CN101174907B - 一种射频单板的测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种射频单板的测试装置，包括接口适配单元，与被测单板连接，选择合适的信号适配方式；射频信号源单元，与接口适配单元连接，向被测单板提供射频信号；射频信号检测单元，与接口适配单元连接，检测被测单板输出的射频信号；辅助检测单元，与接口适配单元连接，为被测单板提供工作电源，并检测被测单板的工作电流；主控单元，与射频信号源单元、射频信号检测单元和辅助检测单元分别连接，配置测试环境，控制射频信号源单元向被测单板输入射频信号，控制射频信号检测单元测试被测单板输出的射频信号的频率和功率，判断测试结果以决定被测单板是否有故障。该测试装置的优点在于投入开发成本低，易于实现，整体利用率高。

Description

一种射频单板的测试装置

技术领域

本发明涉及通讯设备的测试装置领域，具体地说，本发明涉及一种射频单板的测试装置。

背景技术

随着通讯技术的迅速发展，无线通讯业务在电信运营业中所占的地位越来越重要，无线通讯系统设备也越来越多地被电信运营企业采购和装备。为保证无线通讯系统设备的正常运行，电信设备制造商在将这些通讯设备提供给电信运营商之前，需要对生产出来的单板质量进行检测，将生产制造过程中有问题的单板筛选出来，因此在生产制造过程中需要提供有效的测试手段来保证用于最终组装系统的各组成单板的生产质量。

对无线通讯系统设备的重要组成单板射频类单板的生产测试，在现有技术中，一般有几种测试设备和测试方法，下面对其分别进行阐述。

目前，最常用的测试装置是采用传统测试仪器如示波器、万用表等，对上电状态下被测射频单板上器件管脚或设计中预留的测试点进行测量，通过测试到的信号波形或测量值对比设计指标来判断单板运行情况。另一种常用测试方法是采用在线测试设备配合专用单板测试夹具来进行测量。上述方式所采用的测试装置操作简单，成本相对较低，但在测试效果方面有明显缺陷。由于射频单板电路设计的特殊性，射频单板电路一般为静电敏感、高频、小信号、非线性设计，采用上述测试方法，对普通器件是否短路、开路基本可检出，但对于射频器件的指标和单板射频通路的指标好坏是无法判断的，也就无法对射频单板的好坏进行更有效的检测。

更有效的测试方法，也是业界目前比较常用的方法是采用专用测试夹具配备专用的射频测试仪器例如专用信号源、频谱仪、射频功率计等来搭建测试环境，对单板的各项指标进行详细测试。对于采用专用射频测试仪器来对射频单板实施生产测试，具体的实施方法有两种：一种是搭建好被测射频单板的仪表调测环境，采用人工操作各种射频测试仪器的方法来实现被测单板的测试。人工操作各种射频测试仪器的测试方法操作灵活，测试项目完全，但其缺点也是明显的：一方面专用仪表成本昂贵、维护复杂，另一方面因为采用手工操作，测试效率低下，出错几率较大，且对操作人员的技术素质有较高要求。另一种方法是采用软件程序控制仪表调测环境，将各种射频测试仪器的配置实现自动化，从而实现被测单板的自动测试。在公开号为CN1399138A的中国发明专利中提供了一种基于GPIB总线技术的射频部件自动测试系统，采用通用仪器提供的GPIB接口控制接口实现对仪表的遥控，从而实现测试的自动化。这种测试系统相比较人工测试系统虽然能够减少人工干预、提高测试效率，但每套系统都需要价格昂贵的高频仪表，对仪表的整体利用率不高，测试维护费用很高。

对射频单板批量生产来说，测试目的是为了过滤有故障的单板(例如：单板焊接有短路、开路、贴错芯片、芯片损坏等故障)，这些故障绝大多数都可导致单板的工作电流、增益、输出功率等基本指标远离正常值。而按照目前所使用的方法，将昂贵的仪表用于检测类似这些单板故障是非常不划算的，存在高投入、低产出的弊端。

发明内容

本发明的目的是为解决以上问题，而提供一种低成本的射频单板的测试装置，其可用来对移动通讯系统中射频子系统组成单板进行生产测试，该生产测试装置不需要专用射频测试仪器便能够对被测射频单板的物理通路进行故障定位，通过设计简单的信号源、功率计完全可以对单板的工作电流、增益、输出功率等指标进行检测，过滤出绝大多数的故障板，这样做将只有少量故障板流入后续工序采用专用仪表检测，不仅从整体上大大降低了测试成本，而且测试系统组成简单。

本发明提供的一种射频单板的测试装置，包括接口适配单元，与被测单板连接，根据被测单板的接口类型和测试点类型选择合适的信号适配方式；射频信号源单元，与上述接口适配单元连接，通过上述接口适配单元向被测单板提供射频信号，该射频信号的频率和功率可在一定范围内设置，功率、频率精度、步进、谐波抑制等指标需满足被测单板测试需要；射频信号检测单元，与上述接口适配单元连接，检测被测单板通过上述接口适配单元输出的射频信号，其检测精度需要满足测试要求；辅助检测单元，与上述接口适配单元连接，通过上述接口适配单元为被测单板提供工作电源，并检测被测单板的工作电流；主控单元，与上述射频信号源单元、射频信号检测单元和辅助检测单元分别连接，控制该射频信号源单元、射频信号检测单元及辅助检测单元配置被测单板所需的测试环境，并且控制射频信号源单元向被测单板输入射频信号，控制射频信号检测单元测试被测单板输出的射频信号的频率和功率等，判断测试结果以决定被测单板是否有故障。

其中，上述主控单元还至少包括测试流程控制模块，其中测试流程通过软件实现；与上述测试流程控制模块连接的通讯模块，以及与通讯模块连接的通讯口，主控单元通过上述通讯口与射频信号源单元、射频信号检测单元和辅助检测单元通讯。主控单元可以是计算机(PC)或专用测试平台(如：基于CPCI总线的测试平台)，相应的通讯方式可采用RS232、SPI等串行接口或CPCI总线，测试流程由运行于PC或测试平台上的软件实现，该软件可根据测试需要定制。主控单元还可以提供用户交互界面，进行测试结果报表和数据远程录入数据库的操作。

上述射频信号源单元至少包括与上述主控单元连接的控制模块，其可以采用单片机小系统或其他小系统配合逻辑芯片实现，用于控制射频电路，并与主控单元通讯；与控制模块连接的频率合成模块，其可以是锁相环电路或数字频率合成器件，用于提供所需频率的射频信号；与控制模块连接的增益控制模块，其至少包括射频放大电路和衰减电路，用于处理频率合成模块输出的射频信号，实现对射频信号的指标要求；与增益控制模块连接的射频通路模块，其至少包括滤波器电路，用于对输出的射频信号进行滤波处理；与射频通路模块和接口适配单元连接的射频输出接口模块，其至少包括输出匹配电路和接口连接器，用于对射频信号进行匹配处理并提供输出射频信号的对外接口。上述射频信号源单元可以由多种频段的模块组成，根据被测单板的频段选择不同模块进行组合。

上述射频信号检测单元至少包括射频输入接口模块，其至少包括输入匹配电路和接口连接器，与上述接口适配单元连接，用于接收被测单板的输出信号；射频通路模块，至少包括射频放大电路，衰减电路，滤波和匹配电路，与上述射频输入接口模块连接，用于设置检测的动态范围，实现对输入的射频信号的动态范围的检测指标要求；频率检测模块，至少包括逻辑芯片和外部处理电路，与射频通路模块连接，检测输入的射频信号的频率；功率检测模块，其至少包括专用功率检测芯片和模数转换器(Analog-to-digital Converter，以下简称ADC)，与射频通路模块连接，检测输入的射频信号的功率；控制模块，分别与频率检测模块、功率检测模块和上述主控单元连接，可以采用单片机小系统配合逻辑芯片实现，用于控制射频电路可控部件读取上述检测值，以及与主控单元的通讯。

上述辅助信号检测单元至少包括电源模块，通过接口适配单元与被测单板连接，分别为本单元和被测单板提供工作电源，为保证结果的准确性，上述两个单元的工作电源要区分；电流检测模块，检测被测单板的工作电流；控制模块，分别与电源模块和电流检测模块连接，控制被测单板上电、读取电流检测结果，并与主控单元通讯。辅助检测单元单元还可以包括监控信号测试模块，在被测单板有监控接口的情况下与被测单板的监控接口连接，测试被测单板的监控信号。

上述接口适配单元采用的信号根据被测单板接口类型选择其他符合要求的结构形式，其适配方式可以是专用测试夹具(采用射频测试探针)或测试快插器件。

上述被测单板上具有射频插座和普通插座，用于信号的输入输出。

本发明提供的射频单板的测试装置的优点在于，其主要组成单元都可参考本技术领域内的成熟设计电路实现，因此组成简单，投入开发成本低，易于实现，有利于降低测试设备的投入成本。同时，采用本发明的测试装置，可以方便、快速、有效地对被测单板进行频率、功率、增益测试，整体利用率高，适合于对大批量加工的射频单板进行生产测试。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。对于所属技术领域的技术人员而言，从对本发明的详细说明中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的射频单板的测试装置的整体框图。

图2为本发明一较佳实施例的被测单板所包括的接口信号的示意图。

图3为本发明一较佳实施例的射频信号源单元的结构图。

图4为本发明一较佳实施例的射频信号检测单元的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明所述的射频单板的测试装置作进一步的详细说明。

本发明所述的一种射频单板的测试装置包括主控单元、射频信号源单元、射频信号检测单元、辅助检测单元、接口适配单元。

图1表示本发明一较佳实施例的由以上各单元组成的射频单板的测试装置，并示出了被测单板与装置各组成单元之间的信号流向。主控单元101与射频信号源单元102、射频信号检测单元103、辅助检测单元104之间通过通讯接口交互测试命令和测试结果信息。主控单元101的实现形式可以很灵活，采用一般的PC机、专用测试平台(如：基于CPCI总线的测试平台)或其它形式实现控制，通讯接口则可采用RS232、SPI等常见通讯接口形式，采用基于CPCI平台模块形式，则其他各单元可通过CPCI总线与主控单元101通讯。主控单元101除基本功能外，还可以根据测试现场的实际情况，提供所需用户交互界面，以及其他扩展功能，比如测试结果报表，数据远程录入数据库等，从而可在需要时对测试数据进行分析，形成单板测试故障分析平台，给单板的生产加工、测试提供可参考的历史数据信息。

射频信号源单元102根据主控单元101的指令，提供被测单板所需射频输入信号。根据被测单板测试所需信号频段，射频信号源单元102可分为多个模块，在不同的测试系统中组合使用。射频信号检测单元103根据主控单元101的指令，接收被测单板输出的射频信号，通过频率检测模块和功率检测模块获取射频信号频率值和功率值，并上报给主控单元101。辅助检测单元104根据主控单元101的指令，给被测单板上电，同时检测被测单板的工作电流，将检测结果上报给主控单元101，并在测试过程中根据指令对被测单板监控接口信号进行测试，将测试结果上报给主控单元101。

图2表示被测单板与测试装备的接口，包括射频输入信号、射频输出信号、电源信号和监控接口信号。通常单板上以各种形式的射频插座(如SMA插座、MCX插座等)、普通插座提供信号的接入接出。接口适配单元105根据被测单板的接口类型以及提供的测试点类型，采用合适的信号适配方式，比如可采用射频测试针、测试快插器件等方式。

图3表示本发明一较佳实施例的射频信号源单元。其中控制模块301实现对整个单元的可控器件的控制，以及单元与外部的通讯功能，可采用成熟的单片机小系统或其他小系统配合逻辑芯片实现；频率合成模块302提供所需频率的射频信号，可采用锁相环电路或数字频率合成器件实现，具体频率值由控制模块301通过频率合成模块302的配置接口进行设置；增益控制模块303对频率合成模块302输出信号的幅度进行处理，通常由射频放大电路和衰减电路组成，具体幅度值由控制模块301通过衰减电路的控制接口进行控制；射频通路模块304则由滤波电路和通路上的匹配电路组成，实现输出信号的滤波处理；射频输出接口模块305主要由输出匹配电路和接口连接器组成，实现与外部电路的连接。

图4表示本发明一较佳实施例的射频信号检测单元。其中控制模块401实现对整个单元的可控器件的控制，以及单元与外部的通讯功能，可采用成熟的单片机小系统或其他小系统配合逻辑芯片实现；频率检测模块402可采用逻辑芯片和外部处理电路实现，外部处理电路实现对射频信号的电平转换，逻辑芯片实现对信号频率的检测；功率检测模块403可采用比较成熟的专用功率检测芯片作为核心部件，另外通过ADC将检测结果转为控制模块可以读取的数据；射频通路模块404可由射频放大电路、衰减电路、滤波和匹配电路组成，从而提供较宽范围的检测动态范围；射频输入接口模块405主要由输入匹配电路和接口连接器组成，实现与外部电路的连接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换的，均应涵盖在本发明的权利要求的保护范围当中。

Claims (13)

1.一种射频单板的测试装置，其特征在于，包括：

接口适配单元，与被测单板连接，根据被测单板的接口类型和测试点类型选择合适的信号适配方式；

射频信号源单元，与上述接口适配单元连接，通过上述接口适配单元向被测单板提供射频信号；

射频信号检测单元，与上述接口适配单元连接，检测被测单板通过上述接口适配单元输出的射频信号；

辅助检测单元，与上述接口适配单元连接，通过上述接口适配单元为被测单板提供工作电源，并检测被测单板的工作电流；

主控单元，与上述射频信号源单元、射频信号检测单元和辅助检测单元分别连接，控制所述射频信号源单元、射频信号检测单元及辅助检测单元配置测试环境，并且控制射频信号源单元向被测单板输入射频信号，控制射频信号检测单元测试被测单板输出的射频信号的频率和功率，判断测试结果以决定被测单板是否有故障。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于：

上述主控单元还至少包括测试流程控制模块，其中测试流程通过软件实现；与上述测试流程控制模块连接的通讯模块，以及与通讯模块连接的通讯口，主控单元通过上述通讯口与射频信号源单元、射频信号检测单元和辅助检测单元通讯。

3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于：

上述主控单元可为计算机或专用测试平台，上述通讯口可为SPI接口或RS232接口或采用CPCI总线与所述单元进行通讯。

4.根据权利要求2或3所述的测试装置，其特征在于：上述主控单元还提供用户交互界面，进行测试结果报表和数据远程录入数据库的操作。

5.根据权利要求1或2所述的测试装置，其特征在于：

上述射频信号源单元至少包括与上述主控单元连接的控制模块，用于控制射频电路，并与主控单元通讯；与控制模块连接的频率合成模块，提供所需频率的射频信号；与控制模块连接的增益控制模块，处理频率合成模块输出的射频信号；与增益控制模块连接的射频通路模块，用于对输出的射频信号进行滤波处理；与射频通路模块和接口适配单元连接的射频输出接口模块，对射频信号进行常规处理并发送输出的射频信号。

6.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于：上述射频信号源单元由多种频段的模块组成，根据被测单板的频段选择组合上述模块。

7.根据权利要求6所述的测试装置，其特征在于：在上述射频信号源单元中，上述控制模块可采用单片机小系统或其它小系统配合逻辑芯片实现；上述频率合成模块采用锁相环电路或数字频率合成器件实现；上述增益控制模块至少包括射频放大电路和衰减电路；上述射频通路模块至少包括射频滤波器电路；上述射频输出接口模块至少包括输出匹配电路和接口连接器。

8.根据权利要求1或2所述的测试装置，其特征在于：

上述射频信号检测单元至少包括射频输入接口模块，与上述接口适配单元连接，接收被测单板输入的射频信号；射频通路模块，与上述射频输入接口模块连接，设置检测的动态范围；频率检测模块，与射频通路模块连接，检测输入的射频信号的频率；功率检测模块，与射频通路模块连接，检测输入的射频信号的功率；控制模块，分别与频率检测模块、功率检测模块和上述主控单元连接，用于控制射频电路读取和转换上述检测值，以及与主控单元的通讯。

9.根据权利要求8所述的测试装置，其特征在于：在上述射频信号检测单元中，上述射频输入接口模块至少包括输入匹配电路和接口连接器；上述射频通路模块至少包括射频放大电路，衰减电路，滤波和匹配电路；上述频率检测模块采用逻辑芯片和外部处理电路实现，其中逻辑芯片检测射频信号频率，外部处理电路对射频信号进行电平转换；上述功率检测模块至少包括专用功率检测芯片和模数转换器，其中模数转换器将控制结果转化为控制模块可读取的数据；上述控制模块采用单片机小系统或其它小系统配合逻辑芯片实现。

10.根据权利要求1或2所述的测试装置，其特征在于：

上述辅助信号检测单元至少包括电源模块，通过接口适配单元与被测单板连接，分别为本单元和被测单板提供工作电源；电流检测模块，检测被测单板的工作电流；控制模块，分别与电源模块和电流检测模块连接，控制被测单板的上电、读取电流检测结果，并与主控单元通讯。

11.根据权利要求10所述的测试装置，其特征在于：上述辅助检测单元单元还包括监控信号测试模块，与被测单板的监控接口连接，测试被测单板的监控信号。

12.根据权利要求1或2所述的测试装置，其特征在于：上述接口适配单元采用的信号适配方式可包括测试夹具、射频测试针和测试快插器件。

13.根据权利要求1或2所述的测试装置，其特征在于：上述被测单板上具有射频插座和普通插座，用于信号的输入输出。

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