CN105572560B - 射频装置、射频电路的检测电路及检测方法 - Google Patents

射频装置、射频电路的检测电路及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种射频装置、射频电路的检测电路及检测方法。此检测电路包括检测信号产生单元、滤波单元以及检测结果提供单元。检测信号产生单元从信号输出端提供检测信号。滤波单元的第一端接收检测信号,第二端电性耦接到射频电路的测试点,且滤波单元有能力滤除射频电路中的射频信号。检测结果提供单元电性耦接至滤波单元的第一端,并且根据滤波单元第一端的电位变化状况而决定对外提供的信号内容。本发明使得射频电路的检测能在射频电路正常运作时进行。

Description

射频装置、射频电路的检测电路及检测方法
技术领域
本发明涉及一种射频电路的检测技术,尤其涉及一种射频装置、射频电路的检测电路及检测方法。
背景技术
在目前的技术中,若于射频电路,例如天线等,运作时进行检测,很容易会对通讯的品质造成干扰。所以,一般的射频电路检测都是在特定的测试模式下进行。这使得射频电路在检测过程中无法维持正常运作,导致使用者在使用上产生不便。再者,对于有直流短路零件并联到地的射频电路而言,就无法使用直流电压来检测此射频电路是否存在不适当的短路现象。相对地,对于有直流开路零件并联到地的射频电路而言,就无法使用直流电压来检测此射频电路是否存在不适当的开路现象。
以上种种缺陷,对于射频电路的维护都造成了一定的困扰。
发明内容
本发明提供可以在射频电路运作的同时进行实时检测操作的射频装置、检测电路以及相关的检测方法,并且可以明确的让使用者判读出射频电路的现况。
本发明的一实施例提供一种射频电路的检测电路,其适于检测射频电路。此检测电路包括信号输出端、第一滤波单元以及检测结果提供单元。其中,信号输出端输出检测信号。第一滤波单元具有第一外部连接端与第二外部连接端,第一外部连接端接收检测信号,第二外部连接端电性耦接至射频电路,且第一滤波单元有能力滤除在射频电路中传递的射频信号。检测结果提供单元具有外部输入端,外部输入端电性耦接至第一外部连接端,且检测结果提供单元会根据外部输入端的电位变化状况而决定所提供的信号内容。
本发明的另一实施例提供一种射频装置,其包括射频电路与检测电路,射频电路用以发送或接收射频信号,而检测电路则用以检测射频电路的状况。其中,检测电路包括信号输出端、第一滤波单元以及检测结果提供单元。其中,信号输出端提供检测信号。第一滤波单元具有第一外部连接端与第二外部连接端,第一外部连接端电性耦接到信号输出端以接收检测信号,第二外部连接端电性耦接至射频电路,且第一滤波单元有能力滤除在射频电路中传递的射频信号,并可让检测信号通过。检测结果提供单元具有外部输入端,外部输入端电性耦接至第一外部连接端,检测结果提供单元会根据外部输入端的电位变化状况而决定所提供的信号内容。
本发明的另一实施例提供一种使用前述检测电路的射频电路的检测方法,包括:进行比较操作,比较检测结果提供单元所提供的信号内容与预设信号内容;以及根据比较操作的结果判断射频电路是否在正常状态。其中,预设信号内容可以是以检测电路检测正常的射频电路时,由检测结果提供单元所提供的信号内容,或者是以其他预设的检测信号得之。此外,还可以进一步根据检测结果提供单元所提供的信号内容与预设信号内容的差异方式,判断射频电路为误短路或误开路。
本发明的实施例因采用滤波单元隔绝射频电路与检测电路,所以能在检测电路中运行的检测信号的频率将不会高到能影响射频电路的射频信号的程度,这使得射频电路的检测能在射频电路正常运作时进行。而利用射频电路因检测信号频率的阻抗变化对检测信号平缓元件产生的不同影响,可以简单的判断出射频电路中是否出现不正常的开路或短路现象,减少了检测时所受到的限制。
附图说明
图1为根据本发明一实施例的射频装置的电路方框图。
图2为根据本发明一实施例的射频装置的电路方框图。
图3为根据本发明一实施例的检测电路的电路图。
图4为根据本发明一实施例的检测电路的电路图。
图5为根据本发明一实施例的检测方法的实施流程图。
其中,附图标记说明如下:
10、20:射频装置
35、45、150、250:检测电路
100:射频电路
152:检测信号产生单元
152a、352a:信号输出端
154:平缓检测信号单元
154a、R1a、R1b:端点
156、356:第一滤波单元
156a、156b、257a、257b、356a、356b、357a、357b:外部连接端
158、358:检测结果提供单元
158a、358a:外部输入端
257、357:第二滤波单元
380:整流单元
382:直流检测单元
382a:控制端
382b、382c:通路端
A、B:阶段
C1~C5:电容
D1:二极管
L1~L3:电感
R1:电阻
S500~S516:本发明一实施例的施行步骤
T1:晶体管(开关元件)
TP:测试点
Ts:检测信号
VDD:工作电位
Vout:输出电位
Ws:整流信号
具体实施方式
请参照图1,其为根据本发明一实施例的射频装置的电路方框图。在本实施例中,射频装置10包括了一个射频电路100以及用来检测射频电路100的检测电路150。射频电路100是可以用来发送或者接收射频信号的电路,例如各类天线。检测电路150则包括检测信号产生单元152、平缓检测信号单元154、第一滤波单元156以及检测结果提供单元158。其中,检测信号产生单元152具有信号输出端152a,并从信号输出端152a提供检测信号Ts;平缓检测信号单元154有一端点154a电性耦接到检测信号产生单元152以接收检测信号Ts;第一滤波单元156具有外部连接端156a(后称第一外部连接端)与外部连接端156b(后称第二外部连接端),第一外部连接端156a用以电性耦接到平缓检测信号单元154的端点154a以及信号输出端152a并因此而接收检测信号Ts,第二外部连接端156b电性耦接至射频电路100中预先设定好的测试点;检测结果提供单元158具有外部输入端158a,此外部输入端158a电性耦接至平缓检测信号单元154的端点154a、信号输出端152a以及外部连接端156a,且检测结果提供单元158根据外部输入端158a的电位变化状况而决定所提供的信号内容。
前述的检测信号产生单元152应具有较佳的低输出阻抗电压源或高输出阻抗电流源特性,而所提供的检测信号Ts可以是数字信号,且可以有不只一种的信号内容。举例来说,检测信号Ts的内容可以是连续的逻辑高电位(相当于固定直流电压),亦即每个位元值都为1的数字信号(1,1,1,1,…);或者可以是连续的逻辑低电位(相当于固定直流接地),亦即每个位元值都为0的数字信号(0,0,0,0,…);也或者可以是连续的逻辑高电位与逻辑低电位的依序组合(相当于中、低频信号),亦即为连续1、0的数字信号(1,0,1,0,…)。前述的各种数字信号还可以搭配不同的工作周期而产生各种不同的检测信号。再者,数字检测信号也可以有多种波形,如方波、三角波或弦波等。
再者,前述的第一滤波单元156具有高频高阻抗且中低频低阻抗的特性。此处的高频指的是射频信号的频率附近一定范围的频率段(约为300MH以上频带,后称高频带),而中低频频带指的则是低于前述高频的使用频率频带的0.25倍以下,特别是检测信号产生单元152所产生的检测信号Ts及其附近的频率段(后称中低频带)。如此一来,在射频电路100运作的时候,在射频电路100中传递的射频信号就会因为第一滤波单元156的阻隔而不会影响到检测电路150的运作;相对的,由于第一滤波单元156不会阻挡检测信号Ts,所以对于检测信号Ts来说,射频电路100也是检测信号Ts的传递路径之一,因此射频电路100的阻抗变化将会影响到检测电路150中各点电位的变化,特别是,检测结果提供单元158从外部输入端158a所接收的电位的变化。
平缓检测信号单元154在此做为暂态储能与滤波之用,以使经过平缓检测信号单元154之后所得到的波形,能够比原本的检测信号波形更趋向于平缓的信号波形。实际上在设计时,可以独立存在也可以并入于检测电路150的滤波单元之中。在以下的几个实施例中将进一步说明相关的设计变化方式。
请参照图2,其为根据本发明另一个实施例的射频装置的电路方框图。比较图1与图2所示的实施例,图2的射频装置20较图1所示的射频装置10,在检测电路250中多了一个第二滤波单元257。第二滤波单元257电性耦接在第一滤波单元156与检测信号产生单元152之间,其外部连接端257a(后称第三外部连接端)电性耦接至检测信号产生单元152以接收检测信号Ts,外部连接端257b则电性耦接到第一滤波单元156的外部连接端156a以及检测结果提供单元158的外部输入端158a。第二滤波单元257可以对检测信号产生单元152提供更佳的高频隔绝效果,避免在高功率射频电路100中传递的射频信号影响检测信号产生单元152的运作。第二滤波单元257可以藉由在前述的高频带具备一定程度的阻抗效果以达到此一目的;在较佳的状况下,第二滤波单元257在前述的高频带可提供与第一滤波单元156相同或更高的阻抗效果。从另一个角度来看,第一滤波单元156与第二滤波单元257两者可以都是低通滤波器或带通滤波器;也可以是其中一者为低通滤波器,而另一者则为带通滤波器。只要能达成原始的设计目的,哪一种类型的滤波器并不会是必要的限制。
除了上述的差异之外,射频装置20的电路连接关系与运作原理皆与图1所示的射频装置10相类似,在此不再多做说明。此外应注意的是,虽然在上述实施例中都在检测电路内提供了一个检测信号产生单元,但这是为了说明让检测电路能独立运作所做的特例。换句话说,在检测电路中并不一定需要包含检测信号产生单元,甚至在整个射频装置中都可以不包含检测信号产生单元,但如此一来就需要在外部另外安装一个对应的检测信号产生单元以提供检测所需的检测信号。
举例来说,请参照图3,其为根据本发明一实施例的检测电路的电路图。在本实施例中,检测电路35主要包括了信号输出端352a、第一滤波单元356、第二滤波单元357以及检测结果提供单元358。很明显的,在此实施例中就不存在一个独立的检测信号产生单元,所以信号输出端352a必须电性耦接到一个外部的检测信号产生单元(未绘示),并从检测信号产生单元接收检测信号Ts,并将所接收到的检测信号Ts提供至检测电路35。
在本实施例中,第一滤波单元356包括了电感L1与电容C1。电感L1的一端电性耦接到第一滤波单元356的外部连接端356b以及射频电路(未绘示)中的测试点TP,电感L1的另一端(相当于第一滤波单元356的外部连接端356a)、电容C1的一端、第二滤波单元357的外部连接端357b以及检测结果提供单元358的外部输入端358a互相电性耦接,电容C1的另一端则电性耦接到地。第二滤波单元357包括了电感L2与电容C2。电感L2的一端(相当于第二滤波单元357的外部连接端357a)电性耦接到信号输出端352a以及电容C2的一端,电感L2的另一端(相当于第二滤波单元357的外部连接端357b)电性耦接到检测结果提供单元358的外部输入端358a以及第一滤波单元356的外部连接端356a,而电容C2的另一端则接地。
在此处,电容C1与电容C2共同担任如图1所示的平缓检测信号单元154的角色。换句话说,电容C1与电容C2共同提供了暂态储能与滤波的效果,做为后级检测结果提供单元358中所需的直流偏压(DC bias)信号。
如图所示,本实施例中的检测结果提供单元358包括一个整流单元380以及一个直流检测单元382。整流单元380电性耦接至外部输入端358a,并对外部输入端358a的电位进行整流操作而输出对应的整流信号Ws;直流检测单元382电性耦接至整流单元380以接收整流信号Ws,并且直流检测单元382可以根据整流信号Ws而决定检测结果提供单元358所要提供的信号内容。
在本实施例中,整流单元380包括二极管D1、电感L3以及电容C3。二极管D1的阳极电性耦接到外部输入端358a,阴极则与电感L3的一端电性耦接;电感L3的另一端与电容C3的一端电性耦接,而电容C3的另一端则接地。直流检测单元382包括晶体管T1以及电阻R1。晶体管T1的控制端382a同时电性耦接到整流单元380的电感L3与电容C3,并从整流单元380接收整流信号Ws来控制是否导通通路端382b(后称第一通路端)与通路端382c(后称第二通路端)之间的电性通路。通路端382c接地,通路端382b与电阻R1的端点R1b同时电性耦接至外部输出端Out,以提供一个输出电位Vout做为检测结果提供单元358所要提供的信号内容,电阻R1的另一端点R1a则电性耦接到工作电位VDD。
上述实施例中的晶体管T1仅是开关元件的一种实体例子而已,并非是绝对的限制条件。在实际制作的时候可以视环境需求而选用其他类型的开关元件。
随着所测试的射频电路不同,检测信号Ts的工作周期也可以随之调整。藉由使用特定的检测信号Ts,使得射频电路的阻抗可以在正常与不正常的时候,藉由分别得到的整流信号Ws(包含前述的直流偏压),足以驱动晶体管T1分别为导通与不导通的状态。如此一来,就可以根据输出电位Vout的电位值来判断受检测的射频电路的阻抗是否在设计的正常状态。举例来说,在经过调适之后,可以采用一个特定的检测信号Ts以使在射频电路为正常的时候,整流信号Ws的电位足以使晶体管T1导通,并使在射频电路为短路的时候,整流信号Ws的电位不能使晶体管T1导通。如此一来,当射频电路为正常的时候,因为晶体管T1为导通状态,所以输出电位Vout就会是低电位(在本实施例中为接近接地电位);而当射频电路为短路的时候,因为晶体管T1为不导通状态,所以输出电位Vout就会是高电位(在本实施例中为接近工作电位VDD)。测试者可以很容易的从输出电位Vout的电位而得知射频电路的现状是否正常。
在另一个实施例中,检测结果提供单元358可以不包括直流检测单元382。而在这种情况下,可以直接将整流信号Ws做为检测结果提供单元358所要提供的信号内容,而测试者只需要将整流信号Ws接上模拟数字转换器就可以得到检测的结果;更进一步的,可以利用模拟数字转换器转换后所得到的信号来决定是否发出警示灯、警示音甚或其他警示信息等。
或者,在另一个实施例中,在这种情况下也可以将示波器整合到检测电路35中,以直接将整流信号Ws显示出来。但是一般来说,由于示波器的体积较大,所以可以将整个检测电路35加上示波器做成一个自动化测试仪器。如此一来,除了在工厂中可以简易的运用在批量化自动测量的外,也可以做成可携式的检测装置以便利维修人员在外进行射频电路的检测工作。
请参照图4,其为根据本发明另一个实施例的检测电路的电路图。比较图3与图4,图4所示的检测电路45显然并不具备图3中直流检测单元382的相关电子元件;除此之外,检测电路45还比检测电路35多加了两个电容C4与C5。在图4所示的实施例中,电容C5担任如图1所示的平缓检测信号单元154的角色。换句话说,电容C5提供了暂态储能的效果,做为后级检测结果提供单元358中的基本直流电压(也就是前述的直流偏压)信号。当然,电容C1与电容C2也提供了暂态储能与滤波的效果,但藉由调动独立存在的电容C5的电容值,可以在不改变滤波效果的前提下改变后级电路中直流偏压信号的大小。再者,电容C4(以交流耦合)可以使提供检测信号Ts的检测信号产生单元(未绘示)被隔离于射频电路100为主动负载时的直流偏压之外,避免直流偏压对检测信号产生单元造成伤害。
如前所述,检测电路45中显然并不具备图3中直流检测单元382的相关电子元件。因此,可以直接将整流信号Ws做为向外提供的信号内容;或者,可以整合模拟数字转换器到检测电路45中,以直接将整流信号Ws显示出来做为向外提供的信号内容。除此之外,也可以利用整流信号Ws的值或变化方式来做为驱动警示灯、警示音甚或其他警示信息等的依据。
虽然上述实施例中都采用半波整流器为整流单元的实施例,但本技术领域的技术人员当知,其他类型的整流器,例如全波整流器或桥式整流器等,都可以在此处被用来替换作为实施例的半波整流器。
接下来请参照图5,其为根据本发明一实施例的检测方法的实施流程图。在此实施例中,检测方法被分为两个阶段A与B,其中的阶段A一般是在射频电路出厂的前就会进行的,而阶段B则是在射频电路运作时进行,但并不以此为限。请一并参照图1,以下说明将配合图1以便于理解。
在图5所示的实施例中,首先提供检测信号(步骤S500)至检测电路150,接下来则从检测结果提供单元158取得检测结果(步骤S502)。在步骤S504中,假若发现检测结果与设计时的理论值差异过大,则进入步骤S506以进行射频电路的修复,并回到步骤S500重新进行检测;而若在步骤S504中发现检测结果与理论值相符合(包含差距在一定的误差范围内),则流程进入步骤S508以将此时的检测结果储存起来做为后续检测时比对用的预设值。当然,后续在贩售后的检测(阶段B)中也可以直接采用设计时的理论值为预设值,但采用步骤S508所得的预设值来进行后续的检测,可以更贴近每一个射频电路可能因为制作误差而产生略微偏移的电路特性,所以将能得到更为准确的检测结果。
当在步骤S508中储存了预设值之后,整个射频装置10就可以出厂供货给消费者了。当消费者安装好进行运行之时,射频装置10就可以自我进行阶段B的检测流程。在阶段B中,首先提供检测信号(步骤S510)至检测电路150,接下来则从检测结果提供单元158取得检测结果(步骤S512)。接下来则在步骤S514中比对所取得的检测结果与预设值是否相符。若在步骤S514中发现检测结果与预设值相符合(包含差距在一定的误差范围内),则流程回到步骤S510以进行下一轮的检测;而若在步骤S514中发现检测结果与预设值不相符,则流程进入步骤S516以发出警示信号,提醒使用者应注意检修,并视设计考量而可能进一步的停止射频电路100的运作。
在前述的实施例中,步骤S504与S514所进行的比较可以由外部的处理装置进行,或者可以由设置在射频装置10之中的处理器进行。射频装置10的处理器可以独立存在,也可以与检测信号产生单元152合并在一起。当然,步骤S504与S514所进行的比较也可以由硬件电路完成,例如,请参照图3,以图3的直流检测单元382为例,当检测结果与预设值(或理论值)相符,也就是射频电路正常的时候,输出电位Vout会为低电位;而当检测结果与预设值差异过大,则输出电位Vout会为高电位。藉由设计根据输出电位Vout而决定是否发出警示信号的硬件电路,就可以在不需要额外处理器的条件下发出警示信号。
上述的各实施例针对性的说明了射频电路不当短路时所可能出现的状态与应对方式,但此方式经过略微修改之后也可以应用于射频电路不当开路时的检测。藉由使用本发明所提供的各实施例,短路与开路的测试原理是相同的,仅在于检测信号频率的阻抗值变化方式可能有所差异,因此在此就不多予赘述。
综上所述,本发明的实施例因采用滤波单元隔绝射频电路与检测电路,所以能在检测电路中运行的检测信号的频率将不会高到能影响射频电路的射频信号的程度,这使得射频电路的检测能在射频电路正常运作时进行。而利用射频电路在平缓检测信号频率的阻抗变化对平缓检测信号元件产生的不同影响,可以简单的判断出射频电路中是否出现不正常的开路或短路现象,减少了检测时所受到的限制。

Claims (14)

1.一种射频电路的检测电路,适于检测一射频电路,包括:
一信号输出端,接收并提供一检测信号;
一第一滤波单元,具有一第一外部连接端与一第二外部连接端,该第一外部连接端用以电性耦接到信号输出端以接收该检测信号,该第二外部连接端电性耦接至该射频电路,且该第一滤波单元适于滤除在该射频电路中传递的射频信号;以及
一检测结果提供单元,具有一外部输入端,该外部输入端电性耦接至该第一外部连接端,且该检测结果提供单元根据该外部输入端的电位变化状况而决定所提供的信号内容。
2.如权利要求1所述的检测电路,还包括:
一第二滤波单元,电性耦接于该信号输出端与该第一外部连接端之间,该第二滤波单元具有一第三外部连接端与一第四外部连接端,该第三外部连接端电性耦接到该信号输出端,该第四外部连接端电性耦接至该第一外部连接端。
3.如权利要求1所述的检测电路,其中该检测结果提供单元包括:
一整流单元,电性耦接至该外部输入端,该整流单元对该外部输入端的电位进行整流操作而输出对应的一整流信号;以及
一直流检测单元,电性耦接至该整流单元以接收该整流信号,并根据该整流信号而决定该检测结果提供单元提供的信号内容。
4.如权利要求3所述的检测电路,其中该直流检测单元包括:
一开关元件,具有一控制端,一第一通路端与一第二通路端,该控制端接收该整流信号而根据该整流信号决定是否导通该第一通路端与该第二通路端之间的电性通路,该第一通路端电性耦接至一外部输出端,该第二通路端电性耦接一第一预设电位;以及
一电阻,一端电性耦接至一第二预设电位,另一端电性耦接至该第一通路端。
5.如权利要求1所述的检测电路,还包括:
一检测信号产生单元,产生该检测信号以提供至该信号输出端。
6.如权利要求1所述的检测电路,还包括:
一平缓检测信号单元,该平缓检测信号单元有一连接端点电性耦接至该信号输出端接收该检测信号,并且该平缓检测信号单元的该连接端点电性耦接至该第一滤波单元的该第一外部连接端,该平缓检测信号单元做为瞬时储能与滤波之用,以使经过该平缓检测信号单元之后所得到的信号波形比原本的该检测信号的波形更趋向于平缓。
7.一种射频装置,包括:
一射频电路,用以发送或接收一射频信号;以及
一检测电路,包括:
一信号输出端,接收并提供一检测信号;
一第一滤波单元,具有一第一外部连接端与一第二外部连接端,该第一外部连接端用以电性耦接到该信号输出端以接收该检测信号,该第二外部连接端电性耦接至该射频电路,且该第一滤波单元适于滤除在该射频电路中传递的射频信号;以及
一检测结果提供单元,具有一外部输入端,该外部输入端电性耦接至该第一外部连接端,且该检测结果提供单元根据该外部输入端的电位变化状况而决定所提供的信号内容。
8.如权利要求7所述的射频装置,还包括:
一第二滤波单元,电性耦接于该信号输出端与该第一外部连接端之间,该第二滤波单元具有一第三外部连接端与一第四外部连接端,该第三外部连接端电性耦接到该信号输出端,该第四外部连接端电性耦接至该第一外部连接端。
9.如权利要求7所述的射频装置,其中该检测结果提供单元包括:
一整流单元,电性耦接至该外部输入端,该整流单元对该外部输入端的电位进行整流操作而输出对应的一整流信号;以及
一直流检测单元,电性耦接至该整流单元以接收该整流信号,并根据该整流信号而决定该检测结果提供单元提供的信号内容。
10.如权利要求7所述的射频装置,还包括:
一检测信号产生单元,产生该检测信号并提供至该信号输出端。
11.如权利要求7所述的射频装置,还包括:
一平缓检测信号单元,该平缓检测信号单元有一连接端点电性耦接至该信号输出端接收该检测信号,并且该平缓检测信号单元的该连接端点电性耦接至该第一滤波单元的该第一外部连接端,该平缓检测信号单元做为瞬时储能与滤波之用,以使经过该平缓检测信号单元之后所得到的信号波形比原本的该检测信号的波形更趋向于平缓。
12.一种使用如权利要求1所述的检测电路的射频电路的检测方法,包括:
进行一比较操作,比较该检测结果提供单元所提供的信号内容与一预设信号内容;以及
根据该比较操作的结果,判断该射频电路是否正常。
13.如权利要求12所述的检测方法,其中该预设信号内容为:该检测电路检测正常的该射频电路时,该检测结果提供单元所提供的信号内容;
且其中根据该比较操作的结果,判断该射频电路是否正常,包括:
当该检测结果提供单元所提供的信号内容与该预设信号内容相同时,判断该射频电路为正常;以及
当该检测结果提供单元所提供的信号内容与该预设信号内容不同时,判断该射频电路为不正常。
14.如权利要求13所述的检测方法,其中当该检测结果提供单元所提供的信号内容与该预设信号内容不同时,除了判断该射频电路为不正常之外,还包括:
根据该检测结果提供单元所提供的信号内容与该预设信号内容的差异方式,判断该射频电路为误短路或误开路。
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