NXP NCK2910 接收灵敏度测试

一、简介
        对于窄带接收器而言,接收灵敏度是一个非常重要的参数。发射功率以及接收灵敏度相信大家多多少少都有耳闻:前者确定发射器在未经过衰减前的信号强度;而后者就是决定信号在空气中被削弱到什么程度以下就无法再被接收了。衰减等级与距离相挂钩,距离越远,信号也就越弱。所以当我们看到某款芯片列出发射功率可以达到多高,接收灵敏度又可以降到 -XXX dBm,这其实就是在标榜自己的产品在比较远的距离下仍然能够实现高质量数据传输。而 NXP 的 NCK2910 就可以达到 -119dBm 的接收灵敏度,非常适合用来做长距离 RF 接收设备。

二、测试流程
        在测试之前我们这边需要确定测试标准,这里我们可以采用欧洲的 ETSI EN 300 220-1 标准(25MHz ~ 1000MHz)。将 10^-3 作为误码率的一个门槛,一旦误码率高于该值,那么即可将该等级下的信号强度作为接收灵敏度。在测试过程中,由于我们发送的是数据帧,所以我们还需要将误码率转换成帧错误率。在转换之前我们需要知道测试阶段所需要使用的数据帧的调制方式、数据速率、编码方式以及实际发送的数据内容。本次设计流程以下表为例:

载波频率
433.96 MHz
波特率4kchip/s
位宽250us
编码方式Man
调制方式FSK
调制深度(调制方式为 ASK,通常为 100%) —
FSK 频偏(调制方式为 FSK )20kHz
帧构成(唤醒码、数据段)2 Byte 唤醒码 + 4 Byte Payload

        根据上述参数可以知道,本次测试使用的数据长度为 2×8+4×8 = 48 bit,故帧错误率(FER):48×10^(-3)=4.8% 。而其他的参数则决定了信号发生器以及 NCK2910 的配置情况,两者应该保持一致,才能保证通讯的成功建立。


        信号发生器设定:

  • 中心频率:433.96 MHz
  • 调制方式:2FSK
  • 数据速率:4Ksym/s
  • 频偏:20kHz
  • 发送数据:2 Byte 唤醒码+ 4 Byte payload
        NCK2910 端设定:


        了解了测试时的参数设定,我们需要知道在测试之前的准备工作:

        1、NCK2910 接收板需要烧录最新的 RCI 固件。

        2、准备可以以特定频率以及调制方式发送特定数据集的信号发生器。

        3、安装 Win7 以及最新的 CDK 版本的 PC。

        4、FTDI MPSSE C232HM 连接线,用于连接 PC 以及 NCK2910。

        5、连接 NCK2910 板以及信号发生器的低损耗 RF SMA 适配器/连接线。


        具体连接方式如下:

        连接无误之后,打开 NCK2910 上位机 CDK.exe,保证 CDK 上面唤醒码、负载等设置与信号发生器设置一致。选择基础模式下的 “Start Receive”或者是高级模式右上角的绿色按键,即可开始接收。
        之后我们每一轮测试发送 100 帧数据,同时计算错误帧占比,如果错误率小于我们约定的 4.8% FER,我们可以继续降低信号强度,当错误率刚好达到 4.8% FER 的时候,即可将此时信号发生器的发射强度作为接收灵敏度,具体的测试思路如下:



三、参考资料
[1] an454912 - Application Note - AN-SCA 1715 Advanced Receiver Configuration (1.2).pdf
[2] an454710 - Application Note - Sensitivity Measurement - NCK2910 - Lizard (1.0).pdf

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