為什么物聯(lián)網(wǎng)設備也需要EMI測試？

然而，對于21世紀的人們無時不刻都在使用的手機來說，情況又如何呢？每一種電子設備都有其優(yōu)缺點。如今手機的使用，讓我們可以在任何地點都能夠方便地聯(lián)系朋友、家人和商業(yè)伙伴。但手機也會產(chǎn)生EMI信號，而這還只是問題的開端。手機的發(fā)展已超出了其基本的功能，擁有了更多的智能電話功能。這種EMI噪聲對于周圍設備和電路的干擾是完全不可預知的。手機需要依靠高RF能量工作，所以即使達到了相關要求，也可能成為一個意外的EMI源，從而干擾周圍敏感設備工作。

根據(jù)IEEE規(guī)定，一個物聯(lián)網(wǎng)設備的基本定義可歸納為任何被分配了IP地址、并且能夠通過網(wǎng)絡傳送數(shù)據(jù)的物體。因此物聯(lián)網(wǎng)設備可以是任何東西。事實上，物聯(lián)網(wǎng)設備范圍非常廣泛，從低成本的消費類小物件（比如具有藍牙 功能的5美元鑰匙尋找器），到用于醫(yī)療、制造 、交通運輸和公用事業(yè)的非常先進的復雜傳感器 網(wǎng)絡。大多數(shù)（并不是所有的）物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品都有某種無線功能，對許多設計師來說，RF 元件可能是個絆腳石，一些工程師也不把無線和EMI測試當回事。

因此對物聯(lián)網(wǎng)以及對物聯(lián)網(wǎng)設計師來說意味著什么尚沒有確切的定義。即使IEEE在上面提到的白皮書中也表示定義“很模糊”。開發(fā)藍牙遙控鑰匙的工程師與設計工業(yè)級傳感器或救生醫(yī)療設備的工程師面臨的挑戰(zhàn)是完全不同的。同樣，他們還面臨著完全不同的測試與測量 挑戰(zhàn)。

在物聯(lián)網(wǎng)領域中我們經(jīng)常聽到的一個問題是射頻測試是否有必要做。對于許多低端項目而言，測試經(jīng)常被認為是低優(yōu)先級的，因為設計師采用了預先經(jīng)過認證的無線模塊，并且交貨期緊，需要滿足很短的上市時間要求。能夠完成測試任務的測試設備成本也是一個重要因素。新創(chuàng)企業(yè)或小微企業(yè)一般也沒有財力去購買矢量信號分析儀或頻譜分析儀。

另外一個障礙是缺少專業(yè)知識去做射頻測試，從而催生出一些有趣的變通方法。

我最近碰到一個開發(fā)團隊，他們要在航空粉塵計數(shù)器中集成WLAN功能。他們選用了一種經(jīng)過預先認證的WLAN模塊，整個項目看起來幾乎就是一個軟件項目。當軟件快要完成時，他們所做的測試就是看看計數(shù)器與從店里買來的Wi-Fi 路由器在不同距離時的Wi-Fi速度。也許用這種方式能夠了解到某些性能，但與真正的表征和優(yōu)化有著很大的差距。

如上例所述的那樣，你可以將無線模塊集成進新的或現(xiàn)有的設計中來實現(xiàn)還過得去的功能。對于廉價的消費級產(chǎn)品來說，這種方法是行得通的——如果你缺乏射頻專業(yè)知識和測試設備的話這種方法更是合適了。這種方法假設所有事情都按預設的進行，與供應商的聲明并無二致。

在實際的電子工程領域中事情都是這樣演進的嗎？

這種隨意性的測試方法并不適合工業(yè)級或醫(yī)療設備，特別是涉及關鍵任務/生命或者需要安裝在遠程或難以接觸的地方的設備。在這種情況下必須做徹底全面的測試。

在測試和提高可靠性與性能之間有很強的關系，即使是使用預先認證過的元件也是這樣，因為在這些元件集成進最終產(chǎn)品之后其射頻環(huán)境會有很大的變化。使用預先認證的模塊加上定制天線可能無法提供最佳的功率傳送，不過使用矢量網(wǎng)絡分析儀優(yōu)化后會有明顯改進。測量和優(yōu)化直流電源效率對可穿戴設備和其它電池 供電設備來說是關鍵。

測試還有助于你深入發(fā)現(xiàn)問題，并讓基本功能正常工作。最近我遇到的一家公司遇到了藍牙配對問題，嘗試了好幾種價值不菲的測試設備去測試收發(fā)器 。最后在一位朋友的提醒下使用一款USB 頻譜分析儀捕捉到了空中數(shù)據(jù)。借助分析軟件解調(diào)空中傳送的這些數(shù)據(jù)包，他們很快找到了問題的根源。

使用預先認證的射頻模塊，并不會免除對電磁干擾/電磁兼容標準的一致性測試要求。許多物聯(lián)網(wǎng)設計團隊認為EMI測試只是一種形式。遺憾的是，這種假設基本不成立：EMI測試費用和重復的電路板 返工會使成本快速上升。

最近據(jù)一家中國測試公司透露，他們測試過的產(chǎn)品中90%都沒有通過第一次測試。鑒于EMI的一致性測試費用從5000到50000美元不等，因此建議預先做一致性測試是絕對合理的。

圖：在將產(chǎn)品帶到測試實驗室之前，預先做一致性電磁干擾測試可以節(jié)省時間和金錢，還能解決棘手的問題。

物聯(lián)網(wǎng)設備的興起正在改變射頻測試格局。測試通常要么執(zhí)行的很快，要么就通不過。遺憾的是，那些沒通過的產(chǎn)品可能很難最終滿足標準要求。對于測試與測量行業(yè)的人來說，他們認為需要集中于提供功能更強、成本更低的儀器，并且能夠處理諸如評估無線模塊、基本調(diào)試、性能優(yōu)化和電磁干擾預先一致性測試等項目。他們還需要繼續(xù)提高可用性，使得即便是射頻新手也能獲得有價值的信息。EMI預先一致性測試和RF標準一致性測試需要實現(xiàn)自動化，并做到有矩可循。

事實上，在設計和測試物聯(lián)網(wǎng)上還有著 5 大挑戰(zhàn)！

在越來越密集的射頻環(huán)境中，確保物聯(lián)網(wǎng)設計正常運行也越來越有挑戰(zhàn)性。每時每刻都有無數(shù)的工業(yè)、醫(yī)療和其他關鍵任務型物聯(lián)網(wǎng)應用進入物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)。??

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