CN104471882B

CN104471882B - 促进受测装置(dut)发送的射频(rf)数据信号与测试系统接收的射频(rf)数据信号的比较的系统和方法

Info

Publication number: CN104471882B
Application number: CN201380038622.7A
Authority: CN
Inventors: 克里斯蒂安·沃尔夫·厄尔高; 乔纳森·巴里·赫斯特; 李永航
Original assignee: Litepoint Corp
Current assignee: Litepoint Corp
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2033-03-22
Also published as: KR20150036353A; US20140024315A1; WO2014014523A1; CN104471882A; US9325435B2; TW201406072A; JP2015531191A; KR102073705B1; TWI591970B; JP6125632B2

Abstract

一种促进受测装置(DUT)发送的射频(RF)数据信号与测试系统接收的射频(RF)数据信号的比较的系统和方法。对从DUT接收的RF数据信号进行分析以提供指示DUT的操作与一个或多个适用的信号标准一致的分析数据。所述RF数据信号还被转换为可与对应于信号测试子系统的状态机数据一起储存的相关转换数据。然后可根据需要与所述分析数据和转换数据一起处理所述状态机数据用于离线任务，如新测试程序和规程的调试。

Description

促进受测装置(DUT)发送的射频(RF)数据信号与测试系统接收的射频(RF)数据信号的比较的系统和方法

背景技术

本发明涉及测试无线射频(RF)数据信号发送器，具体地，涉及促进受测装置(DUT)发送的RF数据信号与测试系统接收的RF数据信号的比较。

许多通信设备采用无线技术用于连接和通信目的两者。由于无线设备发送和接收电磁波，并且由于两个或多个无线设备的运行因为其信号频率和功率谱密度有可能相互干扰，这些设备及其无线技术遵照各种无线技术标准规范。

在设计此类设备中，工程师们非常小心以确保此类设备达到或超过每一种包括的无线技术的规定标准规范。此外，一旦这些设备被大量生产，对它们进行测试以确保制造缺陷不会导致不当的操作，包括它们遵照包括的无线技术标准规范。

作为生产测试的一部分，现有的无线设备测试系统采用用于分析从受测装置(DUT)接收的信号的子系统，如用于分析从受测装置(DUT)接收的信号的矢量信号分析器(VSA)的子系统和如用于产生由所述受测装置接收的信号的矢量信号发生器(VSG)的子系统。由VSA进行的分析和由VSG产生的信号通常可编程以允许每一个能用于测试具有不同的频率范围、带宽和调制特性的多种无线技术标准。

现在的无线设备通常包括设计为根据若干种无线信号技术(如WiFi(如802.11x)、蓝牙、蜂窝无线电接入技术(如LTE)等等)操作的电路。此外，随着越来越多的无线信号加入到此类设备内，为了避免测试时间和成本增加，现在的一些无线信号测试系统被设计成捕获和分析具有由两种或更多种无线信号技术标准规定的物理特性的更长的信号序列。

在测试多技术特性的更长序列中，控制测试系统(如通过控制VSA、VSG和其它子系统)的测试程序变得更长更复杂，测试程序调试过程也是如此。通常，程序调试需要连接外部仪器(如多通道示波器)至测试系统以及相关的其它测试仪器以检查各种控制信号和时间与功率关系(power-versus-time)显示以理解和解决与新程序调试过程有关的问题。

发明内容

根据本要求保护的发明，提供了一种用于促进受测装置(DUT)发送的射频(RF)数据信号与测试系统接收的射频(RF)数据信号的比较的系统和方法。对从DUT接收的RF数据信号进行分析以提供指示DUT的操作与一个或多个适用的信号标准一致的分析数据。所述RF数据信号还被转换为可与对应于信号测试子系统的状态机数据一起储存的相关转换数据。然后可根据需要与所述分析数据和转换数据一起处理所述状态机数据用于离线任务，如新测试程序和规程的调试。

根据本要求保护的发明的一个实施例，用于促进受测装置(DUT)发送的射频(RF)数据信号与测试系统接收的射频(RF)数据信号的比较的测试系统包括：

信号路由电路，所述信号路由电路用于将至少一个RF发送数据信号路由至DUT和将至少一个RF接收数据信号从DUT路由；

数据信号源电路，所述数据信号源电路耦合至所述信号路由电路，且通过提供所述至少一个RF发送数据信号和多个系统数据的一部分响应于多个控制信号和多个发送数据的一部分；

数据信号分析电路，所述数据信号分析电路耦合至所述信号路由电路，并通过处理所述至少一个RF接收数据信号和提供多个信号分析数据以及所述多个系统数据的另一部分响应于所述多个控制信号的另一部分；

信号转换电路，所述信号转换电路耦合至所述信号路由电路，且通过提供相关的多个接收转换数据响应于所述至少一个RF接收数据信号；以及

状态机，所述状态机耦合至所述数据信号源电路和所述数据信号分析电路，且通过提供多个状态机数据响应于所述多个系统数据。

根据本要求保护的发明的另一个实施例，一种促进受测装置(DUT)发送的射频(RF)数据信号与测试系统接收的射频(RF)数据信号的比较的方法包括：

将至少一个RF发送数据信号路由至DUT和将至少一个RF接收数据信号从DUT路由；

接收多个控制信号和多个发送数据的一部分，且作为对此的响应，提供所述至少一个RF发送数据信号和多个系统数据的一部分；

接收所述多个控制信号的另一部分，且作为对此的响应，处理所述至少一个RF接收数据信号并提供多个信号分析数据和所述多个系统数据的另一部分；

将所述至少一个RF接收数据信号进行转换以提供相关的多个接收转换数据；以及

用状态机处理所述多个系统数据以提供多个状态机数据。

附图说明

图1为用于测试无线信号受测装置(DUT)的常规测试环境的框图。

图2示出了图1测试环境的来自DUT的预期和实际发送信号。

图3为添加了直接从DUT捕获信号的外部商用测试设备用于测试无线信号DUT的常规测试环境的功能框图。

图4示出了图3测试环境的测试器内与对应的捕获控制信号一起的来自DUT的预期和实际发送信号。

图5为采用测试系统并支持根据本要求保护的发明的示例性实施例的一种或多种测试方法的无线信号测试环境的功能框图。

图6为图5测试环境的功能框图，带有支持根据本要求保护的发明的其它示例性实施例的一种或多种测试方法的测试系统。

图7为采用测试系统并支持根据本要求保护的发明的另外的示例性实施例的一种或多种测试方法的测试环境的功能框图。

具体实施方式

以下具体实施方式是结合附图的受权利要求书保护的本发明的示例性实施例。相对于本发明的范围，此类描述旨在进行示例而非加以限制。对此类实施例加以详尽的描述，使得本领域的普通技术人员可以实施该主题发明，并且应当理解，在不脱离本主题发明的精神或范围的前提下，可以实施具有一些变化的其他实施例。

在本发明全文中，在没有明确指示与上下文相反的情况下，应当理解，所述单独的电路元件可以是单数或复数。例如，术语“电路”可以包括单个部件或多个部件，所述部件为有源和/或无源，并且连接或换句话讲耦合到一起(如成为一个或多个集成电路芯片)，以提供所述功能。另外，术语“信号”可指一个或多个电流、一个或多个电压、或数据信号。在图中，相似或相关的元件将具有相似或相关的字母、数字或数字字母混合的指示。此外，虽然在具体实施的上下文中已讨论了本发明使用分立的电子电路(优选地为一个或多个集成电路芯片形式)，但作为另一种选择，根据待处理的信号频率或数据速率，此类电路的任何部分的功能可使用一个或多个适当编程的处理器进行具体实施。此外，就示出各种实施例的功能区块的示意图的图示来说，所述功能区块未必表示硬件电路之间的分区。因此，例如功能区块(如，处理器、存储器等)中的一个或多个可实施在单个硬件(如，通用的信号处理器、随机存取存储器、硬盘驱动器等)中。相似地，所述的任何程序可为独立程序、可整合为操作系统中的子程序、可为安装的软件包内的函数，等等。

如下面更详细讨论，引入了一种用于添加和使用在测试系统内的另外的子系统的系统和方法，该系统和方法将支持事实上任何和所有测试程序的程序调试，尤其是那些涉及多技术长信号序列的测试程序。因此，通过消除对昂贵外部测试附助设备(adjunct)的需要以及通过提供采用外部测试附助设备不可能获得的洞察力从而可能缩短程序调试时间，总成本得以减少。此外，这允许我们想象在DUT和测试系统之间实际正在发生的情况，即DUT和测试系统被独立地控制，从而，虽然序列表现出高度协同(coordinated)，但却是更松散耦合的。知道在DUT和测试器中发生的情况提供了更完整的调试画面(picture)。而且，这可在不增加测试时间的情况下实现。在正常操作中，仅是与测试程序持续执行的同时保持记录的问题。在发生错误的情况下，信号和控制捕获信号数据随后可用于诊断所发生的情况。

参照图1，常规测试环境包括用于测试无线信号DUT 10的测试系统100，或测试器。除其它子系统外，DUT 10包括射频(RF)收发器12和将由一个或多个固件程序、软件命令或硬连线的电路结构(其每一个的各种形式在本领域内是公知的)发起的一组预定义的信号序列。DUT 10通过信号通信媒介14(通常为用于测试目的的硬连线信号通道，但如果需要，也可为无线信号连接)发送由测试器100接收的测试信号序列13t。

除其它子系统外，测试器100包括信号路由电路112(下面更详细讨论)、信号分析电路114(如VSA)、测试信号发生电路116(如VSG)、数据存储电路118(如测试器100内的本地存储器电路或通过网络可用的远程存储器电路)和控制电路120(如基于微处理器的或基于微控制器的)。控制电路120与VSA 114和VSG 116以数据121a、121g交换控制信号，且根据需要为信号路由电路112提供控制信号121s。控制电路120也可与外部电路(如个人电脑形式的外部控制器(未示出))交换控制信号和数据121c。

根据其需要的控制信号121s，信号路由电路112执行两项基本的功能：将DUT发送信号13t路由为至VSA114的输入信号115，以及将至DUT的VSG输出信号117路由为DUT接收信号。路由电路112可以为开关，如单刀124双掷开关126a、126g，其中信号通道122在测试器100的接收和发送模式之间(以及相应地，在DUT的发送和接收模式之间)切换。或者，信号路由电路112可以其它已知方式实施(例如，作为双工器)。

如图1所示，根据预定义的信号序列14，DUT收发器12发送具有(例如)三个子序列的信号13t，三个序列中的中间序列具有显著减小的信号电平或功率。路由为至VSA114的输入信号115的信号13t导致捕获信号119aa，而捕获信号119aa被VSA 114取样并提供为用于储存在存储器118中的数字化信号数据119a。如图1所示，捕获信号119aa缺少具有显著减小的信号功率的中间序列。

参照图2，这种情况可更直观。如上面的信号波形图所示，预期的DUT发送信号13i会包括具有升高的信号功率的中间序列。其结果是，所有的三个信号子序列A、B、C会具有足以超过VSA 114内的触发水平的信号功率，从而确保所有信号子序列A、B、C都被捕获。

然而，如下面的信号图所示，实际的DUT发送信号13t不正确地包括了中间序列B，而中间序列B具有不足以超过触发水平的显著减小的信号功率，并且因此妨碍了被VSA 114捕获而作为捕获测试信号119aa的一部分。相应地，对捕获数据信号119aa的随后分析可能错误地得出所捕获的第二子序列对应于预期的第二子序列，而事实上，此时它对应于第三子序列C。因此，测试程序会导致错误的分析结果，且没有任何其它数据描述实际接收到的信号13t或以其它方式与实际接收到的信号13t相关，而测试和/或更正该错误分析结果将是困难的，且调试该测试程序将需要显著更多的时间。

参照图3，在试图捕获有关实际DUT信号13t信息已采用的方法包括使用外部触发器132，如触发示波器，其能取样并储存对应于实际DUT信号13t的信号数据133。并不需要高分辨率数据，较低分辨率的信号数据133将已足够并可使用更小的存储器134存储。这种对应于实际DUT信号13t的时间与功率关系(PVT)的数据包络(envelope)133可被存储并随后以(除其它特性外)例如信号峰和谷的时刻(timing)进行比较，以作为测试程序故障排除或调试的一部分。

参照图4，如前所述，预期的DUT信号13i包括子序列，子序列中带有具有升高的信号功率的中间子序列。然而，实际的DUT信号13t包括子序列，其中中间子序列错误地具有较低的信号功率。因此，与预期的DUT信号13i相关的捕获控制信号的信号分布曲线将与VSA114中产生的实际的DUT信号13t的捕获控制信号分布曲线存在差别。捕获控制信号分布曲线的此种差别，如捕获控制信号脉冲与时间关系的差别提供了对程序错误可能原因的深入了解。然而，由VSA 114产生的捕获控制信号对外部仪器132而言是不能访问的。因此，将需要一个或多个另外的外部子系统以收集、比较和/或关联由VSA 114和外部仪器132产生的捕获控制信号。

参照图5，根据本发明的示例性实施例，测试器200还包括子系统202，该子系统用于捕获与实际DUT信号13t相关的信号数据。另外，信号路由电路112a具有提供对应于实际DUT信号13t的信号203的额外能力。例如，当实施为单刀双掷开关时，极124a可包括功率分配器，从而使VSA输入信号115和分流的(diverted)输入信号203都对应于实际DUT信号13t。

子系统202包括基本上如图所示互联的功率检测器204、模数转换(ADC)电路206、数字数据存储电路208(如存储器电路)和状态机220。功率检测器204测试传入信号203的信号功率包络。测试到的功率包络信号205由ADC电路206转换为数字信号207。数字数据207根据来自状态机220的一个或多个控制信号221s存储于存储器208中。状态机220还接收VSA 121a和VSG 121g控制信号和数据，以及提供关于VSA 114和VSG 116子系统状态信息的控制和/或数据信号221a、221g。此类子系统控制信息和数据也可根据状态机控制信号221s存储在存储器208中。因此，可提供(例如)描述传入的DUT信号203的信号功率包络209a和捕获的控制信号209b的一个或多个状态机数据信号209。

这有利地提供了捕获和随后访问信号子序列A、B、C的PVT记录(图2和4)以及与传入的DUT信号203有关的状态机数据(如捕获控制信号数据)。由于功率检测器204测量信号的功率包络，因此需要较少的数据位并可采用较低的采样率，从而最小化需要的捕获存储器的量。系统状态机220将反映控制捕获和在存储器208中存储的内部时钟。因此，不会被外部仪器(图3)访问的内部时钟可用于针对内部时钟标记相互参照、比较和/或关联捕获的PVT数据。例如，在将数据207写入存储器208的过程中，状态机状态209b可与PVT包络数据209a一起被存入存储器208。这提供了可用于调试新测试程序或修改的测试程序的一组内容更丰富的故障排除信息。

参照图6，根据本要求保护的发明的其它的示例性实施例，该测试器200在执行DUT 10的接收信号测试期间还可用于对测试程序进行故障排除和调试，即在执行DUT 10的接收信号测试期间，VSG 116提供路由向外至DUT 10经由测试信号通道14的测试信号117，作为DUT10的接收信号13r。在该测试方案中，可能需要，也可能不需要功率检测器204和ADC电路206。然而，状态机220可继续提供状态数据209a、209b，以存储在存储器208中。当需要用于对测试程序进行故障排除或调试时，可随后访问该数据209。

另外，在采用频分双工(frequency division duplex)(FDD)信号的DUT测试方案中，VSA 114和VSG 116可都为工作状态，其中VSA114接收和处理VSA输入信号115，同时VSG 116提供其输出信号117。根据本要求保护的发明的示例性实施例的测试系统和方法允许检测VSA 114接收的数据包(例如)来识别错误的同步事件。

参照图7，根据本要求保护的发明的另外的示例性实施例，测试系统300可实施为支持对多个DUT，10a、10b、10c、10d的测试。(该示例涉及用于四个DUT的测试环境，但正如本领域的普通技术人员将会容易理解的，该实施方案可被按比例缩减或扩增以支持更少或更多数量DUT的测试)。在该示例性实施例中，测试器300包括对应数量的路由电路12aa、12ab、12ac、12ad；功率检测器204a、204b、204c、204d；ADC电路206a、206b、206c、206d和存储器元件208a、208b、208c、208d(然而，如会被容易理解的，也可采用单一存储器元件来提供用于存储转换数据207a、297b、207c、207d的足够存储空间)。测试器300还包括多路器302和信号拆分器(splitter)304。

来自DUT收发器12a、12b、12c、12d的DUT信号13ta、13tb、13tc、13td由信号路由电路112aa、112ab、112ac、112ad路由至多路器302，根据来自控制器120的一个或多个控制信号121m，多路器302，例如在连续的时间区间t1、t2、t3、t4内，从其输入信号115a、115b、115c、115d中选择一个提供给VSA 114的信号115。如图中可见，状态机子系统202(图5)根据要测试的DUT 10的数量被复制。这使得每一个分流的DUT信号203a、203b、203c、203d的PVT包络数据如上面所述被取样和储存。

在该例子中，第三DUT 10c提供错误信号13tc，不同于其余的DUT信号13ta、13tb、13td，其包括具有显著减小的信号幅度的信号子序列，预期与显著升高的信号幅度相反(如对应于图2和图4中示出的子序列B)。该信号13tc由多路器302，例如在时间区间t3期间路由至VSA114。类似于上面所描述的那些，这导致不完全信号序列119aa3的捕获和储存。同时，与第三DUT 10c相关联的状态机子系统产生PVT数据209ca和控制信号209cb，这些数据可作为数据209c从存储器208c中获取用于分析确定测试程序的问题。

或者，对于DUT接收系统测试，VSG输出信号117由拆分器304和路由电路112aa、112ab、112ac、112ad分配至DUT 10a、10b、10c、10d。如上面所讨论，VSA 121a和VSG 121g控制信号以及其它VSA和VSG状态数据221a、221g被状态机220捕获并被储存221s于存储器208a、208b、208c、208d中，随后用于将来自VSG 116的信号发射与内部系统控制状态相关联。

如还可以理解的，根据该实施方案300，一个DUT信号由在任何给定时间区间内由VSA 114监控。然而，尽管如此，所有的DUT信号可通过将其相应的PVT包络与状态机信息一起取样和存储进行监控，以在随后程序调试中进行分析和使用。

在不脱离本发明的范围和精神的前提下，本发明的结构和操作方法的各种其他修改形式和替代形式对本领域的技术人员将是显而易见的。虽然本发明结合具体的优选实施例加以描述，但应当理解，受权利要求书保护的本发明不应不当地限于此类具体实施例。其意图是，以下权利要求限定本发明的范围，并且由此应当涵盖这些权利要求范围内的结构和方法及其等同物。

Claims

1.一种包括测试系统的装置，所述测试系统用于促进受测装置(DUT)发送的射频(RF)数据信号与所述测试系统接收的射频(RF)数据信号的比较，包括：

信号转换电路，所述信号转换电路耦合至所述信号路由电路，且通过提供相关多个接收转换数据响应于所述至少一个RF接收数据信号；以及

状态机，所述状态机耦合至所述数据信号源电路和所述数据信号分析电路，且通过提供多个状态机数据响应于所述多个系统数据，

其中所述信号转换电路包括：

功率检测电路，所述功率检测电路通过提供检测到的功率信号响应于所述至少一个RF接收数据信号；和

模数转换(ADC)电路，所述模数转换电路耦合至所述功率检测电路，并通过提供所述多个接收转换数据响应于所述检测到的功率信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述信号路由电路包括信号多路器电路、信号拆分器电路、切换电路和功率分配器电路中的至少一者。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述数据信号源电路包括矢量信号发生器(VSG)。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述数据信号分析电路包括矢量信号分析器(VSA)。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述状态机包括逻辑电路。

6.根据权利要求1所述的装置，还包括数据存储电路，所述数据存储电路耦合至所述信号转换电路和所述状态机以存储所述多个接收转换数据和所述多个状态机数据。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述数据存储电路包括本地存储器电路。

8.根据权利要求1所述的装置，还包括控制电路，所述控制电路耦合至所述数据信号源电路和所述数据信号分析电路以提供所述多个控制信号。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述信号转换电路通过提供相关的多个发送转换数据还响应于所述至少一个RF发送数据信号。

10.根据权利要求9所述的装置，还包括数据存储电路，所述数据存储电路耦合至所述信号转换电路和所述状态机以存储所述多个接收转换数据、所述多个发送转换数据和所述多个状态机数据。

11.一种促进受测装置(DUT)发送的射频(RF)数据信号与测试系统接收的射频(RF)数据信号的比较的方法，所述方法包括：

用状态机处理所述多个系统数据以提供多个状态机数据，

其中所述转换包括：

检测所述至少一个RF接收数据信号的功率分布以提供检测的功率信号；以及

执行所述检测的功率信号的数模转换以提供所述多个接收转换数据。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述路由包括信号多路、信号拆分、信号切换和功率分配中的至少一者。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述用状态机处理所述多个系统数据包括用逻辑电路处理所述多个系统数据。

14.根据权利要求11所述的方法，进一步包括储存所述多个接收转换数据和所述多个状态机数据。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述储存包括本地储存所述多个接收转换数据和所述多个状态机数据。

16.根据权利要求11所述的方法，进一步包括提供所述多个控制信号。

17.根据权利要求11所述的方法，进一步包括转换所述至少一个RF发送数据信号以提供相关的多个发送转换数据。

18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括储存所述多个接收转换数据、所述多个发送转换数据和所述多个状态机数据。