CN109270385A - 基于树莓派的5g收发模块测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于树莓派的5G收发模块测试系统，包括：树莓派、ADS1115模块、控制板、耦合器、混频器、直流电压源、频谱分析仪。通过上述方式，本发明基于树莓派的5G收发模块测试系统，通过采用树莓派替代NI‑DAQ模块，提供更好的扩展功能，采用ADS模块替代万用表，由树莓派控制电压测量，使用MK60DN512VMD10做为主控芯片，同时通过其AD输入端接收电信号输入处理，省去示波器，封装待测板底层操作代码到树莓派，树莓派通过串口与控制板通讯，通过发送命令给控制板实现各种状态设置或处理动作，上层用户测量软件通过简单调用树莓派中的python函数代码即可完成测试任务。
Description
技术领域
本发明涉及PCB测试组装技术领域，特别是涉及基于树莓派的5G收发模块测试系统。
背景技术
按客户文件定义，需要对收发模块接收和发送两条链路上电压和功率进行测量，需要用到的设备有三台电源、信号发生器、示波器、频谱分析仪、万用表、NI-DAQ模块以及信号通路复用和切换的控制板，整体测试设备较多，成本高，连接复杂，稳定性差；测量内容较多，要求较高，测量软件开发难度大，软件维护成本高；测试站复杂，占用空间大，美观性差，维护难度高；NI通讯模块采用的Labview控制代码延时大，测量时间长。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供基于树莓派的5G收发模块测试系统。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：
提供基于树莓派的5G收发模块测试系统，包括：安装有测试程序的电脑、树莓派、用于电压测量的模数转换模块、控制板、待测试5G收发模块、USB 集线器、用于输出射频信号的功率分配的耦合器、用于混合多种频率信号的混频器、给待测试5G收发模块和控制板供电的直流电压源、用于测量输入射频信号的功率、频率、相位的频谱分析仪，所述待测试5G收发模块与所述耦合器之间、所述耦合器与所述混频器之间、所述混频器与所述频谱分析仪之间分别通过射频线连接，所述频谱分析仪与所述USB 集线器之间、所述USB 集线器与所述直流电压之间、所述USB 集线器与所述电脑之间、所述电脑与所述树莓派之间分别通过USB线连接，所述待测试5G收发模块与所述控制板通过通信软排线连接，所述控制板与所述模数转换模块通过信号线连接，所述控制板与所述树莓派通过USB线、RS232线连接，所述模数转换模块与所述树莓派通过电源线、控制线连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述系统测试步骤如下：
（1）放上待测板，打开电脑测试软件程序运行；
（2）测试软件通过USB 集线器控制直流电压源和频谱仪；
（3）测试软件通过连接电脑与树莓派的USB线与树莓派通讯，调用树莓派中python算法；
（4）树莓派通过ADS1115模块进行电压测量，通过USB-RS232与控制板通讯，控制板设置待测板状态、发出频率信号、处理待测板输出的电信号；
（5）树莓派将待测板的状态参数或者测试结果参数反馈到电脑的测试程序中；
（6）电脑测试程序通过树莓派发出的状态参数或者测试结果参数完成待测板各项测试任务。
在本发明一个较佳实施例中，所述树莓派上设置有ADS操作系统、控制板操作系统以及用于待测试5G收发模块的python代码。
在本发明一个较佳实施例中，所述控制板设置能够输出12路电压的电压转换模块、用于产生测试需要的不同信号的数字频率合成模块、能够直接对外部输入电信号进行分析处理的中央处理器。
在本发明一个较佳实施例中，所述中央处理器还包括ADC输入的电信号的处理模块。
本发明的有益效果是：提供基于树莓派的5G收发模块测试系统，通过采用树莓派替代NI-DAQ模块，提供更好的扩展功能，采用ADS模块替代万用表，由树莓派控制电压测量，采用升级的控制板，集成TPS7A7200RGTT电压模块，直接提供12路电压输出，节省两台电压源，集成AD9958芯片，直接生成频率信号，替代信号发生器，使用MK60DN512VMD10做为主控芯片，同时通过其AD输入端接收电信号输入处理，省去示波器，封装待测板底层操作代码到树莓派，树莓派通过串口与控制板通讯，通过发送命令给控制板实现各种状态设置或处理动作，上层用户测量软件通过简单调用树莓派中的python函数代码即可完成测试任务。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明的基于树莓派的5G收发模块测试系统一较佳实施例的原理示意图；
图2是本发明的基于树莓派的5G收发模块测试系统一较佳实施例的控制板结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图2，本发明实施例包括：
基于树莓派的5G收发模块测试系统，包括：
安装有测试程序的电脑；
树莓派3B+，安装有ADS操作，控制板操作以及待测收发模块操作的python代码；
ADS1115模块，用于电压测量；
升级后的控制板，在原来通道复用和切换的基础上，增加了电压转换模块，直接在板上输出12路电压，满足供电需求；增加了频率信号合成模块，以便产生测试需要的不同信号；增加了功能强大的中央处理芯片，可以直接对外部输入电信号进行分析处理；
待测试收发模块；
USB 集线器；
耦合器，用于输出射频信号的功率分配；
混频器，用于混合多种频率信号；
直流电压源，给待测收发模块和控制板供电；
频谱分析仪，用于测量输入射频信号的功率，频率，相位等值。
待测试5G收发模块与耦合器之间、耦合器与混频器之间、混频器与频谱分析仪之间分别通过射频线连接，频谱分析仪与USB 集线器之间、所述USB 集线器与直流电压之间、USB 集线器与电脑之间、电脑与树莓派之间分别通过USB线连接，待测试5G收发模块与控制板通过通信软排线连接，控制板与模数转换模块通过信号线连接，控制板与所述树莓派通过USB线、RS232线连接，模数转换模块与树莓派通过电源线、控制线连接。
该系统测试步骤如下：
（1）放上待测板，打开电脑测试软件程序运行；
（2）测试软件通过USB-HUB控制直流电压源和频谱仪；
（3）测试软件通过连接PC与树莓派的USB线与树莓派通讯，调用树莓派中python函数；
（4）树莓派操作ADS1115模块进行电压测量，通过USB-RS232与控制板通讯，控制板完成设置待测板状态，发出频率信号，处理待测板输出的电信号等功能；
（5）树莓派将各种状态或处理结果反馈到电脑测试程序；
（6）在电脑测试程序的管理下，最终完成各项测试任务。
控制板包括以下模块：
电压转换模块1，将输入电压转换成多路不同电压输出；
数字频率合成器2，用于输出需要的各种频率信号；
强大的中央处理器3，拥有独立的系统，负责设备设置，控制，测量，通讯等功能，同时还包含了通过ADC输入的电信号的处理功能；
控制板的电源输入4；
连接待测收发模块的排线接口5；
连接树莓派和其它外部扩展模块的接口6；
合成频率信号的输出接口7；
需要处理的电信号输入端口8。
本发明基于树莓派的5G收发模块测试系统的有益效果是：
（1）省去了一些昂贵的设备，直流电压源、信号发生器、示波器，以价格较低的树莓派代替了NI-DAQ模块，ADS1115代替了万用表，大幅度节省了硬件成本；
（2）大量节省了测试站的占用空间，减少了很多连线，提高了维护性，稳定性和美观度；
（3）软件代码结构变得更好，分离底层操作代码到树莓派，降低了测试软件开发难度和代码维护难度；
（4）提高了整体运行效率，缩短了测试时间。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.基于树莓派的5G收发模块测试系统，其特征在于，包括：安装有测试程序的电脑、树莓派、用于电压测量的模数转换模块、控制板、待测试5G收发模块、USB 集线器、用于输出射频信号的功率分配的耦合器、用于混合多种频率信号的混频器、给待测试5G收发模块和控制板供电的直流电压源、用于测量输入射频信号的功率、频率、相位的频谱分析仪，所述待测试5G收发模块与所述耦合器之间、所述耦合器与所述混频器之间、所述混频器与所述频谱分析仪之间分别通过射频线连接，所述频谱分析仪与所述USB 集线器之间、所述USB 集线器与所述直流电压之间、所述USB 集线器与所述电脑之间、所述电脑与所述树莓派之间分别通过USB线连接，所述待测试5G收发模块与所述控制板通过通信软排线连接，所述控制板与所述模数转换模块通过信号线连接，所述控制板与所述树莓派通过USB线、RS232线连接，所述模数转换模块与所述树莓派通过电源线、控制线连接。
2.根据权利要求1所述的基于树莓派的5G收发模块测试系统，其特征在于，所述系统测试步骤如下：
（1）放上待测板，打开电脑测试软件程序运行；
（2）测试软件通过USB 集线器控制直流电压源和频谱仪；
（3）测试软件通过连接电脑与树莓派的USB线与树莓派通讯，调用树莓派中python算法；
（4）树莓派通过ADS1115模块进行电压测量，通过USB-RS232与控制板通讯，控制板设置待测板状态、发出频率信号、处理待测板输出的电信号；
（5）树莓派将待测板的状态参数或者测试结果参数反馈到电脑的测试程序中；
（6）电脑测试程序通过树莓派发出的状态参数或者测试结果参数完成待测板各项测试任务。
3.根据权利要求1所述的基于树莓派的5G收发模块测试系统，其特征在于，所述树莓派上设置有ADS操作系统、控制板操作系统以及用于待测试5G收发模块的python代码。
4.根据权利要求1所述的基于树莓派的5G收发模块测试系统，其特征在于，所述控制板设置能够输出12路电压的电压转换模块、用于产生测试需要的不同信号的数字频率合成模块、能够直接对外部输入电信号进行分析处理的中央处理器。
5.根据权利要求4所述的基于树莓派的5G收发模块测试系统，其特征在于，所述中央处理器还包括ADC输入的电信号的处理模块。
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