802.15.4 非信令测试
802.15.4 非信令测试直接控制设备发射特定信号,无需建立网络连接。它评估发射功率、频谱特性和误码率等性能,以确保设备在物联网应用中的通信质量。
搭建测试环境
射频非信令测试固件环境主要包括电脑、测试仪器、USB-to-UART 转接板、待测设备与屏蔽箱等。
测试环境搭建示意图
电脑 (PC) 通过 USB 与 USB-to-UART 转接板连接,通过网线与测试仪器连接。电脑上需安装 EspRFTestTool 工具包、测试仪器控制软件、以及 USB-to-UART 转接板驱动。
测试仪器 (Tester) 通常为 WT-328/IQXel 综测仪,用于测试待测设备在不同模式下的射频性能。
USB-to-UART 转接板 (USB-to-UART Board) 用于实现电脑和待测设备之间的通信。
待测设备 (DUT) 为基于 ESP32-H2 芯片或模组设计的产品。待测设备通过 UART 与 USB-to-UART 转接板连接,并通过射频连接线与测试仪器连接。待测设备通常放在屏蔽箱中。
屏蔽箱 (Shield Box) 用于隔离外部射频干扰,保证测试环境的稳定性。
备注
待测设备的 CHIP_EN 管脚默认上拉,如果产品设计中未拉高,需要手动将 CHIP_EN 接到 3V3 管脚。
部分串口通信板内部已交换 RXD 和 TXD,无需反接,需根据实际情况调整接线。
ESP32-H2 具有上电自校准功能,待测设备上电测试前需先将射频连接线连接至测试仪器。
传导测试
对于没有板载 PCB 天线的模组,直接将射频连接线焊接至模组的天线馈电点即可(如上述示意图所示)。
对于带有板载 PCB 天线的模组,需将 PCB 天线馈电点后的天线割断,焊接射频连接线,并使射频线的屏蔽金属层充分焊锡后接入模组 GND。GND 焊接点可选择屏蔽盖或 PCB 板材上去除绿油层的 GND 层,且尽量靠近馈电点。
带有板载 PCB 天线的模组焊接射频连接线示意图
烧录固件
打开 EspRFTestTool 工具。
设置
ChipType,COM,BaudRate, 点击Open,打开串口。
备注
BaudRate 设置为 115200
将 ESP32-H2 射频非信令测试固件 通过
UART烧录至Flash。
ESPRFTestTool 工具配置
固件烧录完成后,将 boot 管脚拉高或悬空,芯片掉电重启后进入工作模式。
备注
如使用 Flash 下载工具烧录固件,需要将 ESP32-H2 的烧录地址改为 0x0。
开始测试
Zigbee 发射性能测试
Test Mode:
ZB TX packet:用于发射性能测试;
ZB TX continue:高发包占空比,用于认证测试。
Power Level:设置 Zigbee 发射功率等级,支持 0~15 档测试。
Channel:设置 Zigbee 测试信道。
Payload Length:设置 Payload 长度,支持手动输入,范围 3~127,默认为 127。
点击 start 后在 log 窗口中显示 Zigbee 发射参数说明,参考如下:
ZB TX start: len=127, chan=11, pwr=15, tx_num=0, contin_en=0
表明 Zigbee 发包正常,此时可使用综测仪检测发射性能。
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Zigbee 发射性能测试
Zigbee 接收性能测试
Test Mode:设置为 ZB RX 用于 Zigbee 接收性能测试。
Channel:设置 Zigbee 测试信道。
点击 start 后使用仪器在测试信道发包,完成后点击 stop,在 log 窗口中显示收包信息如下:
RX 1000 1 1 0 0 0 -60058 0 -21398 38679
其中:
第 1 个参数 Res[0] 返回字符串 “RX”。
第 2 个参数 Res[1](10 进制)表示本次测试在对应速率下收到的包的数量。本次测试中,Res[1] 为 1000。
倒数第 4 个参数 Res[7](10 进制)表示本次测试在对应速率下收到的包的 RSSI 总和。本次测试中,Res[7] 为 -60058。
根据上述参数,可计算出:
丢包率 PER = [1-(Res[1]/Sent_Packet_Numbers)]*100%<=1%
每个包的 RSSI = Res[7]/(Res[1])
Zigbee 接收性能测试
附录
本附录主要用于说明 ESP32-H2 802.15.4 的输出目标功率,用于射频调试或测试对照。
功率等级 |
802.15.4 功率 (dBm) |
0 |
-24 |
1 |
-21 |
2 |
-18 |
3 |
-15 |
4 |
-12 |
5 |
-9 |
6 |
-6 |
7 |
-3 |
8 |
0 |
9 |
3 |
10 |
6 |
11 |
9 |
12 |
12 |
13 |
15 |
14 |
18 |
15 |
20 |
