CN105223423A - 电子装置及测试系统 - Google Patents

Abstract

一种电子装置包括印刷电路板、天线结构、射频信号收发电路以及测试结构。天线结构设置于印刷电路板上。射频信号收发电路设置于印刷电路板上，并通过线路连接天线结构。测试结构包括测试点以及接地结构。测试点设置于线路上，以及接地结构，设置于印刷电路板上。

Description

电子装置及测试系统

技术领域

本发明是有关于一种电子装置，且特别是有关于一种电子装置和包括所述电子装置的测试系统。

背景技术

一般而言，传统在行动电子装置的设置中，天线组件大多放置行动电子装置的边缘角落处，依其整体设计的不同，天线组件与主机板间则有不等的距离。天线与主机板的连接方式主要是由天线延伸出来的同轴电缆线终端连接器与主机板上对应的连接器基座交配，达成射频信号的桥接。于是，行动电子装置的生产制造商便可利用此基座连接器来检测无线通讯设备所产生的高频射频信号。但随着行动电子装置的进步与轻薄微小化的趋势，以及进一步的成本考虑下，行动电子装置所搭载的天线组件逐渐改以整合至主机电路板上的方式设置，普遍使用制程简单便宜的印刷电路版(PrintedCircuitBoard,PCB)制程印制天线，如此一来也省去了连接器的配置。

为了测试射频信号的发射能力，许多行动电子装置的制造厂商会直接采集天线所辐射出去的电磁波当成量测数据。但此量测方式变异性大，稳定性也不高，对于大量生产检测时会面临许多良率问题。因此，为了稳定地量测行动电子装置所产生的射频信号，一般会在天线组件与射频信号收发模块之间增设一高频切换器。此高频切换器的外观和使用方式与上述的连接器基座类似，当量测装置的探针(probe)与所述高频切换器连接时，切换器便会切断原本连接到天线组件的路径，使得由射频信号收发模块所产生的射频信号会转而流向新馈入的路径，进而达到量测信号目的。

然而，这样的一个增设的高频切换器在测试完成后，对使用者在使用行动电子装置时并无法产生任何用处。除了额外的成本负担外，在行动电子装置的设计日益朝轻薄短小的趋势迈进的考虑下，在PCB上额外设置组件亦可能造成其它组件的设置困难。因此，在行动电子装置在大量生产验证时，PCB板端如何能以最简单的方式精准地检测射频信号，已成为生产制造商研究讨论的课题。

发明内容

本发明提供一种电子装置以及测试系统，可以在不设置高频切换器的情况下，精准地检测电子装置中欲通过天线组件传送的射频信号。

本发明的电子装置包括印刷电路板、天线结构、射频信号收发电路以及测试结构。天线结构设置于印刷电路板上。射频信号收发电路设置于印刷电路板上，并通过线路连接天线结构。测试结构包括测试点以及接地结构。测试点设置于线路上，以及接地结构，设置于印刷电路板上。

本发明的测试系统，包括电子装置以及测试装置。电子装置，包括设置于印刷电路板上的测试结构，其中测试结构包括测试点以及接地结构，以及所述测试点设置于连接天线结构和射频信号收发电路之间的线路上。测试装置包括探针。其中探针连接测试点以量测射频信号收发电路所发射的射频信号。探针的延伸接地端电性连接接地结构。

基于上述，本发明提供一种电子装置及包括所述电子装置的测试系统，通过电子装置上所设置的测试结构，简单地连接测试结构中的测试点取得欲量测的射频信号，并同时通过接地结构与测试装置的连接，使得天线结构的共振能力被破坏，进而提高从测试点所进行量测的准确率。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1为根据本发明一实施例所绘示电子装置的示意图；

图2A为根据本发明一实施例所绘示电子装置的设置示意图；

图2B则为本发明一实施例所绘示测试装置的设置示意图；

图3为根据本发明一实施例所绘示测试系统中电子装置与测试装置连接时的示意图。

符号说明

10：电子装置

110：天线结构

120：射频信号收发电路

130：测试结构

131：测试点

132：接地结构

20：测试装置

210：探针

211：信号接收端

212：接地端

213：延伸接地端

220：测试装置本体

GND：接地垫

ML：线路

MP1～MP3：金属接点

RC：高频切换器

SB：印刷电路板

具体实施方式

图1为根据本发明一实施例所绘示电子装置的示意图。请参照图1，电子装置10包括天线结构110、射频信号收发电路120以及测试结构130。其中，天线结构110以及射频信号收发电路120皆设置于印刷电路板上，并且射频信号收发电路120通过线路ML连接天线结构110。测试结构130包括测试点131以及接地结构132。测试点131设置于线路ML上，以及接地结构132设置于印刷电路板上。测试点131为一金属接点，可用以与测试装置的探针互相连接，而其设置位置与习知技术中为了与测试装置的探针相接而可能增设的高频切换器相近(如图1所示高频切换器RC，其中在图1高频切换器RC以虚线绘示表示未设置)。值得注意的是，在图1所绘示的电子装置10仅为了表达电子装置10中各组件的功能以及各组件之间的耦接关系，本发明的电子装置的设置并不限定于图1所示电子装置10中各组件的相对位置。

在本发明一实施例中，本发明的测试系统包括了图1所示的电子装置10以及测试装置。其中，测试装置包括探针，探针可于测试时连接测试点131以量测射频信号收发电路120所发射的射频信号。探针包括了信号接收端以及延伸接地端，其中的延伸接地端可电性连接接地结构，使得天线结构110的共振能力被破坏，进而提高从测试点所进行量测的准确率。以下则将根据实施例而详细介绍接地结构，以及于测试时电子装置中测试结构和测试装置之间的连接关系。

图2A为根据本发明一实施例所绘示电子装置的设置示意图，而图2B则为本发明一实施例所绘示测试装置的设置示意图。在图2A中绘示了实际上于印刷电路板SB上各组件可能的设置关系。请参照图2A，在本实施例中，射频信号收发电路120可以芯片方式实现，并且被设置于印刷电路板SB上。射频信号收发电路120可用以产生或接收射频信号，所述射频信号可为符合无线保真度(WirelessFidelity,WiFi)的无线局域网络信号，亦可为符合第三代行动通讯标准或第四代行动通讯标准中长期演进技术(LongTermEvolution,LTE)等无线电信网络信号等，本发明并不限定于上述。

天线结构110则被设置于印刷电路板SB上的一净空区域中，例如以印刷电路板制程而被印制于印刷电路板SB上，占用印刷电路板SB的面积则可参照图2A所示。射频信号收发电路120通过线路ML(例如与印刷电路板SB制程印制的信号微带线)与天线结构110连接。在本实施例中，测试点131被设置于线路ML上，其中在测试点131周围的印刷电路板SB上亦设置了接地垫GND。另一方面，在本实施例中，测试结构130中的接地结构132包括了3个金属接点MP1～MP3，被设置与天线结构110电性连接。

另一方面，请参照图2B，测试装置20包括了探针(probe)210以及测试装置本体220。探针210则更包括了信号接收端211接地端212以及延伸接地端213，其中接地端212可被设置为一圆形的接点，探针210的信号接收端211与接地端212的关系类同于同轴缆线的内轴和外缘。而延伸接地端213具有至少一个端点，其数量则对应于接地结构中的金属接点的数量。例如在本实施例中，延伸接地端213具有3个端点，分别对应接地结构的3个金属接点MP1～MP3。另外，延伸接地端213与接地端212于探针210的内部电性连接。

请同时参照图2A以及图2B，当测试时，探针210的信号接收端211可与测试点131相接，同时探针210的接地端212亦与印刷电路板SB上的接地垫GND相接。并且，延伸接地端213的3个端点亦与接地结构132的3个金属接点MP1～MP3相接。

当测试时，测试装置本体220便可通过探针210的信号接收端211和接地端212接收从射频信号收发电路120所发射的射频信号。值得注意的是，此时，天线结构110与射频信号收发电路120仍然保持电性连接。虽然此时由射频信号收发电路120至天线结构110之间的路径并未被阻断，而使得部份的能量亦可能流入天线结构110。但由于天线结构110此时通过了接地结构132中3个金属接点MP1～MP3而接地(即，与延伸接地端213、接地端212以及印刷电路板SB上的接地垫GND电性连接而接地)，使得此时天线结构110共振产生辐射模态的能力因此而被破坏。这么一来，流入天线结构110的能量亦可被反馈至测试装置20，使得由射频信号收发电路120所发射的射频信号的大部分的能量皆可通过探针210而馈入测试装置本体220。进而，测试装置20的操作者可量测通过馈入的射频信号的能量来判断电子装置10中射频信号收发电路120的信号发射能力的好坏。

值得一提的是，在本实施例中，接地结构132中的金属接点MP1～MP3以及对应的延伸接地端213的端点例示为3个，但事实上接地结构中的金属接点的数量至少为1，并且可依实际需求而增减。例如，在本发明一实施例中，所述天线结构110为一单频平面倒F天线(PlanarInvertedFAntenna,PIFA)结构。在此实施例中，接地结构中的金属接点的设置数量则为2个，分别与所述的PIFA结构中的信号馈入点和辐射部的开路端(即，天线结构的末端)互相连接，如此一来便可使得测试时天线结构110的共振产生辐射模态的能力降到最低。

在另一实施例中，所述天线结构110为收发一高频信号以及一低频信号的双频PIFA结构。在此实施例中，接地结构中则对应设置了3个金属接点，分别与天线结构中的馈入点、对应于高频信号的激发路径的开路端以及对应于低频信号的激发路径的开路端连接。在本发明中，所述的金属接点亦可被增设而与天线结构中辐射体的其它部份连接，本发明并不限定于上述的实施方式。

图3为根据本发明一实施例所绘示测试系统中电子装置与测试装置连接时的示意图。请参照图3，图3中各组件的耦接关系以及在测试时的连接关系可参照图2A、图2B所述实施例，在此则不赘述。值得一提的是，在本实施例中，天线结构110并不与射频信号收发电路120设置于印刷电路板SB的同一个表面上，即，如图3所示，射频信号收发电路120设置于印刷电路板SB的上表面(例如，印刷电路板SB的第一面)，而天线结构110则设置于印刷电路板SB的下表面(例如，印刷电路板SB的第二面)。因此，在此实施例中，金属接点MP1～MP3分别通过贯孔与天线结构110连接。

另外，在本实施例中，探针210对应测试结构130中测试点131和接地结构132中金属接点MP1～MP3的相对位置关系而设置，使得测试系统具有较高的稳定性以及重复性，使得所述的测试(即，通过探针210与电子装置10的连接而量测射频信号)可被稳定并且大量地重复进行。

综上所述，本发明提供了一种具有测试结构的电子装置，以及包括此电子装置的测试系统，使得测试系统可在存有天线的负载下，以重复性高以及稳定性高的方式量测电子装置的射频信号发射能力。在本发明中，测试系统中的测试装置可以探针接触信号微带在线预留的测试点来撷取欲量测的射频信号，并且同时利用与电子装置上接地结构相连的延伸接地端来破坏电子装置中天线结构的共振辐射能力，使分流到天线结构上的射频信号的能量可反馈到测试装置上，进而提高从测试点所量测到的射频信号的准确率。经测试可得知，由测试装置所量测得到的射频信号能量的变异值可维持于10％内。其中，在此所指的变异值可对应于利用方差分析(analysisofvariance,ANOVA)所进行的量测的重复性与再现性(GaugeRepeatabilityandReproducibility,GaugeR&R)测试的容忍值，即，所述容忍值可维持于10％内。另外，由于在本发明中并不需要额外的设置高频切换器，高频切换器组件的设置成本即可因此被节省。更由于高频切换器不需要被设置，印刷电路板更可被有效的利用，并且各组件于印刷电路板上的设置将更具弹性。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (11)

1.一种电子装置，其特征在于，包括：

一印刷电路板；

一天线结构，设置于该印刷电路板上；

一射频信号收发电路，设置于该印刷电路板上，并通过一线路连接该天线结构；以及

一测试结构，包括：

一测试点，设置于该线路上；以及

一接地结构，设置于该印刷电路板上。

2.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，其中：

一探针probe连接该测试点以量测该射频信号收发电路所发射的一射频信号，同时该天线结构与该射频信号收发电路保持电性连接；以及

该探针的一延伸接地端电性连接该接地结构。

3.如权利要求2所述的电子装置，其特征在于，其中：

所述接地结构包括至少一金属接点，其中该至少一金属接点电性连接该天线结构；以及

该天线结构通过该探针的该延伸接地端接地。

4.如权利要求3所述的电子装置，其特征在于，其中：

该至少一金属接点包括一第一金属接点以及第二金属接点；以及

该第一金属接点以及该第二金属接点分别耦接该天线结构中一辐射部的一信号馈入点以及该天线结构中该辐射部的一开路端。

5.如权利要求3所述的电子装置，其特征在于，其中：

该测试结构设置于该印刷电路板的一第一面；以及

该天线结构设置于该印刷电路板的一第二面，

其中，该至少一金属接点分别通过至少一贯孔与该天线结构电性连接。

6.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，其中：

所述线路为信号微带线。

7.一种测试系统，其特征在于，包括：

一电子装置，包括设置于一印刷电路板上的一测试结构，其中该测试结构包括一测试点以及一接地结构，其中所述测试点设置于连接一天线结构和一射频信号收发电路之间的一线路上；以及

一测试装置，包括一探针，

其中，一探针probe连接该测试点以量测该射频信号收发电路所发射的一射频信号，同时该天线结构与该射频信号收发电路保持电性连接；以及

该探针的一延伸接地端电性连接该接地结构。

8.如权利要求7所述的测试系统，其特征在于，其中：

该电子装置中的所述接地结构包括至少一金属接点，其中该至少一金属接点电性连接该电子装置中的该天线结构；以及

该电子装置中的该天线结构通过该探针的该延伸接地端接地。

9.如权利要求8所述的测试系统，其特征在于，其中：

该至少一金属接点包括一第一金属接点以及第二金属接点；以及

该第一金属接点以及该第二金属接点分别耦接该天线结构中一辐射部的一信号馈入点以及该天线结构中该辐射部的一开路端。

10.如权利要求8所述的测试系统，其特征在于，其中：

该电子装置的该测试结构设置于该印刷电路板的一第一面；以及

该电子装置的该天线结构设置于该印刷电路板的一第二面，

其中，该至少一金属接点分别通过至少一贯孔与该天线结构电性连接。

11.如权利要求7所述的测试系统，其特征在于，其中：

所述线路为信号微带线。