GPS接收器測試
其實有多種方法可量測敏感度。如上表所示,RF 功率與敏感度具有直接相關性。因此,可根據現有的敏感度功率強度,量測接收器的 C/N 比值;亦可根據不同的 RF 功率強度,得出系統敏感度。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/143528.htm為了說明這點,則可注意 RF 訊號功率與 GPS 接收器 C/N 比值,在不同功率強度之下的關系。下方量測作業所套用的激發,即忽略了第一組 LNA 而進行,且接收器的整體噪聲指數約為 8 dB。而表7 顯示相關結果。

如表7 所示,此量測范例的 RF 功率與 C/N 比值,幾乎是呈現完整的線性關系。而若使用高輸入功率模擬 C/N 比值,將產生例外情況;接收器報表將出現可能的最大 C/N 值。然而,因為在任何條件下,進行實驗的芯片組均不會產生超過 54 dB-Hz 的 C/N 值,所以這些結果均屬預期范圍之中。
根據表6中所示 RF 功率與敏感度之間的線性關系,其實僅需針對接收器模擬不同的功率強度,即可進行 GPS 接收器的生產測試作業。若接收器在 -142 dBm 得出 28 dB-Hz 的 C/N 值,則亦可于 -136 dBm 得到 34 dB-Hz 的 C/N 值。若特別注重量測速度,則可使用較高的 C/N 值,再從結果中推斷出敏感度的信息。
找出噪聲指數
又根據等式 13 與 14,搭配相關載噪比 (Carrier-to-noise ratio),則可得出接收器或芯片組的噪聲指數。亦如下方等式 15 所示。

等式 15. 接收器噪聲指數為功率與 C/N 比值所構成的函式。
而由表7 所示,接收器的噪聲指數將直接與 RF 功率強度與載噪比互成比例。根據此關系,我們僅需針對 RF 功率強度與 C/N 進行關聯性,即可量測芯片組的噪聲指數。而此項量測中請注意,應以 0.1 dB 為單位增加產生器的功率。由于 NMEA-183 協議所得到的衛星 C/N 值,是以最接近的小數字為準,因此在量測接收器 C/N 比值時,應估算噪聲指數達 1 位數的精確度。范例結果如圖 18 所示。

如表8 所示,若 RF 功率強度處于 -136.6 dBm ~ -135.7 dBm 之間,則其 C/N 比值將維持于 30 dB-Hz。若以舍入法計算 NMEA-183 的數據時,則幾乎可確定 -136.1 dBm 功率強度將產生 30.0 dB-Hz 的 C/N 比值無誤。透過等式 14,芯片組的噪聲指數則為 -174.0 dBm + -136.1 dBm + 30.0 dB-Hz = 7.9 dB。請注意,此計算是根據 2 組不確定性系數而進行:向量訊號產生器的功率不確定性,還有接收器所產生的 C/N 不確定性。
多組衛星的 GPS 接收器量測
敏感度量測需要單一衛星激發,而有多項接收器量測需要可仿真多組衛星的單一測試激發。更進一步來說,如首次定位時間 (TTFF)、定位精確度,與精確度降低 (Dilution of precision) 的量測作業,均需要接收器進行定位。由于接收器需要至少 4 組衛星進行 3D 定位作業,因此這些量測將較敏感度量測來得耗時。也因此,多項定位量測作業均于檢驗與校準作業中進行,而非生產測試時才執行。
此章節將說明可為接收器提供多組衛星訊號的方法。在討論 GPS 仿真作業時,亦將讓使用者了解 TTFF 與定位精確度量測的執行方法。若是討論 RF 記錄與播放作業,將一并說明應如何在多項環境條件下,校準接收器的效能。
量測首次定位時間 (TTFF) 與定位精確度
首次定位時間 (TTFF) 與定位精確度量測,為設計 GPS 接收器的首要檢驗作業。若您已將多種消費性的 GPS 應用了然于胸,即應知道接收器回傳其實際位置所需的時間,將大幅影響接收器的用途。此外,接收器回報其位置的精確度亦甚為重要。
為了讓接收器可進行定位,則應透過導航訊息 (Navigation message) 下載星歷與年歷信息。由于接收器下載完整 GPS 框架必須耗費 30 秒,因此「冷啟動 (Cold start)」的 TTFF 狀態則需要 30 ~ 60 秒。事實上,多款接收器可指定數種 TTFF 狀態。最常見的為:
評論