎn)程雷達(dá)和短程雷達(dá)，支持E波段的帶寬可達(dá)4GHz，如果射頻前端與DUT之間的距離為是質(zhì)量過硬、體驗(yàn)更好的產(chǎn)品。生產(chǎn)性能更好的藍(lán)牙音頻產(chǎn)品，讓產(chǎn)品領(lǐng)跑未來的市場，圍繞產(chǎn)品的測試將會越來越重要，也是適應(yīng)未來競爭的制勝法寶。羅德與施瓦茨公司提供的完整測試方案能幫助廠家對藍(lán)牙音頻產(chǎn)品進(jìn)行全方面的測試。80厘米，則可以模擬最小距離為4米的目標(biāo)雷達(dá)。通過這種方式，羅德與施瓦茨公司向客戶提供了非同尋常的測試靈活性，從簡單到復(fù)雜。

作為全球領(lǐng)先的汽車電子測試解決方案提供商，羅德與施瓦茨公司提供的雷達(dá)目標(biāo)模擬器R&SAREG100A，用于生產(chǎn)線末端的持續(xù)質(zhì)量控制，使得OEM廠商和Tier1供應(yīng)商能確保在車輛上安裝無限制功能的雷達(dá)傳感器，甚至在它們被驅(qū)動之前。

羅德與施瓦茨公司兩款新信號源在6 GHz內(nèi)樹立了業(yè)界標(biāo)桿

近期，羅德與施瓦茨公司（以下簡稱R&S公司）推出兩款新型緊湊的中檔信號源，在很小的占用空間上兼具多功能和高性能。模擬信號源R&S SMB100B和矢量信號源R&S SMBV100B在這一等級樹立了新的標(biāo)桿，提供優(yōu)異的頻譜純度、無可匹敵的輸出功率、以及簡潔直觀的觸摸屏操作。R&SSMB100B和R&SSMBV100B特別適合來自射頻半導(dǎo)體研發(fā)、通信、以及軍工和航空航天的需求。

上一代型號SMB100A(模擬源)和SMBV100A(矢量源)使R&S公司建立了6GHz內(nèi)緊湊型臺式信號源的產(chǎn)品組合，并把毫不遜色的性能集成進(jìn)了3/4的19寸空間。通過對這一成功的信號源家族作進(jìn)一步性能增強(qiáng)和改進(jìn)，研發(fā)出了兩款新型信號源，新的模擬源R&S SMB100B和新的矢量源R&SSMBV100B再次在中檔系列中樹立了新的標(biāo)桿。儀表優(yōu)異的頻譜質(zhì)量和超低相位噪聲帶來卓越的測量精度，同時其最大輸出功率突破了業(yè)界紀(jì)錄。另外，該緊湊輕便的信號源非常容易運(yùn)輸，在實(shí)驗(yàn)室里也只占用極小的空間。