CN111835440A - 一种芯片射频信号延时测量参数的自动校准方法及系统 - Google Patents

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CN111835440A CN202010944041.1A CN202010944041A CN111835440A CN 111835440 A CN111835440 A CN 111835440A CN 202010944041 A CN202010944041 A CN 202010944041A CN 111835440 A CN111835440 A CN 111835440A
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Abstract

本发明提供了一种芯片射频信号延时测量参数的自动校准方法及系统，该系统包括：控制模块、模组和测量仪器，所述测量仪器用于测量所述模组发射的射频信号，所述控制模块用于控制所述模组发射和/或停止发射指定射频信号，以及控制所述测量仪器开始测量和/或停止测量，并读取测量仪器的测量值。运用该系统可以自动测量射频芯片模组在某一频率下稳定发射射频信号的起始时间，本发明提供的自动校准该时间的方法，可以找出射频信号稳定发射的时间起始点，从而保证射频信号指标稳定的前提下用最少的时间延时，提供最佳的工厂效率。

Description

一种芯片射频信号延时测量参数的自动校准方法及系统
技术领域
本公开涉及电子通讯技术领域，尤其涉及一种芯片射频信号延时测量参数的自动校准方法及系统。
背景技术
具有射频功能的模组在出厂时需要对其进行射频参数校准，射频校准的校准值会写入芯片的指定位置，用于芯片正式工作中以理想的射频指标工作。例如WiFi、BLE、ZIGBEE、GNSS、LORA、NB-IOT等芯片的射频参数。
目前，芯片射频信号延时测量参数的校准通常是上位机校准工具设定固定值，或者是根据芯片厂商的不同、批次的不同及信道频率的不同进行手动校准。因此现有的参数校准方法存在导致工厂效率低或校准失败的问题。
发明内容
有鉴于此，本公开实施例提供一种芯片射频信号延时测量参数的自动校准方法及系统，改进现有不合理的延时参数设定导致的工厂效率低或者校准失败的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种芯片射频信号延时测量参数的自动校准方法，包括首次测量和循环测量；所述首次测量包括如下步骤：
S01、设定参数的初始值；
所述初始值包括首次延时时间
Figure 521877DEST_PATH_IMAGE001
，指标测量间隔时间T2，均值误差阈值Δ E，方差基准倍数k，同一延时时间的测量次数N；
S02、控制模块控制模组发送射频信号，并在延时
Figure 845543DEST_PATH_IMAGE002
时刻之后控制测量仪器 测量该时刻的射频信号，同时获取该时刻的测量值；
S03、控制模块控制模组停止发送射频信号，并在间隔T2时间后进行下一次测量，重复测量N次，得到N次的测量值；
S04、由N次的测量值得到首次测量的指标均值
Figure 890859DEST_PATH_IMAGE003
、首次测量的指标方差
Figure 941860DEST_PATH_IMAGE004
；
所述循环测量包括如下步骤：
S11、重复所述首次测量的步骤，得到第二次测量的指标均值
Figure 287391DEST_PATH_IMAGE005
、第二次测量的指标方 差
Figure 516378DEST_PATH_IMAGE006
，其中，
Figure 314570DEST_PATH_IMAGE007
；
S12、将首次测量中得到的指标均值
Figure 670727DEST_PATH_IMAGE008
、指标方差
Figure 870764DEST_PATH_IMAGE004
分别与S11中第二次测量的指标 均值
Figure 67391DEST_PATH_IMAGE005
、指标方差
Figure 477512DEST_PATH_IMAGE006
比较，计算均值误差百分比，得到ΔE1，
其中，
Figure 745682DEST_PATH_IMAGE009
；
S13、若ΔE1>ΔE或D1>kD0，则误差超限，下一次延时时间t(next+)由公式（1）确定：
Figure 675592DEST_PATH_IMAGE010
（1）
若
Figure 636595DEST_PATH_IMAGE011
且D1≤kD0，则误差未超限，下一次延时时间t(next-)由公式（2）确定：
Figure 29618DEST_PATH_IMAGE012
（2）
S14、获取目标延时时间tstop：
若满足：
Figure 835900DEST_PATH_IMAGE013
，则得到
Figure 885896DEST_PATH_IMAGE014
若否，则继续进行循环测量，至获取目标延时时间tstop。
进一步地，所述首次测量中参数的初始值T1、T2、ΔE、k、N均为经验值。
在一种优选的实施方式中，所述T1的值为100-1000ms。
在一种优选的实施方式中，所述T2的值为0.5s。
在一种优选的实施方式中，所述均值误差阈值ΔE为1-10%。
在一种优选的实施方式中，所述方差基准倍数为1-2。
本发明还提供一种如上述的芯片射频信号延时测量参数的自动校准方法的自动校准系统，包括：控制模块、模组和测量仪器，所述测量仪器用于测量所述模组发射的射频信号，所述控制模块用于控制所述模组发射和/或停止发射指定射频信号，以及控制所述测量仪器开始测量和/或停止测量，并读取测量仪器的测量值。
进一步地，所述控制模块包括：芯片控制模块、时间控制模块、仪器控制与RF获取模块；
所述芯片控制模块用于控制模组中芯片发射和/或停止发射指定频率的射频信号；
所述时间控制模块用于获取所述芯片控制模块向模组发送控制指令的时间，并在经过延时时间tcurrent后，控制所述仪器控制与RF获取模块向所述测量仪器发送测量控制指令，所述时间控制模块还用于获取下一次延时时间tnext；
所述仪器控制与RF获取模块用于控制测量仪器测量射频信号，并读取测量值。
进一步地，所述控制模块还包括指标统计模块，所述指标统计模块用于从所述仪器控制与RF获取模块中获取测量值后计算多次测量的平均值、方差。
本发明的一种芯片射频信号延时测量参数的自动校准方法及系统，改进了现有不合理的延时参数设定导致的工厂效率低或者校准失败的问题，可以找出射频信号稳定发射的时间点，从而保证射频信号指标稳定的前提下用最少的时间延时，提供最佳的工厂效率。因此本发明可以代替人工校准选合适的延时时间，既提升了量产效率又能够减少人为操作带来的不确定，节省了人工成本。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例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公开的一些实施例，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。
图1为本发明的自动校准系统结构示意图；
图2为本发明的自动校准方法中首次测量过程示意图；
图3为本发明的自动校准方法中循环测量过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
如图1所示，本公开实施例提供一种芯片射频信号延时测量参数的自动校准系统，包括：控制模块、模组和测量仪器，所述控制模块负责整个系统的控制，所述测量仪器用于测量所述模组发射的射频信号，所述控制模块用于控制所述模组发射和/或停止发射指定射频信号，以及控制所述测量仪器开始测量和/或停止测量，并读取测量仪器的测量值。所述控制模块包括：芯片控制模块、时间控制模块、仪器控制与RF（射频）获取模块和指标统计模块。
具体地，所述芯片控制模块用于控制芯片的行为，控制模组中芯片发射和/或停止发射指定频率的射频信号。所述时间控制模块用于控制模块内部时间的同步，获取所述芯片控制模块向模组发送控制指令的时间，并在经过延时时间tcurrent后，控制所述仪器控制与RF获取模块向所述测量仪器发送测量控制指令，所述时间控制模块还用于从指标统计模块获取下一次延时时间tnext，并且，时间控制模块中还设定了控制多次测量的间隔时间T2。所述仪器控制与RF获取模块用于控制测量仪器测量射频信号，并读取测量值。所述指标统计模块用于从所述仪器控制与RF获取模块中获取测量值后计算多次测量的平均值、方差。
本发明的自动校准系统可以自动测量射频芯片模组在某一频率下发射指标（如功率）稳定的起始时间。射频芯片在发射射频信号时，在发射指令下达之后到稳定的发射射频信号有一段时间，也是芯片warm up（预热）的时间，这段时间根据芯片的不同会有很大的差别，本发明提供的自动获取该时间的方法，可以找出射频信号稳定发射的时间点。从而保证射频信号指标稳定的前提下用最少的时间延时，提供最佳的工厂效率。
参考图2和图3，说明本发明的一种芯片射频信号延时测量参数的自动校准方法，包括首次测量和循环测量；所述首次测量包括如下步骤：
S01、设定参数的初始值；
所述初始值包括首次延时时间
Figure 752221DEST_PATH_IMAGE001
，指标测量间隔时间T2，均值误差阈值Δ E，方差基准倍数k，同一延时时间的测量次数N；
S02、控制模块控制模组发送射频信号，并在延时
Figure 136935DEST_PATH_IMAGE001
时刻之后控制测量仪器 测量该时刻的射频信号，同时获取该时刻的测量值；
具体地，对芯片第一次指标（如功率）测量：时间控制模块向芯片控制模块传递开始测 量的指令，芯片控制模块控制芯片发送射频信号；时间控制模块延时
Figure 746907DEST_PATH_IMAGE015
之后向 仪器控制与RF获取模块发送读取指令；仪器控制与RF获取模块控制测量仪器接收该时刻射 频信号的各种测量值，并接收仪器传来的测量值，再传输给指标统计模块。
S03、控制模块控制模组停止发送射频信号，并在间隔T2时刻后进行下一次测量，重复测量N次，得到N次的测量值；
S04、由N次的测量值得到首次测量的指标均值
Figure 651410DEST_PATH_IMAGE003
、首次测量的指标方差
Figure 157477DEST_PATH_IMAGE004
；
所述循环测量包括如下步骤：
S11、指标测量间隔时间T2保持不变，时间控制模块向芯片控制模块发送开始指令，并 在延时
Figure 62110DEST_PATH_IMAGE016
之后向仪器控制与RF测量模块发送测量次时刻下的射频指标的命令，重复所 述首次测量的步骤，得到第二次测量的指标均值
Figure 679037DEST_PATH_IMAGE005
、第二次测量的指标方差
Figure 562679DEST_PATH_IMAGE006
，其中，
Figure 911752DEST_PATH_IMAGE017
；
S12、将首次测量中得到的指标均值
Figure 880845DEST_PATH_IMAGE008
、指标方差
Figure 957254DEST_PATH_IMAGE004
分别与S11中第二次测量的指标 均值
Figure 960982DEST_PATH_IMAGE005
、指标方差
Figure 480956DEST_PATH_IMAGE006
比较，计算均值误差百分比，得到ΔE1，
其中，
Figure 937346DEST_PATH_IMAGE018
；
S13、若ΔE1>ΔE或D1>kD0，则误差超限，芯片warm up没有结束，下一次延时时间t(next+)由公式（1）确定：
Figure 318911DEST_PATH_IMAGE019
（1）
若
Figure 911566DEST_PATH_IMAGE020
且D1≤kD0，则误差未超限，下一次延时时间t(next-)由公式（2）确定：
Figure 602441DEST_PATH_IMAGE021
（2）
S14、获取目标延时时间tstop：
若满足：
Figure 546127DEST_PATH_IMAGE013
，则得到
Figure 495497DEST_PATH_IMAGE022
；
若否，则继续进行循环测量，至获取目标延时时间tstop。
上述过程中，得到
Figure 208238DEST_PATH_IMAGE023
或tnext-之后，
Figure 804436DEST_PATH_IMAGE023
或tnext-就为下一次的
Figure 235417DEST_PATH_IMAGE024
，本次的
Figure 958785DEST_PATH_IMAGE025
就为下一次的
Figure 791611DEST_PATH_IMAGE026
；用下一次的
Figure 558710DEST_PATH_IMAGE025
和下一次的
Figure 476988DEST_PATH_IMAGE026
计算，如果
Figure 502581DEST_PATH_IMAGE013
则停止，得到
Figure 924335DEST_PATH_IMAGE027
，
Figure 127915DEST_PATH_IMAGE028
为系统确定的目标 延时时间，否则从步骤S11开始下一次循环测试。
本发明使用的方法要先设定初始值，之后主要分为首次测定与循环测定两个步 骤。本发明的目标为找出合适的延时
Figure 267909DEST_PATH_IMAGE029
，芯片在该延时点之前发射的射频信号没有达到 稳态，即
Figure 592799DEST_PATH_IMAGE030
或D1>kD0（其中E为同一芯片指标多次测量的均值，D为同一芯片指标多 次测量值的方差）；同时在该延时点之后发射的射频信号达到稳态,即
Figure 134639DEST_PATH_IMAGE031
且D1≤ kD0。
该方法需要设定或测量而得的初始值包括：
T1，首次测量延时时间，该值可根据经验设定一个能够足以使所有市面上芯片达到稳态的时间，优选为100-1000ms。
T2，指标测量的间隔时间，该值可根据经验设定能够足以使所有市面上芯片关闭上一次射频信号发射结束到下一次射频信号发射开始的间隔时间，优选为0.5s。
N，同一芯片多次测量的次数，多次测量后可得到均值E和方差D该值可根据工程师经验设定，优选为10次。
Figure 509120DEST_PATH_IMAGE032
，均值误差阈值，测量的均值E与初始测量均值
Figure 136410DEST_PATH_IMAGE008
能接受的最大误差百分比，该 值可根据经验设定，优选为1-10%。
K，方差基准倍数，测量的方差D与初始测量方差
Figure 503806DEST_PATH_IMAGE004
能接受的最大倍数，该值可根 据工程师经验设定，优选为1-2。
本发明中，上述的 t2=0.5T1，及公式（1）和公式（2）的使用依据是使用算法里的二 分法查找，使用的场景是已经排序过的数据。本例中是一个芯片从预热不稳定到稳定的过 程，稳定程度随时间增长而增大或恒定，数据是一种排序过的数据。所以对于排序过的数 据，使用二分法查找是高效的。
Figure 900153DEST_PATH_IMAGE013
，是达到了测量工具的最小 时间区分粒度，该值可随不同工具而不同。另外获取均值的意义在于减小某次测量的误差， 方差的意义在于可能出现的不稳态下的波动大但是均值却接近稳态的情况。
根据本发明的一个具体实施例：
首次测量芯片稳态下的技术指标：
1、根据测量的指标种类设定初始值：首次测量延时时间：
Figure 445535DEST_PATH_IMAGE033
=800ms；指标测量 的间隔时间：T2=0.5s；功率均值误差阈值：ΔE=2%；功率方差基准倍数：k=1.5；同一延时时 间下测量次数：N=10。
2、控制模块中的时间控制模块向芯片控制模块发送开始测量的指令。
3、芯片控制模块控制模组芯片发送射频信号。
4、时间控制模块延时T1之后向仪器控制与RF获取模块发送读取指令。
5、仪器控制模块控制测量仪器接收该时刻射频信号的指标测量值，RF获取模块接收仪器传来的测量值，并传输给指标统计模块。
6、芯片控制模块控制芯片关闭RF（即射频）信号发射。
7、时间控制模块在T2之后再次向芯片控制模块和仪器控制与RF获取模块发送与上次相同延时的指令，开始第二次测试。
8、芯片控制模块在初次测量下，共完成N次测试。
9、功率统计模块统计N次的功率均值E0，方差D0。
例如针对某WiFi芯片的11G，11M，7信道的下的平均功率E0为15dBm，方差D0为0.037；
接下来进行循环测量步骤：
1、原值T2不变，
Figure 560121DEST_PATH_IMAGE016
为原来
Figure 967094DEST_PATH_IMAGE026
的½，即
Figure 686788DEST_PATH_IMAGE034
，并重复首次测量的 过程，共计测量N次，每次测量结果为
Figure 527705DEST_PATH_IMAGE035
。
2、统计上述测量得到的均值E1，方差D1；
则：
Figure 4954DEST_PATH_IMAGE036
；
Figure 589519DEST_PATH_IMAGE037
；
3、将上述均值E1，方差D1与首次参数均值E0，方差D0相比较，计算均值误差百分比ΔE1，
4、当ΔE1>ΔE或D1>KD0（ΔE1<ΔE且D1≤KD0），得到tnext+（tnext-）：
例如，首次测量的10个数据：15.0,15.1,15.0,15.0,15.1,14.9,14.8,15.2,14.9,15.0，求得E0=15，D0=0.01333；
第二次测量的10个数据：14.8,14.6,14.7,14.2,14.5,14.6,14.1,14.7,14.3,14.7，求得E1=14.52，D1=0.05733；
由于此时，T1 = 800ms，tcurrent=t2=400ms，
Figure 85092DEST_PATH_IMAGE013
不成立，因此需要求得tnext，
其中：设定ΔE=2%，k=1.5；
Figure 96910DEST_PATH_IMAGE038
由于
Figure 795876DEST_PATH_IMAGE039
,
Figure 184132DEST_PATH_IMAGE040
所以
Figure 35675DEST_PATH_IMAGE041
，再进行下一次判断：
若：
Figure 218395DEST_PATH_IMAGE042
不成立，再开始下一轮循环测量，直至条件
Figure 670236DEST_PATH_IMAGE042
成立时，获取
Figure 517975DEST_PATH_IMAGE027
。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种芯片射频信号延时测量参数的自动校准方法，其特征在于，包括首次测量和循环测量；所述首次测量包括如下步骤：
S01、设定参数的初始值；
所述初始值包括首次延时时间
Figure 392472DEST_PATH_IMAGE001
，指标测量间隔时间T2，均值误差阈值ΔE，方 差基准倍数k，同一延时时间的测量次数N；
S02、控制模块控制模组发送射频信号，并在延时
Figure 665322DEST_PATH_IMAGE002
时刻之后控制测量仪器测 量该时刻的射频信号，同时获取该时刻的测量值；
S03、控制模块控制模组停止发送射频信号，并在间隔T2时间后进行下一次测量，重复测量N次，得到N次的测量值；
S04、由N次的测量值得到首次测量的指标均值
Figure 863085DEST_PATH_IMAGE003
、首次测量的指标方差
Figure 145162DEST_PATH_IMAGE004
；
所述循环测量包括如下步骤：
S11、重复所述首次测量的步骤，得到第二次测量的指标均值
Figure 846402DEST_PATH_IMAGE005
、第二次测量的指标方 差
Figure 83960DEST_PATH_IMAGE006
，其中，
Figure 237861DEST_PATH_IMAGE007
；
S12、将首次测量中得到的指标均值
Figure 589208DEST_PATH_IMAGE003
、指标方差
Figure 144954DEST_PATH_IMAGE008
分别与S11中第二次测量的指标均 值
Figure 290765DEST_PATH_IMAGE009
、指标方差
Figure 931962DEST_PATH_IMAGE010
比较，计算均值误差百分比，得到ΔE1；
其中，
Figure 821420DEST_PATH_IMAGE011
；
S13、若ΔE1>ΔE或D1>kD0，则误差超限，下一次延时时间t(next+)由公式（1）确定：
Figure 762832DEST_PATH_IMAGE012
（1）
若
Figure 79543DEST_PATH_IMAGE013
且D1≤kD0，则误差未超限，下一次延时时间t(next-)由公式（2）确定：
Figure 473616DEST_PATH_IMAGE015
（2）
S14、获取目标延时时间tstop：
若满足：
Figure 166765DEST_PATH_IMAGE016
，则得到；
Figure 431524DEST_PATH_IMAGE017
若否，则继续进行循环测量，至获取目标延时时间tstop。
2.根据权利要求1所述的自动校准方法，其特征在于，所述首次测量中参数的初始值T1、T2、ΔE、k、N均为经验值。
3.根据权利要求2所述的自动校准方法，其特征在于，所述T1的值为100-1000ms。
4.根据权利要求2所述的自动校准方法，其特征在于，所述T2的值为0.5s。
5.根据权利要求2所述的自动校准方法，其特征在于，所述均值误差阈值ΔE为1-10%。
6.根据权利要求2所述的自动校准方法，其特征在于，所述方差基准倍数k的范围为1-2。
7.一种如权利要求1至6任一项所述的芯片射频信号延时测量参数的自动校准方法的自动校准系统，其特征在于，包括：控制模块、模组和测量仪器，所述测量仪器用于测量所述模组发射的射频信号，所述控制模块用于控制所述模组发射和/或停止发射指定射频信号，以及控制所述测量仪器开始测量和/或停止测量，并读取测量仪器的测量值。
8.根据权利要求7所述的自动校准系统，其特征在于，所述控制模块包括：芯片控制模块、时间控制模块、仪器控制与RF获取模块；
所述芯片控制模块用于控制模组中芯片发射和/或停止发射指定频率的射频信号；
所述时间控制模块用于获取所述芯片控制模块向模组发送控制指令的时间，并在经过延时时间tcurrent后，控制所述仪器控制与RF获取模块向所述测量仪器发送测量控制指令，所述时间控制模块还用于获取下一次延时时间tnext；
所述仪器控制与RF获取模块用于控制测量仪器测量射频信号，并读取测量值。
9.根据权利要求8所述的自动校准系统，其特征在于，所述控制模块还包括指标统计模块，所述指标统计模块用于从所述仪器控制与RF获取模块中获取测量值后计算多次测量的平均值、方差。
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