物聯(lián)網(wǎng)（IoT）通過將傳感器、設(shè)備、機器等通過無線通信技術(shù)連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集、傳輸與管理，深刻改變了人們的生活與生產(chǎn)方式。在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)里，無線通信的穩(wěn)定性、可靠性直接影響整個系統(tǒng)的性能。信號發(fā)生器作為一種能提供各種頻率、波形和輸出電平電信號的設(shè)備，在物聯(lián)網(wǎng)無線通信測試環(huán)節(jié)至關(guān)重要。它不僅為測試提供精準的信號源，模擬復(fù)雜的通信環(huán)境，助力研發(fā)人員評估設(shè)備在不同場景下的性能，還能有效提升測試效率，降低研發(fā)成本，推動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展與廣泛應(yīng)用。
物聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)與測試需求

常用無線通信技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域應(yīng)用的無線通信技術(shù)種類繁多，各有特點與適用場景。低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)，如 NB - IoT 和 LoRa，具有低功耗、廣覆蓋的特性，適用于對功耗要求高、通信速率低的場景，如智能抄表、環(huán)境監(jiān)測等；短距離無線通信技術(shù)，像 Wi - Fi、藍牙和 ZigBee，傳輸速率相對較高、延遲低，常用于智能家居、工業(yè)控制等場景。不同的通信技術(shù)有著不同的通信協(xié)議、頻段、調(diào)制方式和傳輸特性，這對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的兼容性和穩(wěn)定性提出了極高的要求。
測試需求
為確保物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定、可靠地運行，需對其進行多方面測試。無線通信標準測試必不可少，需驗證設(shè)備是否符合相應(yīng)通信標準，如 Wi - Fi 需遵循 IEEE 802.11 系列標準，藍牙要符合藍牙技術(shù)聯(lián)盟制定的規(guī)范，以保證設(shè)備間的互聯(lián)互通；在實際使用中，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備會受到各種電磁干擾，因此干擾測試能檢驗設(shè)備在復(fù)雜電磁環(huán)境中的抗干擾能力；此外，對設(shè)備在不同信號強度、頻率、調(diào)制方式下的通信性能測試，以及加密和解密測試，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，同樣不可或缺?br /> 信號發(fā)生器的類型與功能
類型
信號發(fā)生器類型豐富，常見的有函數(shù)信號發(fā)生器、射頻信號發(fā)生器和矢量信號發(fā)生器。函數(shù)信號發(fā)生器可產(chǎn)生多種標準波形，如正弦波、方波、三角波等，常用于基礎(chǔ)電路測試和教學(xué)實驗；射頻信號發(fā)生器主要用于產(chǎn)生射頻信號，頻率范圍較寬，可滿足不同頻段的測試需求；矢量信號發(fā)生器不僅能產(chǎn)生各種復(fù)雜的調(diào)制信號，還能精確控制信號的幅度、相位和頻率，適用于對信號質(zhì)量和調(diào)制精度要求較高的場景，在物聯(lián)網(wǎng)無線通信測試中應(yīng)用廣泛。
功能
模擬信號生成是信號發(fā)生器的基本功能之一，能夠產(chǎn)生模擬音頻、視頻信號，以及模擬在實際環(huán)境中可能出現(xiàn)的干擾信號、噪聲信號等，對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進行全面測試。在測試物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的抗干擾能力時，可通過信號發(fā)生器生成特定頻率和強度的干擾信號，觀察設(shè)備的通信性能變化。信號發(fā)生器可模擬各種無線通信信號，為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供符合不同通信標準的測試環(huán)境，驗證設(shè)備對不同通信協(xié)議的支持情況。此外，其還能模擬加密和解密過程，測試物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在數(shù)據(jù)安全方面的性能，確保設(shè)備在傳輸敏感數(shù)據(jù)時的安全性。
信號發(fā)生器在物聯(lián)網(wǎng)無線通信測試中的具體應(yīng)用
無線通信標準測試
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需滿足多種無線通信標準，信號發(fā)生器可模擬這些標準信號，對設(shè)備進行兼容性和穩(wěn)定性測試。以 Wi - Fi 設(shè)備為例，信號發(fā)生器能生成符合 IEEE 802.11 系列標準的信號，設(shè)置不同的信道、帶寬、調(diào)制方式等參數(shù)，測試設(shè)備在不同條件下的連接能力、傳輸速率和丟包率等指標，確保設(shè)備滿足相應(yīng)標準要求。對于藍牙設(shè)備，信號發(fā)生器可模擬藍牙通信過程中的各種信號，驗證設(shè)備在配對、連接、數(shù)據(jù)傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)的性能。
干擾測試
實際應(yīng)用中，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備易受其他電子設(shè)備或環(huán)境因素的電磁干擾，影響通信質(zhì)量。信號發(fā)生器可人為產(chǎn)生各種干擾信號，如窄帶干擾、寬帶干擾、脈沖干擾等，模擬復(fù)雜的電磁環(huán)境，測試設(shè)備的抗干擾能力和信號恢復(fù)能力。在測試智能家居設(shè)備時，通過信號發(fā)生器在設(shè)備周圍產(chǎn)生干擾信號，觀察設(shè)備是否能正常工作，是否能在干擾消除后迅速恢復(fù)通信。這樣的測試有助于研發(fā)人員發(fā)現(xiàn)設(shè)備在抗干擾方面的問題，優(yōu)化設(shè)備設(shè)計，提高設(shè)備在復(fù)雜環(huán)境中的可靠性。
模擬信號測試
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在工作時會遇到各種模擬信號，信號發(fā)生器可創(chuàng)建具有不同幅度、頻率和相位的模擬信號，模擬設(shè)備在真實世界中可能遇到的挑戰(zhàn)，如干擾、信號衰減和噪聲等。在測試環(huán)境監(jiān)測設(shè)備時，通過信號發(fā)生器模擬不同強度的環(huán)境信號，測試設(shè)備對信號的采集和處理能力，幫助工程師評估設(shè)備性能，對其進行相應(yīng)調(diào)優(yōu)，確保設(shè)備在實際環(huán)境中能準確采集和傳輸數(shù)據(jù)。
數(shù)字信號測試
許多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備依賴數(shù)字通信協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸，信號發(fā)生器可生成特定的數(shù)字信號序列，驗證設(shè)備的數(shù)據(jù)處理和傳輸能力。通過發(fā)送高速數(shù)據(jù)流，檢測設(shè)備在處理數(shù)據(jù)時的穩(wěn)定性和準確性，如是否會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、錯誤等情況。在測試智能電表時，信號發(fā)生器可模擬電表與數(shù)據(jù)采集中心之間的數(shù)字通信過程，測試電表的數(shù)據(jù)傳輸精度和可靠性。
自動化測試集成
隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量的增加，手動測試效率低、誤差大的問題愈發(fā)突出。信號發(fā)生器可與自動化測試平臺集成，實現(xiàn)測試過程的自動化和智能化。自動化測試平臺可根據(jù)預(yù)設(shè)的測試方案，控制信號發(fā)生器生成各種測試信號，并自動采集和分析測試數(shù)據(jù)，生成測試報告。這不僅提高了測試效率和準確性，還降低了測試成本，減少了人為因素對測試結(jié)果的影響。在大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備生產(chǎn)過程中，自動化測試系統(tǒng)可快速對設(shè)備進行全面測試，確保產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。
應(yīng)用案例
5293A 物聯(lián)網(wǎng)信號發(fā)生器在物聯(lián)網(wǎng)模組測試中的應(yīng)用
5293A 物聯(lián)網(wǎng)信號發(fā)生器頻率范圍覆蓋 100kHz～6GHz，支持多種通信標準信號和數(shù)字調(diào)制格式。其可與 5292A 物聯(lián)網(wǎng)信號分析儀組成物聯(lián)網(wǎng)模組測試系統(tǒng)，對物聯(lián)網(wǎng)模組進行射頻測試和業(yè)務(wù)測試。在測試 WiFi、藍牙和 NB - IoT 模組時，5293A 生成相應(yīng)的信號，5292A 對模組的接收和發(fā)射信號進行分析，檢測模組的射頻性能和通信功能是否正常，有效提高了物聯(lián)網(wǎng)模組的研發(fā)和生產(chǎn)效率。
是德科技 M9484C VXG 微波信號發(fā)生器在 5G 測試中的應(yīng)用
是德科技 M9484C VXG 微波信號發(fā)生器頻率高達 54GHz，射頻帶寬高達 5GHz，具有完善的實時信號處理能力。在 5G 基站性能一致性測試中，該信號發(fā)生器可仿真 MIMO 衰落及 AWGN，降低測試復(fù)雜程度和測量不確定度，幫助工程師更簡單、準確地配置多信道測試系統(tǒng)和信道仿真，為 5G 技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用提供了有力支持。
信號發(fā)生器的選擇與使用要點
選擇要點
在選擇信號發(fā)生器時，需考慮頻率范圍、信號類型、調(diào)制能力、精度和穩(wěn)定性等因素。信號發(fā)生器的頻率范圍應(yīng)能覆蓋物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備工作的所有頻率；要能生成模擬、數(shù)字、無線等所需類型的信號；具備實現(xiàn)復(fù)雜調(diào)制方案的能力，以適應(yīng)不同測試需求；高精度和高穩(wěn)定性的信號發(fā)生器可確保測試結(jié)果的可靠性。此外，還需根據(jù)預(yù)算、體積、便攜性等實際需求進行綜合考慮。
使用要點
在使用信號發(fā)生器進行測試時，需正確設(shè)置參數(shù)，確保信號的準確性和穩(wěn)定性。在進行無線通信標準測試時，要根據(jù)測試標準設(shè)置信號的頻率、帶寬、調(diào)制方式等參數(shù)；在進行干擾測試時，要合理設(shè)置干擾信號的強度和頻率。同時，要注意信號發(fā)生器與其他測試設(shè)備的連接和協(xié)同工作，避免因連接不當(dāng)或設(shè)備不兼容導(dǎo)致測試結(jié)果不準確。此外，定期對信號發(fā)生器進行校準和維護，也是保證其性能穩(wěn)定的重要措施。

信號發(fā)生器作為物聯(lián)網(wǎng)無線通信測試的關(guān)鍵工具，在模擬信號生成、無線通信標準測試、干擾測試等方面發(fā)揮著重要作用。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的性能要求越來越高，信號發(fā)生器也將不斷升級和創(chuàng)新，以滿足日益復(fù)雜的測試需求。未來，信號發(fā)生器將朝著更高頻率、更寬帶寬、更精確控制和更智能化的方向發(fā)展，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的持續(xù)進步提供更強大的支持，推動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)邁向新的高度。

審核編輯 黃宇