CN105471522B - 一种基于统计数据和特征曲线的频率偏移校准方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公涉及无线电子产品发射频率的校准,尤其涉及一种基于统计数据和特征曲线的频率偏移校准方法,包括以下步骤:组成一个cap ID值‑频偏值对应表,绘制出偏频特征曲线;分析出基础cap ID,将基础cap ID值作为当前使用的cap ID值发射信号得到的频偏值F,在基础cap ID值的基础上减去cap ID差值得到新的cap ID;直到将频偏值F调整到标准范围内为止,频偏校准完成。本发明的作用是:通过收集待测物测试过程中已经校准完成时的cap ID值和频偏值的分布数据来求取最常用的cap ID值作为基础cap ID值,再根据待测物样品的特征曲线预测出将功率调整到标准范围内所需要的cap ID值,然后再在此值的基础上进行进一步调整,以此来达到减少调整次数,从而减少校准时间。

Description

一种基于统计数据和特征曲线的频率偏移校准方法
技术领域
本发明涉及无线电子产品发射频率的校准,尤其涉及一种基于统计数据和特征曲线的频率偏移校准方法。
背景技术
现在许多无线WiFi电子产品在生产过程中为了使其发射频率更加精准,需要在生产过程中对频率的偏移进行校准,使得他的频率偏移在标准范围以内。目前许多的无线芯片在其芯片内部提供了压控可编程电容阵列,通过芯片厂商预留的控制接口(写在非易失随机存取存储器中的一个整数,以下简称cap ID)可以控制这个压控可编程电容阵列的电容,从而改变发射信号的频率。生产时通过调整cap ID来实现将频率偏移调整到标准范围内。
我们将通过修改cap ID来调整频率偏移的过程叫做频率偏移校准,简称频偏校准。
目前比较通用的频偏校准方法(图1)(即评估cap ID的方法)是:首先将一个固定的基础cap ID(命名为cap_id_base,这里的命名行为应理解为仅是为了更清晰简洁地解释算法和绘制流程图,但并不限定本专利,下同;这个值一般是通过测试几个待测物样品,找出频偏为0时的cap ID,然后求平均值得到)当做要使用的cap ID(命名为cap_id_using)开始进行频偏调整,先使用这个cap_id_using发射无线信号,得到频偏值F,并检查频偏值F是否在标准范围内容,如在则校准完成,如果不在则根据此产品的cap ID与频偏值的趋势,使用下面的算法之一:
递增趋势,即cap ID值增加时,频偏值增加(图2):
如果频偏值F大于标准范围的最大值F_RangeMax,则cap ID减小变化量如果频偏值F小于规定范围的最小值F_RangeMin,则cap ID增加变化量从而得到新的cap ID(命名为cap_id_new)。
递减趋势,即cap ID值增加时,频偏值减小(图3):
如果频偏值F大于标准范围的最大值F_RangeMax,则cap ID增加变化量如果频偏值F小于规定范围的最小值F_RangeMin,则cap ID减小变化量从而得到新的cap ID(命名为cap_id_new)。
cap ID增加或减小的变化量计算公式为:
变化量等于:频偏值的绝对值再除以平均步长,对得到的结果进行四舍五入取整。即:
其中F为使用cap ID(cap_id_using)发射信号得到的频偏值
Step为频率变化步长,为cap ID增加或减小1时频偏值增加或减小的值(此值由芯片厂商提供)。
Round为对参数进行四舍五入取得整数部分的函数。
然后使用这个新的cap ID(cap_id_new)再次发射无线信号,并检查频偏值是否在标准范围内,按照上面的方法循环对频偏值进行调整,直到将频偏值调整到标准范围内为止,频偏校准完成,此时的cap ID值即为需要写入非易失随机存取存储器中的整数。
这种方法有两个缺点:
由于cap ID与频偏值不是线性关系,所以Step并不能代表整个频偏曲线的步长,这就导致当Step值与曲线斜率相差较大的时候需要进行多次调整才能将频偏值调整到标准范围内,校准时间较长。
由于不同的待测物的特性是有差异的,即使用相同的cap ID所测到的频偏值是不同的,例如图4中所示,当cap ID为60时,待测物1的频偏值为11,待测物2的频偏值为0,所以从固定的默认cap ID值开始进行调整时会有很多的待测物需要调整2次或更多次才能将频偏值调整到标准范围内,使得校准时间较长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于统计数据和特征曲线的频率偏移校准方法,解决目前对发射频率的频率偏移校准方法中,频偏值的调整不精确,适用范围有限,并且校准所需时间过长的问题。
为解决上述问题,本发明所采取的技术方案是:
一种基于统计数据和特征曲线的频率偏移校准方法,包括以下步骤:
步骤一,收集待测物的cap ID值和频偏值的分布数据,组成一个cap ID值-频偏值对应表;表中记录同一个cap ID值对应的不同待测物的频偏值,绘制出偏频特征曲线;
步骤二,分析出频偏值在标准范围内使用频率最多的cap ID值作为基础cap ID值;
步骤三,将基础cap ID值作为当前使用的cap ID值发射信号得到的频偏值F,参照偏频的特征曲线,如果频偏值F在标准范围内则频偏校准完成,如果不在标准范围内则在特征曲线中找出与频偏值F最接近的频偏值所对应的cap ID差值;
步骤四,在基础cap ID值的基础上减去cap ID差值得到新的cap ID;
步骤五,将新的值cap ID作为当前使用的cap ID值重复发射信号得到的频偏值F,直到将频偏值F调整到标准范围内为止,频偏校准完成。
进一步的,所述偏频特征曲线获取方法是:
随机找出n片待测物样品,设定为DUT1~DUTn;
对每一片样品,使用cap ID的可用整数范围内的每一个整数作为cap ID进行频偏量测,然后将数据整理成表格;
对每一片样品的cap ID值-频偏值数据进行平移,找出频偏值最接近0的cap ID,将所有的cap ID都减去所述最接近0的cap ID,得到的值作为cap ID差值;
以cap ID差值和频偏值构成一个新的数据表格,以cap ID差值为横坐标,频偏值为纵坐标,构成一个待测物的特征曲线;
对每一个待测物都构建其特征曲线;
对所有的特征曲线以cap ID差值为单位求取所有对应频偏值的平均值,将此平均值作为所有样本的特征曲线的频偏值;
所有的cap ID差值及其对应的频偏平均值构成了校准所需的偏频特征曲线。
进一步的,在分析频偏值在标准范围内使用频率最多的cap ID值作为基础cap ID值时,如果有多个cap ID值出现的次数相同,则选择与这些cap ID值的平均值最接近的一个。
进一步的,所述步骤三中,如果不在标准范围内则在特征曲线中找出与频偏值F最接近的频偏值所对应的cap ID差值,具体是找出与频偏值F最接近的特征频偏值Ft,在通过特征频偏值Ft得出对应的cap ID差值。
进一步的,频偏校准完成后,将频偏值F在标准范围内时,作为当前使用的cap ID值写入非易失随机存取存储器中,并将当前使用的cap ID值和频偏值F记录到数据容器中。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:通过收集待测物测试过程中已经校准完成时的cap ID值和频偏值的分布数据来求取最常用的cap ID值作为基础cap ID值,再根据待测物样品的特征曲线预测出将功率调整到标准范围内所需要的cap ID值,然后再在此值的基础上进行进一步调整,以此来达到减少调整次数,从而减少校准时间,可以使那些特性接近的待测物中数量最多的待测物只要量测一次频偏值就实现频偏校准成功,大多数待测物最多只要量测2次频偏值就可以完成频偏校准。
附图说明
图1是现有技术中通用频偏校准方法流程图。
图2是现有校准方法中cap ID与频偏值呈递增趋势关系图。
图3是现有校准方法中cap ID与频偏值呈递减趋势关系图。
图4是现有校准方法中待测物间cap ID值与频偏值差异图。
图5基于统计数据和特征曲线的频偏校准方法流程图。
图6是cap ID-频偏值对应表示例。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
图5示出了发明一种基于统计数据和特征曲线的频率偏移校准方法的一个实施例:一种基于统计数据和特征曲线的频率偏移校准方法,包括以下步骤:
步骤一,收集待测物的cap ID值和频偏值的分布数据(仅限频偏完成时的数据),如图6所示,组成一个cap ID值-频偏值对应表;表中记录同一个cap ID值对应的不同待测物的频偏值,绘制出偏频特征曲线;
意图6中的数据为例,频偏值标准范围为-5ppm~+5ppm),统计后cap ID值在12~13之间的增益值个数对应表如下:
cap ID值 58 59 60 61 62 63 64 65 66
个数 0 2 0 3 1 1 0 0 0
其中个数最多的cap ID值为61,所以基础cap ID值(cap_id_base)为61。
步骤二,分析出频偏值在标准范围内使用频率最多的cap ID值作为基础cap ID值(cap_id_base);
步骤三,将基础cap ID值作为当前使用的cap ID值(cap_id_using)发射信号得到的频偏值F,参照偏频的特征曲线,如果频偏值F在标准范围内则频偏校准完成,如果不在标准范围内则在特征曲线中找出与频偏值F最接近的频偏值所对应的cap ID差值(cap_id_offset);
步骤四,在基础cap ID值(cap_id_base)的基础上减去cap ID差值(cap_id_offset)得到新的cap ID(cap_id_new);
步骤五,将新的值cap ID(cap_id_new)作为当前使用的cap ID值(cap_id_using)重复发射信号得到的频偏值F,直到将频偏值F调整到标准范围内为止,频偏校准完成。
根据本发明一种基于统计数据和特征曲线的频率偏移校准方法的另一个实施例,所述偏频特征曲线获取方法是:
随机找出n片待测物样品,设定为DUT1~DUTn;
对每一片样品,使用cap ID的可用整数范围内的每一个整数作为cap ID进行频偏量测,然后将数据整理成表格;
对每一片样品的cap ID值-频偏值数据进行平移,找出频偏值最接近0的cap ID(cap_id_f0),将所有的cap ID都减去所述最接近0的cap ID(cap_id_f0),得到的值作为cap ID差值(命名为cap_id_offset);
以cap ID差值(cap_id_offset)和频偏值构成一个新的数据表格,以cap ID差值为横坐标,频偏值为纵坐标,构成一个待测物的特征曲线;
对每一个待测物都构建其特征曲线;
对所有的特征曲线以cap ID差值(cap_id_offset)为单位求取所有对应频偏值的平均值(F_avg),将此平均值作为所有样本的特征曲线的频偏值;
所有的cap ID差值(cap_id_offset)及其对应的频偏平均值(F_avg)构成了校准所需的偏频特征曲线。
根据本发明一种基于统计数据和特征曲线的频率偏移校准方法的另一个优选实施例,在分析频偏值在标准范围内使用频率最多的cap ID值作为基础cap ID值(cap_id_base)时,如果有多个cap ID值出现的次数相同,则选择与这些cap ID值的平均值最接近的一个。
根据本发明一种基于统计数据和特征曲线的频率偏移校准方法的另一个优选实施例,所述步骤三中,如果不在标准范围内则在特征曲线中找出与频偏值F最接近的频偏值所对应的cap ID差值(cap_id_offset),具体是找出与频偏值F最接近的特征频偏值Ft,在通过特征频偏值Ft得出对应的cap ID差值(cap_id_offset)。
根据本发明一种基于统计数据和特征曲线的频率偏移校准方法的另一个优选实施例,频偏校准完成后,将频偏值F在标准范围内时,作为当前使用的cap ID值(cap_id_using)写入非易失随机存取存储器中,并将当前使用的cap ID值(cap_id_using)和频偏值F记录到数据容器中。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述,但是,应该理解,本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式,这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说,在本申请公开、附图和权利要求的范围内,可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外,对于本领域技术人员来说,其他的用途也将是明显的。

Claims (5)

1.一种基于统计数据和特征曲线的频率偏移校准方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤一,收集待测物的cap ID值和频偏值的分布数据,组成一个cap ID值-频偏值对应表;表中记录同一个cap ID值对应的不同待测物的频偏值,绘制出偏频特征曲线;
步骤二,分析出频偏值在标准范围内使用频率最多的cap ID值作为基础cap ID值;
步骤三,将基础cap ID值作为当前使用的cap ID值发射信号得到的频偏值F,参照偏频的特征曲线,如果频偏值F在标准范围内则频偏校准完成,如果不在标准范围内则在特征曲线中找出与频偏值F最接近的频偏值所对应的cap ID差值;
步骤四,在基础cap ID值的基础上减去cap ID差值得到新的cap ID;
步骤五,将新的值cap ID作为当前使用的cap ID值重复发射信号得到的频偏值F,直到将频偏值F调整到标准范围内为止,频偏校准完成。
2.根据权利要求1所述的一种基于统计数据和特征曲线的频率偏移校准方法,其特征在于:所述偏频特征曲线获取方法是:
随机找出n片待测物样品,设定为DUT1~DUTn;
对每一片样品,使用cap ID的可用整数范围内的每一个整数作为cap ID进行频偏量测,然后将数据整理成表格;
对每一片样品的cap ID值-频偏值数据进行平移,找出频偏值最接近0的cap ID,将所有的cap ID都减去所述最接近0的cap ID,得到的值作为cap ID差值;
以cap ID差值和频偏值构成一个新的数据表格,以cap ID差值为横坐标,频偏值为纵坐标,构成一个待测物的特征曲线;
对每一个待测物都构建其特征曲线;
对所有的特征曲线以cap ID差值为单位求取所有对应频偏值的平均值,将此平均值作为所有样本的特征曲线的频偏值;
所有的cap ID差值及其对应的频偏平均值构成了校准所需的偏频特征曲线。
3.根据权利要求1所述的一种基于统计数据和特征曲线的频率偏移校准方法,其特征在于:在分析频偏值在标准范围内使用频率最多的cap ID值作为基础cap ID值时,如果有多个cap ID值出现的次数相同,则选择与这些cap ID值的平均值最接近的一个。
4.根据权利要求1所述的一种基于统计数据和特征曲线的频率偏移校准方法,其特征在于:所述步骤三中,如果不在标准范围内则在特征曲线中找出与频偏值F最接近的频偏值所对应的cap ID差值,具体是找出与频偏值F最接近的特征频偏值Ft,在通过特征频偏值Ft得出对应的cap ID差值。
5.根据权利要求1所述的一种基于统计数据和特征曲线的频率偏移校准方法,其特征在于:频偏校准完成后,将频偏值F在标准范围内时,作为当前使用的cap ID值写入非易失随机存取存储器中,并将当前使用的cap ID值和频偏值F记录到数据容器中。
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