# EMW3080系列模组射频测试

本文适用于:EMW3080、EMW3090、EMW3080V2、EMW3090V2模组。

#系统简介

在产品的认证过程中,通常需要评估无线模组的射频收发性能,来判断是否符合认证规范和国际标准。由于模组在正常通讯时,射频信号的参数和收发时序无法保持不变,所以在认证和测试时一般不直接测试模组正常通讯时收发的射频信号。模组必须进入特定的射频发送和接收模式(以下称为ATE工作模式),通过PC上运行的mpTools软件设置模组来收发特定的测试信号和报文,以供测试设备进行测量。

整个测试系统的连接图如下:

一个运行mpTool📎mptool-1v16.zip软件的Windows PC通过串口连接到运行在ATE模式的模组,通过UART命令控制模组发送和接收各种参数的射频信号。测试仪器可以通过天线接收模组的信号,也可以通过射频线缆直接和模组天线接口连接,来对模组的射频性能进行全方位的测试和评估。

模组在启动时,会检测Boot信号和EasyLink引脚的电平,如果这两个引脚的都是低电平,则模组进入ATE模式。模组通过UART0接收PC上传输的控制指令。所以模组需要用到的信号线如下:

  • Boot:在模组上电时,保持低电平
  • EasyLink:在模组上电时,保持低电平
  • UART_LOG_TXD:与PC进行UART通讯的接收信号
  • UART_LOG_RXD:与PC进行UART通讯的发送信号
  • VDD:模组的供电
  • GND:模组的接地信号线

以上信号和电源线的位置在不同型号模组上的位置,请参考相应模组的数据手册。对于EMW3080,Pin19(boot)和 Pin23(Elink)接地(拉低),把 Pin9(UART_LOG_TXD)&10(UART_LOG_RXD)与PC的UART连接。

在下面的示例中,我们选用EMW3080作为测试模组,同时为了方便对模组供电和设置工作模式,我们将模组安装在MXKit开发板上。MXKit的MXKit-Base底板可以将UART信号转换成USB信号,因此PC通过Micro USB线和MXKit开发板连接,EMW3080模组焊接在核心板MXKit-Core-3080上,然后插到在MXKit-Base底板

#测试前准备工作

#连接PC和模组

  • 在PC上安装MXKit-Base底板上UART转USB芯片:CP2105的驱动程序:📎cp2102驱动.zip
  • 通过Micro USB线连接PC与MXKit开发板。
  • 在Windows的设备管理器上可以看到两个虚拟串口设备,记录下Silicon Labs CP210x USB to UART Bridge: Enhanced COM Port所对应的COM端口号,例如在下图中,对应的端口号是COM4。

#模组的进入ATE工作模式

将模组的Boot信号和EasyLink信号接地后,重新对模组上电后,模组就会自动进入ATE工作模式。在MXKit上的操作方法是:

  1. 将MXKit-Base板上的拨码开关的1号拨动开关拨到ON。
  2. 用手按住并保持右边的ELINK按键,然后按下左边的RESET按钮。模组复位后松开。

#启动mpTool软件,完成初始化

  • 下载mpTool软件📎mptool-1v16.zip,解压缩后,运行UI_mptool.exe。
  • 在Main标签页中,在select COM下拉菜单中,选择“连接PC和模组”步骤中记录下的串口端口号。这个例子中就是COM4。
  • 点击Initialize按钮,完成初始化。如果初始化失败,在软件右方的View Window会显示出错的原因。成功后,软件中其他的控件都会开启

#

#mpTool软件简介

mpTool软件分为4个标签,分别是Main,PSD,Efuse和Reg。其中Main窗口可以设置射频的收发参数和模式,并且启动收发测试。其他窗口用于模组的生产,用户不需要操作,如果擅自使用这些标签的功能,很有可能破坏模组在工厂生产的校准参数,并且导致模组永久损坏无法修复。

Main标签窗口中的各个控件的功能如下:

  • Select COM:选择PC与模组通讯的串口端口号

  • Control:包含各种控制功能

    • Initialize:对串口和待测模组进行初始化

    • Pwridx by Rate and Limit:选中后,软件从模组的Efuse中读取参数初始值,同时对天线发射功率做一定程度的限制后,显示在TX Power Index中,不可修改。如果不选中,用户可以调整TX Power Index中的数值,增加或者减少发射功率

    • TX Power Tracking Start:启动温度补偿功能,一般不开启

    • MAC Address, Wlan Mode:可不用

    • Testing Item:选择测试项目,可选测试项目如下:

      • Packet TX:用于测试射频发射性能,如功率,EVM和频率偏移
      • Continuous TX:用于在FCC/CE/CMCC/CTA 认证中测试发射功率或者测试模组的最大功耗
      • Single Tone TX:用于测试频率偏移
      • Carrier Suppression TX:仅用于802.11b
      • Packet RX(All),Packet RX(Filtered):接收测试,可以用于测试模组的接收灵敏度和误码率
    • Start/Stop:开始和停止“Testing Item”中选择的测试项目

  • TX Setting and RX Setting:设置收发包的射频参数

    • Ant TX and Ant RX: 对于本系列模组,固定选择A
    • Data Channel:选择射频收发的无线频段
    • Data Rate:调制方式和数据传输率
    • TX Power Index:天线发射功率(仅可设置A天线)。模组无法设置输出固定的功率的射频信号,只能在当前发射功率的基础上进行调整,Power Index每增/减加1,发射功率会相应增/减加0.5dBm。TX Power Index的初始值保存在Efuse中,并且由MXCHIP在模组生产时进行校准,符合数据手册中的参数,保证性能并满足认证标准的需求。
    • Preamble:设置报文的前导码模式,可选Long_GI和Short_GI。
    • Bandwith:射频收发的带宽,20MHz或40MHz
    • Xtal.cap:晶振的校准值,可用于调整射频的频率偏移
  • TX Packet Setup:设置报文发送参数

    • Pattern:设置TX报文的类型
    • Count:发包数量
    • Length:每一个包的长度
    • Interval:不可调
  • Packet counter:显示发包,收报和收到错误包的数量

    • Reset:将数量恢复到0
  • View Window:软件Log输出窗口 

#测试示例

#发射测试

#

  1. 选择Pwridx by Rate and Limit,从Efuse中读取出厂参数。
  2. 选择TX测试项目:Packet TX
  3. 选择射频信道
  4. 选择调制模式和数据速率
  5. 选择带宽
  6. 启动测试

#自定义发包参数

  1. 不选择Pwridx by Rate and Limit
  2. 选择TX测试项目:Packet TX
  3. 选择射频信道
  4. 选择调制模式和数据速率
  5. 设置发射功率,不同的调制模式和速率下,发射功率设置值如下表。在此基础上增加或者减少

802.11b

802.11g

802.11n

1M

11M

6M

54M

MCS0

MCS7

35

35

46

44

45

42

  1. 选择带宽
  2. 选择频率校准参数
  3. 启动测试

#Single tone发包测试

#

  1. 选择TX测试项目:Single Tone TX
  2. 选择射频信道
  3. 设置发射功率参数为0
  4. 启动测试

#接收测试

  1. 选择RX测试项目:Packet Rx(All)
  2. 选择射频信道
  3. 启动测试
  4. 查看收到的数据包数量

#模组和射频测试仪器的连接

射频测试仪器检测模组发出的射频信号有两种方法:

  • 使用2.4GHz的天线无线接收

  • 用传导线与模组的天线接口连接后直接接收。如果模组使用的是PCB板载天线,需要先断开PCB天线的连接。按照以下的测试步骤进行:

    1. 移除模组上芯片与天线连接的0欧姆电阻。

    b. 将传导线焊接到模组背面的天线测试点上,传导线的另一端连接到测试仪器。

—————————————————————————————————————————

END.

更新时间: 2024/7/3 16:31:46