Zachęcamy do przeczytania także części pierwszej i części drugiej artykułu.

Testowanie jakości sygnału audio

Przyrząd R&S CMW pozwala na testowanie popularnych urządzeń Bluetooth takich jak: zestawy głośnomówiące, multimedialne systemy samochodowe, głośniki i słuchawki bezprzewodowe. Obsługuje on dużą liczbę profilów Bluetooth i oferuje wiele scenariuszy testowych do pomiarów sygnału audio.

Fot. 1. Rozwiązanie do testów obsługi audio złożone z testera R&S CMW, analizatora audio R&S UPV oaz oprogramowania R&S CMWrun

Testy jakości sygnału audio

Na potrzeby testów sygnału audio R&S CMW nawiązuje połączenie Bluetooth z badanym urządzeniem. Wymagany PIN jest ustawiany na testerze R&S CMW. Następnie aktywuje on wybrany profil audio w celu wykonania pomiarów.

W przypadku zestawów głośnomówiących R&S CMW oferuje funkcję kontroli głośności za pośrednictwem Bluetooth. Pozwala to na ustawienie odpowiednich poziomów głośnika oraz mikrofonu przez R&S CMW w zależności od potrzeb.

W przypadku każdego profilu audio przyrząd R&S CMW może pełnić rolę urządzenia nadrzędnego lub podrzędnego.

Za pomocą rozszerzenia R&S CMW-B400 przyrząd R&S CMW jest w stanie wykonać pomiary na dwóch kanałach audio. Dla każdego z tych kanałów dostępny jest analogowy i cyfrowy generator sygnału oraz analogowy i cyfrowy analizator sygnału. Tor sygnałowy tych komponentów można swobodnie przypisać do analogowych i cyfrowych interfejsów audio R&S CMW oraz wewnętrznych kodeków audio przyrządu. Różne scenariusze testowe są przedstawione niżej.

Generatory i analizatory audio mogą pracować w trybie jednotonowym w celu pomiaru poziomu sygnału i zniekształceń, jak również w trybie wielotonowym lub w trybie FFT szumu w celu szybkiego pomiaru odpowiedzi częstotliwościowej. W trybie wielotonowym można zdefiniować 20 dźwięków, ustawiając ich poziom oraz częstotliwość.

W trybie jednotonowym analizator audio mierzy poziomy zniekształceń (parametry THD, THD+N, SINAD), stosunek sygnału do szumu oraz poziom składowej stałej z wykorzystaniem różnych filtrów do wyboru. Przyrząd R&S CMW może równocześnie z tymi pomiarami wyświetlić widmo sygnału (FFT).

W celu realizacji bardziej zaawansowanych testów audio (np. PESQ, POLQA) R&S CMW można podłączyć do zewnętrznego analizatora widma (np. R&S UPV) za pomocą analogowych i cyfrowych interfejsów audio.

Rys. 2. Testy audio Bluetooth dostępne w R&S CMW: obsługiwane profile, kodeki i typy połączeń

Rys. 3. Scenariusz „test mikrofonu i głośnika” w oparciu o profil zestawu głośnomówiącego

Rys. 4. Scenariusz „test głośników stereo”

Fot. 5. Pomiary pojedynczego tonu z wykresem widma

Fot. 6. Pomiar odpowiedzi częstotliwościowej w trybie wielotonowym

Rozwiązania dla etapu produkcji

Przyrząd testowy R&S CMW100 jest rozwiązaniem przeznaczonym do testów na etapie produkcji, które korzysta z oprogramowania R&S CMWrun. Oferuje optymalną kombinację wydajności, elastyczności i wykorzystania dostępnej przestrzeni.

Testy Bluetooth w trybie sygnałowym i nie-sygnałowym

Tryb sygnałowy jest odpowiedni do zastosowań laboratoryjnych, takich jak projektowanie systemu i układów RF oraz ich certyfikacja. W trybie sygnałowym badane urządzenie jest sterowane komunikatami warstwy protokołu. Komunikacja między badanym urządzeniem a testerem odbywa się na drodze radiowej. Wykorzystanie trybu sygnałowego (signaling mode) R&S CMW wymaga odpowiedniego urządzenia sygnałowego (signaling unit).

Narzut na szybkość komunikacji wywoływany przez tryb sygnałowy i związany z nim sprzęt można wyeliminować, stosując tryb nie-sygnałowy (non-signaling). Wówczas badane urządzenie nie jest sterowane sygnałem radiowym, lecz za pośrednictwem przewodowego kanału komunikacji, na przykład USB. Ten kanał komunikacji pozwala na przesyłanie komend sterujących badanym urządzeniem. Sygnał przesyłany do badanego urządzenia przez tester jest tworzony za pomocą generatora arbitralnego z użyciem wstępnie wyznaczonych przebiegów – a zatem potrzebny jest tylko generator arbitralny bez zewnętrznego urządzenia sygnałowego.

Tryb nie-sygnałowy pozwala jedynie na testowanie warstwy PHY, co jest zazwyczaj wystarczające podczas weryfikacji produktu. Testy RF można wykonać szybciej w trybie nie-sygnałowym, niż sygnałowym, ale wymagają one oprogramowania bezpośrednio kontrolującego zarówno tester, jak i badane urządzenie.

Tryb testu bezpośredniego dla urządzeń LE

Zazwyczaj testy Bluetooth podczas produkcji są wykonywane w trybie sygnałowym. Zmienił to standard Bluetooth LE. Obowiązkowy tryb testowy Bluetooth używany normalnie do testów Bluetooth Classic podczas produkcji nie jest określony dla standardu Bluetooth LE. Zamiast tego podstawowa specyfikacja standardu bezprzewodowego Bluetooth podaje, że wszystkie badane urządzenia Bluetooth LE muszą obsługiwać tryb testu bezpośredniego (direct test mode, DTM). W trybie DTM badane urządzenie jest sterowane za pomocą określonych komend przesyłanych dedykowanym kanałem komunikacji – podobnie, jak w przypadku trybu nie-sygnałowego. Jeśli urządzenie testowe obsługuje zarówno standardy Bluetooth LE, jak i Bluetooth Classic, połączenie przewodowe wymagane przez Bluetooth LE jest często wykorzystywane również do przeprowadzenia testów Bluetooth Classic.

Komendy sterujące badanym urządzeniem standardu Bluetooth LE zostały podane w specyfikacji testów RF PHY Bluetooth i są takie same dla wszystkich badanych urządzeń. Natomiast komendy sterujące badanymi urządzeniami standardu Bluetooth Classic zależą od producenta, a zatem dla układów różnych dostawców potrzebne będą różne implementacje.

Fot. 7. Tester R&S CMW100 jest przeznaczony do pracy na w pełni automatyzowanych liniach produkcyjnych