【经验】EFR32MG21系列芯片zigbee射频性能测试

时间： 2020-09-30 来源：世强

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IoT射频性能测试

CMW100无线通信测试仪是R&S推出的拥有高度灵活性和高测试速度，主要应用于无线传输产品大批量生产测试，并可支持多种无线通信标准的测试，如zigbee、蓝牙、5G等。下图为CMW100产品外观图，具备多路射频测试接口，可同时对多个产品同时进行无线性能测试。本文主要描述使用CMW100来验证采用SILICON LABS的EFR32MG21系列zigbee芯片设计的zigbee产品射频性能。

一、测试准备

EFR32MG21芯片具备10dBm与20dBm两种功率输出版本芯片，分别对应EFR32MG21A010和EFR32MG21A020系列。

1、如使用10dBm功率输出版本芯片可以先使用如下推荐参考设计匹配电路进行测试，如测试不通过再进行调整。

2、如使用20dBm功率输出版本芯片可以先使用如下推荐参考设计匹配电路进行测试，如测试不通过再进行调整。

注：EFR32MG21 Mighty Gecko多协议无线SoC产品系列数据表版本V1.0中C3值为0.3nH，C3为0.3nH会导致功率输出异常，新版本V1.1数据表已进行更正。

3、射频测试线缆焊接

测试芯片端射频性能时，需断开天线端匹配电路，只需要保留芯片端匹配电路，如下图所示10dBm功率输出版本芯片测试只保留π型匹配电路进行测试。

4、测试软件准备

EFR32MG芯片zigbee射频性能测试可使用独立Railtest软件进行测试，可参考官方资料：AN972：EFR32 RF Evaluation Guide生成标准的Railtest测试软件烧写后进行测试。

5、测试环境搭建

将待测试DUT与CMW100通过RF线缆连接，控制PC通过串口连接DUT芯片的串口，同时控制PC通过网口连接测试仪器CMW100，DUT置于屏蔽箱环境中(DUT接收灵敏度测试必须放入屏蔽箱)，测试环境搭建如下。

二、使用CMW100测试zigbee射频性能

1、发射功率、频偏测试

（1）调整发射频率DUT发送频率，与CMW100频点保持一致，CMW100默认测试频率为2450MHz，一般选取高、中、低频点进行测试。

注：EFR32芯片只能在Debug模式设置频点，在进入debug模式前，需要使用rx 0命令让DUT处于空闲状态，频率设置命令的单位为Hz。

（2）发送连续载波信号

命令如下：

{Tone：Enabled}打印表明此时设备已经处于连续载波发射状态，此时可以从CMW100测试软件界面读取发射功率及频偏。

2. EVM、功率谱测试

发送连续调制PN9数据进行测试，命令如下：

输入settxstream 1 命令后，{stream：Enabled}打印表明DUT已处于数据发送状态，通过CMW100的测试界面可读取相应数据，如下图所示。

注：如果使用Railtsest软件默认包长进行测试，CMW100测试界面会出现如下图所示的Power vs. Time 波形（后端不下降），可通过settxlength命令改变包长解决。

3．Zigbee接收灵敏度测试

（1）调整设备接收频率：

设置DUT设备与CMW100频点一致，一般需要进行高、中、低频点测试

（2）接收灵敏度测试：

使用status命令，确认打印{RxCount:0}表示DUT接收计数为0。

使用Setnotifications 0命令关闭接收过程中的打印，不关闭打印会影响接收数据包计数。

使用rx 1命令使设备处于接收状态后，在CMW100软件中配置发送频点、功率、数据包个数信息，并选择对应zibgee测试波形文件，如下图循环发送1000个数据包，发送功率-105dBm。

数据发送完成后，使用status命令，查看收包情况，如下图DUT接收到数量包个数为963。

注意：

1、每次调整CMW100射频输出功率后，DUT端需要使用resetcounters 命令将接收计数清零；

2、CMW100仪器测试zigbee产品只有O-QPSK DSSS调制波形文件可选。

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FENT Lv8. 研究员 2021-08-06

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EFR32MG12P433F1024GL125-C	Gecko Multi-Protocol Wireless SoC	Bluetooth LE Zigbee Thread Proprietary, Wi-SUN	2.4GHz @ 19dBm, Sub-GHz @ 20dBm	1024kB	256kB	65	-40℃~85℃	-50℃~150℃	BGA125	1.8V~3.8V

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