CN110401499A - 针对射频模块的快速频偏校准方法、装置、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针对射频模块的快速频偏校准方法，涉及通信技术领域，旨在实现对无线射频模块的快速频偏校准，并保证频偏校准的一致性，适用于批量测试，该方法包含以下步骤：接收频偏校准指令；根据所述频偏校准指令控制射频模块输出外置晶振频率；对所述外置晶振频率进行采样以计算实时频偏，基于所述实时频偏修改外置晶振的寄存器值以完成频偏校准。本发明还公开了一种针对射频模块的快速频偏校准装置、电子设备和计算机存储介质。

Description

针对射频模块的快速频偏校准方法、装置、设备及介质

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种针对射频模块的快速频偏校准方法、装置、设备及介质。

背景技术

众所周知，市场上的无线类射频模块均具有不同信道数量，如主流2.4GHz频段的wifi模块拥有14信道，蓝牙模块拥有40/80个信道。每个信道都有中心频点，相邻信道之间具有一定的带宽。

因此，无线类射频模块在研发端到市场化的过程中，都绕不开一个重要的参数指标，就是模块的射频中心频点的偏移，即频偏，为了保证射频通讯的正常，行业标准要求是对应频点频偏≤±20ppm。若中心频点的频偏不正确，会导致数据帧无法正确解析，从而出现无法关联或者吞吐量低的问题，所以射频类的通信模块必须要进行频偏校准。

目前行业对频偏的测试，主要依赖于一些专业仪器的辅助测试，比如Itest(无线网络测试仪)，对每个信道进行测试。根据测试结果，如果发现频偏较大，则通过调整晶振的旁路电容进行校正；如果发现频偏较小，则通过软件修改IC寄存器的寄存器值，来实现频偏微调，使其符合频偏标准。

另一种测试频点偏移的方法是通过频谱仪获取波形图，从而查看对应的频点是否符合设计。但对于量产的射频模块而言，无论上述哪种方案，都需要将每个射频模块连接到仪器上去测试，因此存在以下几个问题：

1.如果需测试的射频模块的数量很大，则需要用于测试的仪器数量也相应较多，但每台仪器采购成本高，且所占空间也较大，逐一测试的方法显然不符合实际生产效益；因此上述两种方案，只适用于研发阶段，或者抽测环节，不适合大批量检测。

2.每个射频模块在测试频偏时都需要以特定的方式连接到仪器的端口，因此需要配合专门的工装，操作非常不方便，而且人力成本会显著提高。

3.上述两种方案只能用于测试频偏，如果测试到射频模块不符合频偏标准，只能拦截而无法自动校准。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种针对射频模块的快速频偏校准方法，能实现快速测试射频模块的频偏，并同时进行自动校准，操作方便，适合对射频模块进行批量频偏校准。

本发明的目的之一采用以下技术方案实现：

一种针对射频模块的快速频偏校准方法，包括以下步骤：

接收频偏校准指令；

根据所述频偏校准指令控制射频模块输出外置晶振频率；

对所述外置晶振频率进行采样以计算实时频偏，基于所述实时频偏修改外置晶振的寄存器值。

进一步地，通过标准测试板接收所述频偏校准指令，并控制射频模块输出外置晶振频率。

进一步地，通过预先在所述射频模块设置输出接口的方式输出外置晶振频率，具体由所述射频模块的主频晶振分频后，通过所述输出接口输出特定频率的时钟信号，所述特定频率的时钟信号即为外置晶振频率。

进一步地，通过标准测试板对所述特定频率的时钟信号进行采样，并计算实时频偏。

进一步地，基于所述实时频偏，通过串口交互的方式修改所述射频模块的外置晶振的寄存器值。

进一步地，修改所述射频模块的外置晶振的寄存器值包括：当所述实时频偏大于标准频偏时，减小寄存器值；当所述实时频偏小于标准频偏时，增加寄存器值。

本发明的目的之二在于提供一种针对射频模块的快速频偏校准装置，其能实现批量测试射频模块的频偏，并同时进行自动校准，操作方便。

本发明的目的之二采用以下技术方案实现：

针对射频模块的快速频偏校准方法装置，其包括：

指令获取模块，用于获取频偏校准指令；

控制模块，用于根据所述频偏校准指令控制射频模块输出外置晶振频率；

采样校准模块，用于对所述外置晶振频率进行采样以计算实时频偏，基于所述实时频偏修改外置晶振的寄存器值。

本发明的目的之三在于提供执行发明目的之一的电子设备，其包括处理器、存储介质以及计算机程序，所述计算机程序存储于存储介质中，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的针对射频模块的快速频偏校准方法。

本发明的目的之四在于提供存储发明目的之一的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的针对射频模块的快速频偏校准方法。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明不需要提供射频端口或连接测试仪器，就能根据频偏校准指令控制射频模块输出频偏测试结果，并根据频偏测试结果能同时进行自动频偏校准，从而实现射频模块的快速频偏测试和校准，操作方便且适用于批量作业。

附图说明

图1是本发明针对射频模块的快速校准方法的流程图；

图2是实施例2的针对射频模块的快速校准装置的结构框图；

图3是实施例3的电子设备的结构框图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明进行更为详细的描述，需要说明的是，下参照附图对本发明进行的描述仅是示意性的，而非限制性的。各个不同实施例之间可以进行相互组合，以构成未在以下描述中示出的其他实施例。

实施例1

本实施例提供了一种针对射频模块的快速频偏校准方法，旨在不连接测试仪器的情况下，简化射频模块测试时的连接方式，从而实现射频模块的快速频偏测试和自动频偏校准，适用于批量测试，能提高批量测试效率，且具有操作方便和成本低的优点。

根据上述原理，对针对射频模块的快速频偏校准方法进行介绍，如图1所示，针对射频模块的快速频偏校准方法，具体包括以下步骤：

接收频偏校准指令；

根据频偏校准指令控制射频模块输出外置晶振频率；

采集外置晶振频率以计算实时频偏，基于实时频偏修改外置晶振的寄存器值，从而完成频偏校准。

优选地，通过标准测试板接收频偏校准指令，并控制射频模块输出外置晶振频率，其中上述标准测试板连接PC端和射频模块，用于进行采样数据和频偏校准，其内部安装有FPGA芯片，该FPGA芯片包含可配置逻辑模块、输入输出模块、计数器和存储器。该标准测试板通过USB接口连接PC端，标准测试板接收PC端发送的频偏校准指令，并通过UART与射频模块进行交互，即实现对射频模块的控制，使射频模块根据频偏校准指令输出其外置晶振频率。

优选地，通过预先在射频模块设置输出接口的方式输出外置晶振频率，具体由射频模块的主频晶振分频后，通过所述输出接口输出的特定频率的时钟信号，所述特定频率的时钟信号即为外置晶振频率，该时钟信号就是主频晶振分频后的一个固定周期的脉冲信号；在本实施例中，射频模块预先设置GPIO口作为输出接口，将射频模块的主频晶振分频后，射频模块通过GPIO口输出一个特定频率的时钟信号CLK，该时钟信号CLK对应该射频模块的外置晶振频率，从而通过输出的时钟信号CLK，能判断出射频模块的实际频偏与标准频偏的差异，具体使用标准测试板(标准测试板)去检测这个CLK(脉冲信号)的周期与实际的理论标准脉冲信号频率进行对比，从而判断是否存在偏差。

因射频模块的实时频偏只有很小的数量级，所以主频晶振分频的是为了将主频晶振的高频进行分频，降低其数量级，使得对外置晶振频率的采样精度和误差范围小，有利于输出更精确的外置晶振频率。

优选地，通过标准测试板对特定频率的时钟信号进行采样，并计算实时频偏。该标准测试板对特定频率的时钟信号进行采样主要由计数器来完成，在本实施例中通过标准测试板内部的FPGA芯片的计数器对时钟信号CLK进行采样，并通过FPGA芯片的可配置逻辑模块根据采样结果计算实时频偏。采样的时钟信号CLK为分频后的一个固定周期的脉冲信号；通过所述标准测试板去检测这个脉冲信号的周期后与理论标准的脉冲信号的周期进行对比，从而判断是否存在频率偏差。

检测脉冲信号的周期采用示波器去抓取信号频率以确定信号周期，例如主频晶振为32MHz，通过分频后变成一个32Hz的方波信号，那么通过示波器抓取到的方波信号频率为33Hz，则由公式：周期(T)＝1/F(频率)，可知对应的信号周期为1/33s，表明信号周期偏小，从而得知频偏偏高，需减小外置晶振的寄存器值。

建立换算比例公式：分频频率＝主频晶振频率/分频倍数，其中分频倍数主要取决于实际标准测试板的主芯片性能，根据主芯片性能调整分频倍数，在此不限定主芯片型号；利用上述换算比例公式计算时钟信号CLK的频率(实时频偏)，然后与理论标准的脉冲频率进行对比，然后根据对比情况去修改寄存器值。因为射频信号是依赖外置晶振的基准定时器去计算的，如果基准定时器不准，或偏大，或偏小，都会导致射频信号会产生偏差，所以理论上我只要把基准定时器的值调准，就能有效减小射频信号的偏差，从而达到频偏校准。

优选地，基于实时频偏，标准测试板采用串口交互的方式修改射频模块的外置晶振的寄存器值：当所述实时频偏大于标准频偏时，减小寄存器值；当所述实时频偏小于标准频偏时，增加寄存器值。标准频偏为行业标准：≤±20ppm，本发明通过增加和减少寄存器值缩小频偏范围，此过程为自动控制，不需要人为控制，且上述串口交互方式采用UART(通用串行数据总线)。

射频模块的实时频偏＝外置晶振频率+频偏补偿值；而这里的频偏补偿值为存放在寄存器中的16进制数，是一个可在一定范围内进行调整的值，当外置晶振输出的频率加上默认的寄存器值，得到的射频模块的实时频偏值偏大时，通过修改寄存器值(减小寄存器值)完成校准，从而使得射频模块最终的频偏值符合行业标准范围。

例如，若寄存器值默认为0时，可进行调整的范围-10～+10，当外置晶振的值加上寄存器值得到的射频模块的频偏偏大时，把寄存器值的默认值0视情况修改为-1、-2、-3等，适当减小或衰减频偏补偿值，从而达到射频模块的频偏校准。

当完成频偏校准后，通过标准测试板将校准结果返回给PC端，由PC端记录射频模块的频偏校准结果。

在本实例中，以采用32M的外置晶振为例对上述针对射频模块的快速频偏校准方法进行介绍：

首先，射频模块预留GPIO口作为测试点，在射频模块进行频偏测试时，射频模块的连接方法如下：工装夹具利用顶针卡住射频模块，并且顶针的一端接触射频模块的测试点，另一端通过引线连接工装夹具的排线接口，标准测试板的排线连接上述工装夹具，通过以上转接方式，实现射频模块与标准测试板的连接。标准测试板通过USB数据线连接PC，由PC控制标准测试板操作。

在进行射频模块的频偏测试和校准时，由PC端下达频偏校准命令，标准测试板接收该频偏校准命令后，通过UART控制射频模块，使得射频模块输出时钟信号CLK，该时钟信号的频率为32KHz(可根据具体情况，可做变更调整)，且该时钟信号为主频晶振分频为32M时，输出的外置晶振频率；通过标准测试板的FPGA芯片的计数器采样上述时钟信号CLK，并通过FPGA芯片计算此时的实时频偏，再通过UART修改射频模块的外置晶振的寄存器值(CAPID)，从而实现自动校准频偏。频偏校准后，标准测试板会向PC端返回频偏校准结果，告诉PC端，已经完成校准。

实施例2

实施例2公开了一种对应实施例1的针对射频模块的快速频偏校准方法对应的装置，请参照图2所示，包括：

指令获取模块210，用于获取频偏校准指令；

控制模块220，用于根据所述频偏校准指令控制射频模块输出外置晶振频率；

采样校准模块230，用于对所述外置晶振频率进行采样以计算实时频偏，基于所述实时频偏修改外置晶振的寄存器值。

实施例3

图3为本发明实施例3提供的一种电子设备的结构示意图，如图3所示，该电子设备包括处理器310、存储器320、输入装置330和输出装置340；计算机设备中处理器310的数量可以是一个或多个，图3中以一个处理器310为例；电子设备中的处理器310、存储器320、输入装置330和输出装置340可以通过总线或其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。

存储器320作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的针对射频模块的快速频偏校准方法对应的程序指令/模块(例如，针对射频模块的快速频偏校准装置中的指令获取模块210、控制模块220、采样校准模块230)。处理器310通过运行存储在存储器320中的软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现实施例1的针对射频模块的快速频偏校准方法。

存储器320可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器320可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器320可进一步包括相对于处理器310远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置330可用于输入频偏校准指令等。输出装置340用于输出频偏校准结果。

实施例4

本发明实施例4还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于实现针对射频模块的快速频偏校准方法，该方法包括：

接收频偏校准指令；

根据频偏校准指令控制射频模块输出外置晶振频率；

采集外置晶振频率以计算实时频偏，基于实时频偏修改外置晶振的寄存器值，从而完成频偏校准。

当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的针对射频模块的快速频偏校准方法中的相关操作。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是手机，个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

值得注意的是，上述针对射频模块的快速频偏校准装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种针对射频模块的快速频偏校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收频偏校准指令；

根据所述频偏校准指令控制射频模块输出外置晶振频率；

对所述外置晶振频率进行采样以计算实时频偏，基于所述实时频偏修改外置晶振的寄存器值。

2.如权利要求1所述的针对射频模块的快速频偏校准方法，其特征在于，通过标准测试板接收所述频偏校准指令，并控制射频模块输出外置晶振频率。

3.如权利要求1或2所述的针对射频模块的快速频偏校准方法，其特征在于，通过预先在所述射频模块设置输出接口的方式输出外置晶振频率，具体由所述射频模块的主频晶振分频后，通过所述输出接口输出特定频率的时钟信号，所述特定频率的时钟信号即为外置晶振频率。

4.如权利要求3所述的针对射频模块的快速频偏校准方法，其特征在于，通过标准测试板对所述特定频率的时钟信号进行采样，并计算实时频偏。

5.如权利要求4所述的针对射频模块的快速频偏校准方法，其特征在于，基于所述实时频偏，通过串口交互的方式修改所述射频模块的外置晶振的寄存器值。

6.如权利要求1或5所述的针对射频模块的快速频偏校准方法，其特征在于，修改所述射频模块的外置晶振的寄存器值包括：当所述实时频偏大于标准频偏时，减小寄存器值；当所述实时频偏小于标准频偏时，增加寄存器值。

7.一种针对射频模块的快速频偏校准装置，其特征在于，包括：

指令获取模块，用于获取频偏校准指令；

控制模块，用于根据所述频偏校准指令控制射频模块输出外置晶振频率；

采样校准模块，用于对所述外置晶振频率进行采样以计算实时频偏，并基于所述实时频偏修改外置晶振的寄存器值。

8.一种电子设备，其包括处理器、存储介质以及计算机程序，所述计算机程序存储于存储介质中，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6任一项所述的针对射频模块的快速频偏校准方法。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6任一项所述的针对射频模块的快速频偏校准方法。