CN101949999B - 用于发送和接收信号的电路的运行测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发送-接收电路的测试方法。这个发送-接收电路包括连接到处理单元的天线，所述处理单元用于接收信号并转换信号的频率。所述发送-接收电路还包括连接到所述天线并且用于发送传输信号的功率放大器。所述发送-接收电路还包括测试模块。其特征在于，该方法包括的步骤为：a)将所述测试模块电气连接到所述发送-接收电路的处理单元；b)使用所述测试模块，在第一运行模式下测试所述发送-接收电路的运行，所述第一运行模式可以是数据发送模式或数据接收模式；c)使用所述测试模块，在第二运行模式下测试所述发送-接收电路的运行，所述第二运行模式可以是数据接收模式或数据发送模式；以及d)将所述测试模块从所述处理单元电气地断开。
Description
技术领域
本发明一般涉及一种发送-接收电路的测试方法。该发送-接收电路包括天线，连接到用于接收信号并转换信号频率的处理单元。该发送-接收电路还包括连接到所述天线且用于发送传输信号的功率放大器。该发送-接收电路进一步包括测试模块。
背景技术
现有技术中存在已知的发送-接收电路的测试过程。这些测试过程的目标是，在制造过程的某些步骤后以及制造过程的结尾，检查仍设置在其硅片或晶片上的电路是否正确地工作以及所声称的特性是否实际存在。为达到这一点，电路因此要从生产线移出并置入测试设备中。于是，安排电极使得电极与电路的接触端点接触。然后，通过电极将多种电信号施加到所述电路，启动发送-接收电路并因此测试其特性。
这些过程的一个缺点是它们很昂贵。实际上，产生这种缺点的事实是，在晶片上测试电路的现有设备既被用来检查电路是否工作，又被用来检查发送-接收电路的内在特性是否符合理论。为达到这一点，因此需要有能够测试所有特性的通用设备。这种通用性意味着这些设备需要最先进的技术。这种复杂性和通用性因此会影响销售价格。
而且，该过程本身是昂贵的。使用的流程和设备意味着电路被完整地测试，例如，测试电路的所有特性以确定该电路是否符合期望的规范。因此，采取这种过程，只是检查电路功能是否正确工作是不可能的。功能测试必然经历完整的电路测试。然而，在制造的不同阶段测试功能以便尽早地检测错误电路是有益的。
因此，如果在每个电路功能测试中不得不测试电路的所有特性，这将导致不少时间的浪费和金钱浪费。
发明内容
本发明涉及一种发送-接收电路运行的测试方法，该方法克服了前述现有技术的缺陷，例如，发送-接收电路的运行测试方法揭示了发送-接收电路是否工作，并且便宜又更简单。
本发明因此涉及前述具有测试模块的发送-接收电路的运行测试方法，其运行独立于发射和接收功能并且负责测试所述发送-接收电路的发射和接收，其特征在于它包括以下步骤：
a)将测试模块电气连接到发送-接收电路的处理单元；
b)使用所述测试模块，在第一运行模式下测试所述发送-接收电路的运行，所述第一运行模式可以是数据发送模式或数据接收模式；
c)使用所述测试模块，在第二运行模式下测试所述发送-接收电路的运行，所述第二运行模式与所述第一运行模式相反，可以是数据接收模式或数据发送模式；
d)将所述测试模块从处理单元电气地断开。
优选地，在步骤a)之前进一步包括：断开所述天线的步骤。
优选地，所述测试模块被集成到所述处理单元中。
优选地，在发送模式下所述发送-接收电路的所述运行测试包括以下步骤：
-连接接地电阻(33)以代替天线；以及
-使用发射信号强度指示器(5)测量所发送的功率。
优选地，在接收模式下所述发送-接收电路的所述运行测试包括以下步骤：
-通过天线连接终端插入预定义的基本频率为ft的信号；
-选择并放大处于所述预定义频率的信号的谐波频率f0以提供频率为f0的放大信号；
-利用混频器和频率为f1的参考信号，通过将所放大的频率为f0的信号变为频率为f0-f1的中频信号来执行频率变换；
-过滤所述中频信号以去除干扰；以及
-利用测量设备(8)测量所述中频信号的强度。
优选地，所述预定义的基本频率ft是所述发送-接收电路的时钟频率。
优选地，所选择的谐波频率f0的值为2.4GHz。
优选地，进一步包括步骤e)：机械地将所述测试模块从所述发送-接收电路中分离出来。
优选地，进一步包括最终步骤：利用外部测试设备测试所述发送-接收电路的所有特性。
根据本发明的方法的一个优点是它不需要使用特殊的、复杂的工具。实际上，根据本发明的方法使用测试模块，当发送-接收电路在例如同一硅基片上被制造时，在发送-接收电路中直接实现该测试模块。
正是这种测试模块将检查电路是否在工作。因此，不需要使用外部设备来测试发送-接收电路是否正常工作。
有利地，外部测试设备的省略降低了这种类型的方法所产生的费用。实际上，通过免除外部设备并执行在先的测试，根据本发明的方法去除了对昂贵设备投资的需求。而且，它允许在电路完全完成之前，容易地分辨出错误电路，并因此降低了费用。
这种方法还具有简单和直接的优点，由于测试结果揭示发送-接收电路的功能是否在工作而不揭示理论上的特性是否存在于实际中。因此，无需通过解释内在的电路特性来发现它是否有缺陷。
本发明还涉及一种用于发送-接收电路的测试模块，其特殊的特性是测试模块被集成到上面提出的发送-接收电路中。
优选地，所述处于已定义频率上的信号是所述发送-接收电路的时钟信号(SH)。
优选地，所述第一和第二控制装置被配置为：它们不会处于电流能够在同一时间通过所述第一和第二控制装置的状态。
在与发送-接收电路的同一基片上直接实现测试模块的一个优点是，测试模块可以从所述发送-接收电路分离。事实上，测试模块的布置是这样的：它仅通过两条传导线路连接到发送-接收电路。因此，在发送-接收电路测试之后，可通过切断操作将测试电路电气地或机械地分离，以便将测试模块与发送-接收电路的余下部分分离。因此，这样节省表面空间并防止测试模块干扰发送-接收电路的运行。
附图说明
通过非限制性实例以及附图举例说明的方式完全给定，发送-接收电路运行测试方法和相关测试模块的目标、优点和特征将在下面对本发明至少一个实施例的详细描述中表现得更为清楚，附图中：
图1示意性地示出根据本发明的用于实现测试方法的发送-接收电路；
图2示意性地示出根据本发明的用于发送-接收电路的测试模块；以及
图3示意性地示出根据本发明的发送-接收电路的处理单元。
具体实施方式
在下面的描述中，对于发送-接收电路中，所有那些本领域技术人员公知的部分将仅仅用简单方式描述。
图1示出了根据本发明的用于实施测试方法的发送-接收电路的框图，发送-接收电路1被安排使用工作频率为2.4GHz的通信协议。当然，也可设想另外的通信频率。
发送-接收电路1首先包括天线3。该天线可以是通过开关能被断开的集成天线或连接到去耦电容4的输入的外部天线。电容4的输出连接到功率放大器6的输出。功率放大器6的输出还连接到发送信号强度指示器(TSSI)。去耦电容4的输出还连接到发送-接收电路1的处理单元7。
接收信号强度指示器(RSSI)8，正如其名称暗示的用于测量所接收信号的强度，连接到处理单元7的输出。当然，由于发送-接收电路本身不是本发明的主要目标，其运行将不会进一步详细描述。
这个处理单元7，参考附图2解释如下，用于处理由天线3接收的信号以读取它包含的数据。它包括采用低噪声放大器或预放大器21的形式的第一级。放大器21的目的是通过在接收的信号频带内选择特定的频率f0并将其放大来整形弱信号。这个特定频率f0一般是所述发送-接收电路的通信协议频率。放大器21的输出连接到混频器22，混频器22将离开预放大器21的被放大、被选定的信号f0与离开锁相环23的频率为f1的信号混频。混频器22的输出用于提供频率转换信号，其频率可能低于频率f0。混频器22的输出连接到中频放大器24的输入，中频放大器的功能是放大频率已经被移位的频率信号。混频器的输出连接到装置，该装置包括例如带通滤波器25和限幅放大器26，分别用于去除围绕移频的干扰频率和将放大了的正弦信号转换为方波或脉冲信号。因此，放大器26表现得像具有阈值的比较器。当然，将根据应用以及所使用的频带来选择发送-接收电路1中使用的滤波器。
除了属于图1中所示的发送-接收电路1的元件外，发送-接收电路1还包括测试模块2，参考图3解释如下。这个测试模块2一方面连接到去耦电容4的输入并且，另一方面连接到晶体振荡器9的输出，晶体振荡器9为所述发送-接收电路1提供时钟信号SH。这个时钟信号SH具有例如26MHz的频率。参考图3，测试模块2包括三态缓冲器34、电阻33和两个控制装置31和32，例如，开关、晶体管或其它任意具有相同功能的装置。晶体振荡器9的输出连接到三态缓冲器34的输入。三态缓冲器34的输出经由第一开关32连接到去耦电容4的输入。电阻33置于地和第二开关31之间，第二开关31还连接到去耦电容4的输入。必须计算电阻33的值，使得电阻33具有和天线相近的阻抗。例如，电阻33的阻值为50欧姆。
参考附图1到3，在发送-接收电路运行测试期间，第一步包括将天线3从所述发送-接收电路1断开。这样防止天线3干扰测试。这个天线将在测试的整个期间断开。
随后的步骤包括测试所述发送-接收电路1的各种工作模式。事实上，发送-接收电路1工作在分别用于发送或接收数据的发送或接收模式。这些工作模式因此使用发送-接收电路1的不同部分。
第二步包括测试发送-接收电路1实际上是否能够发送数据。为达此目的，通过发送功率放大信号SM来执行发送仿真。为执行这种仿真，将第二开关31置于关闭位置，而将第一开关32置于打开位置。这样允许电阻33电气连接到去耦电容4。于是，发送-接收电路1的发送模式开启。电阻33被连接用于代替天线，于是在执行数据发送时，电阻用于模拟天线阻抗。这意味着可测试功率放大器6来了解它是否工作。当发送-接收电路1发送信号时，在这种情况下为来自调制环的信号SM，天线3的阻抗发生变化从而消耗功率。因此，用电阻33代替天线3来仿真信号发送过程中所产生的功率消耗。然后，由位于功率放大器6输出端的发送信号强度指示器5来测量功率。如果所测量的功率小于某一预先定义的阈值，在这种情况下是-20dBm，这意味着发送-接收电路1不能发送数据，而相反，如果功率达到或超过该阈值，则发送模式在工作中。
第三步包括测试所述发送-接收电路1的接收模式。为达此目的，将第二开关31置于打开位置，并将第一开关32置于关闭位置。这样在缓冲器34和去耦电容4之间创建连接。为了接收模式测试，将信号送入处理单元7以测试后者是否工作。这个信号，其为频率是fH的时钟信号SH，随后被缓冲器34放大。缓冲器34放大整个信号，即，不仅包括本例中频率为26MHz的时钟信号SH，还包括其谐波。
对于26MHz的信号，第一谐波将典型的在52MHz频率，第二谐波将在78MHz频率等等，即26MHz的整数倍。我们随后发现在2.4GHz左右的谐波，其为发送和接收频率f0。使用这种谐波，由于信号强度如此之弱，以致于在测试过程中被放大时，不易于产生任何干扰。当然，这仅仅是非限制性的例子，并且因此可以根据发送-接收电路1的特性选择其它频率f0。而且，时钟信号SH的频率也不限制为26MHz；仅有的限制是时钟信号SH必须具有落入发送-接收电路频带内的谐波，例如，在这种情况下是2.4GHz。自然地，如果发送-接收电路工作在另一频率，则时钟信号必须具有落入那个频带内的谐波。
放大的时钟信号SH随后进入处理单元7，该处理单元首先包括低噪声放大器21，其将放大信号SR的特定频率f0。这个低噪声放大器21被调整为选择然后放大信号SR在2.4GHz频带范围内的谐波。然后，信号SR通过混频器22经历频率改变，混频器22将频率f0＝2.4GHz的信号SR和来自锁相环23的频率为f1的已调制信号混频。于是，结果得到频率为f＝f0-f1的信号，由于混频器输出频率更低的信号频率，其允许更简单的放大。这种更低的频率允许信号在更少干扰的情况下被放大。然后，信号被放大、滤波并整形为方波信号以得到信号ST。信号ST为将被解调的信号，以此可以读取数据。然后，通过RSSI8测量信号ST的强度。于是这将揭示处理单元7是否如所期望的那样工作。事实上，所测量的强度可能小于某一预定义的阈值，在目前情况下是-85dbm，这意味着发送-接收电路1没在发送信号。因此，这种测试简单地表明接收环是否正在工作。
第四步包括将第一和第二开关31，32设置到打开位置以停止测试过程。这允许测试模块2从发送-接收电路1分离出来并因此防止测试模块成为干扰源。当然，应当清楚的是，接收模式测试可以发生在发送模式测试之前。
根据本发明的第一种变形，可以提供第五步骤，其目的是将测试模块2从发送-接收电路1分离开来。如前所述，测试模块2和发送-接收电路1同时制造并处于同一基片上。这样允许同时在同批次的发送-接收电路1上执行测试。因此，一旦完成测试，测试模块2就不再有用。这种机械的分离可通过锯切、激光切割或其它任何能够用于这种应用的切割方式来实现。一个优点为，这个步骤防止测试模块2干扰发送-接收电路1并且还节省表面空间，因此减小了电路尺寸。当然，在这个步骤中RSSI8和TSSI5没有和发送-接收电路1分离并且因此仍然能够被再次使用。
根据本发明的第二种变形，还可以有第六步骤，也是可选的，其目的是更明确地测试发送-接收电路1的特性。实际上，根据本发明的测试过程用于检测电路1的功能是否正确地工作。这意味着测试电路1是否能够通过天线3发送和接收信号。在这个第六可选步骤中提出的测试因此包括精确地测试发送-接收电路1的特性以了解它们是否符合理论。
应该清楚的是，很明显，对本领域技术人员而言，上文说明的本发明的多种实施例的各种变化和/或改进和/或结合没有脱离本发明所附权利要求定义的范围。
Claims (14)
1.发送-接收电路(1)的测试方法，所述发送-接收电路(1)包括连接到处理单元(7)的天线(3)，所述处理单元(7)用于接收信号并且转换所述信号的频率，所述发送-接收电路还包括连接到所述天线并且用于发送传输信号的功率放大器(6)，所述发送-接收电路进一步包括测试模块(2)，其运行独立于发射和接收功能并且负责测试所述发送-接收电路的发射和接收，其特征在于，所述方法包括的步骤为：
a)将所述测试模块电气连接到所述发送-接收电路的处理单元；
b)使用所述测试模块，在第一运行模式下测试所述发送-接收电路的运行，所述第一运行模式是数据发送模式或数据接收模式；
c)使用所述测试模块，在第二运行模式下测试所述发送-接收电路的运行，所述第二运行模式是数据接收模式或数据发送模式；以及
d)将所述测试模块从所述处理单元电气地断开。
2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，在步骤a)之前进一步包括：断开所述天线的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述测试模块被集成到所述处理单元中。
4.根据权利要求1到2任意一项所述的方法，其特征在于，在发送模式下所述发送-接收电路的运行测试包括以下步骤：
-连接接地电阻(33)以代替天线；以及
-使用发射信号强度指示器(5)测量所发送的功率。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在发送模式下所述发送-接收电路的运行测试包括以下步骤：
-连接接地电阻(33)以代替天线；以及
-使用发射信号强度指示器(5)测量所发送的功率。
6.根据权利要求1到2任意一项所述的方法，其特征在于，在接收模式下所述发送-接收电路的运行测试包括以下步骤：
-通过天线连接终端插入预定义的基本频率为ft的信号；
-选择并放大处于所述预定义的基本频率的信号的谐波频率f0以提供频率为f0的放大信号；
-利用混频器和频率为f1的参考信号，通过将所放大的频率为f0的信号变为频率为f0-f1的中频信号来执行频率变换；
-过滤所述中频信号以去除干扰；以及
-利用测量设备(8)测量所述中频信号的强度。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在接收模式下所述发送-接收电路的运行测试包括以下步骤：
-通过天线连接终端插入预定义的基本频率为ft的信号；
-选择并放大处于所述预定义的基本频率的信号的谐波频率f0以提供频率为f0的放大信号；
-利用混频器和频率为f1的参考信号，通过将所放大的频率为f0的信号变为频率为f0-f1的中频信号来执行频率变换；
-过滤所述中频信号以去除干扰；以及
-利用测量设备(8)测量所述中频信号的强度。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预定义的基本频率ft是所述发送-接收电路的时钟频率。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所选择的谐波频率f0的值为2.4GHz。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括步骤e)：机械地将所述测试模块从所述发送-接收电路中分离出来。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括最终步骤：利用外部测试设备测试所述发送-接收电路的所有特性。
12.用于发送-接收电路(1)的测试模块，其特征在于，该测试模块(2)用于在一个输入上接收处于已定义频率上的信号，所述测试模块的输入连接到放大器装置(34)，放大器装置(34)通过第一控制装置(32)连接到所述测试模块的输出，所述测试模块进一步包括电阻(33)，所述电阻接地并且还通过第二控制装置(31)连接到所述输出，所述输出连接到所述发送-接收电路(1)的处理单元(7)。
13.根据权利要求12所述的测试模块，其特征在于，所述处于已定义频率上的信号是所述发送-接收电路的时钟信号(SH)。
14.根据权利要求12或13所述的测试模块，其特征在于，所述第一和第二控制装置被配置为：它们不会处于电流能够在同一时间通过所述第一和第二控制装置的状态。
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