浅析功率谱密度测试

    无线通信产品在其的工作频段中，每单位频点所携带的能量（功率）我们称为功率谱密度（power spectral density, PSD）。一般来说这个能量是不固定的，会随着产品带宽的不同功率也就不同，在各国针对无线产品的标准中对功率谱密度都有一定的限制值。因此功率谱密度测试在射频测试中是个基础测试项目。
    功率谱密度测试一般仅限于非跳频模式下的产品，最典型的产品就是WIFI产品。在美国FCC标准Part15C（e）与2012年新出的FCC标准558074中都有相应的要求。其基本测试方法是一致的，不同之处主要在于参数的设置有所差异。另外欧洲标准EN300 328中也有针对功率谱密度的测试要求。两个标准不同不同之处是功率谱密度最大限制值在欧标中为不超过10dBm，而在美标Part15C（e）中功率谱密度最大限制不能超过8dBm。
    下图1是标准Part15C（e）测试WIFI的一个结果，从图上我们可以清楚的看到被测产品功率谱密度的大小。
    图1就是WIFI产品的PSD测试结果


                                  图1

    具体测试流程如下：
    1，首先我们要在屏蔽室中搭建测试系统，所用到的测试设备包括了频谱仪、衰减器（将功率衰减大的一端接到频谱仪器上，防止功率过大而烧坏频谱仪）如图2。

   图2

    2，通过软件将被测EUT进入测试模式，使得EUT能够控制自动长发模式，从而能控制WIFI的功率、信道，如果通信不畅建议检查测试软件设置参数是否正确。
    3，进入频谱仪的frequency center选件中设置要测试的中心频率，然后进入BW选件中设置RBW与VBW，这里将RBW、VBW设置为100KHz（标准规定RBW≥VBW）。
    4，设置Span的宽度为1.5MHz。需要注意的是所设置的Span为占用带宽的5-30%，所以我门必须在测试完6dBm占用带宽（WIFI的占用高带宽为6dBm占用带宽）后然后设置PSD的Span。
    5，进入频谱仪offset选项设置补偿值（Cable线的路径损耗），最后进入max hold选项peak一个最大点，这一点就是要取的功率谱密度值。
    针对2012年新推出的FCC标准558074中,我们可以在下图3中的结果看出不同。
  
             图3

    其测试流程如下：
    1，我门测试的时候同样要在屏蔽室中搭建测试环境（如图2），唯一不同的是频谱仪的参数设置不同。
    2，通过软件控制，使EUT进入测试模式，然后控制EUT的最大功率发射与信道控制。
    3，同样进入频谱仪的frequency center选件中设置要测试的中心频率，然后进入BW选件中设置RBW与VBW， 看图3的设置RBW=100KHz、VBW=300KHz。在这里2012年新出的FCC标准558074特别指出了RBW=100KHz、VBW≥300KHz。
    4，设置Span的宽度，Span的宽度应为占用带宽5-30%之间。
    5，进入频谱仪offset选项设置补偿值（Cable线的路径损耗），然后进入Trace选项，最后max hold标出最大点。

    以上的两个测试我们可以清楚的看出，两个标准的测试方法一摸一样，不同的就是RBW与VBW的设置。 但从结果可以看出测出的图形完全不同，PSD的值也完全不一样，中间相差有几个dB，所以我们不能把这两种方法相互替代。
    虽然Part 15c（e）的测试方法与2012年新出的FCC标准558074测试方法相同，但是结果会完全不一样，不能混为一谈，否则所测的结果会相差很远。
    在这里我们结合ITL实验室（I-test laboratory）人员的实际测试经验，概要的介绍了射频测试中所常见的占用带宽测试。如需了解更多的射频测试信息，可联系就近的ITL相关人员。