CN113630198A - 一种用于无线极坐标调制发射机芯片的检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于集成电路领域，具体涉及一种用于无线极坐标调制发射机芯片的检测系统及方法，该系统包括极坐标发射机和无线接收机；所述极坐标发射机用于发射待检测信号；所述无线接收机用于接收待检测信号，并对该信号进行检测，并将检测结构返回给极坐标发射机；所述极坐标发射机包括数字基带、本振模块、射频功放模块、自检调制模块以及射频收发开关；所述无线接收机包括低噪放模块、下变频器、滤波器以及模数转换器；本发明提出的针对极坐标发射机的量测自检技术，可以大幅度降低低功耗蓝牙芯片量测的复杂度和成本。
Description
技术领域
本发明属于集成电路领域，具体涉及一种用于无线极坐标调制发射机芯片的检测系统及方法。
背景技术
随着无线通信标准的快速发展，无线收发机芯片被广泛应用在各种电子产品上，比如电脑，手机，耳机，手表。如何提高性能并且同时降低芯片成本成为芯片设计的最重要的考虑。一般来说芯片成本主要分为三个部分，一是硅片成本，二是封装成本，三是量测成本。硅片成本和产品的工艺节点，选用的器件，占用的面积相关。过去的几十年间，芯片成本很大程度上是由摩尔定律决定。封装成本和选取的封装规格以及封装材料有关。量测是指每个芯片出厂前都要经过自动检测，把不合格的芯片筛选出来。量测成本和芯片的复杂度，检测项目，检测时间以及需要的仪器相关。随着芯片的复杂度上升，量测测成本变得越来越突出，特别是射频无线芯片，检测项目多，需要射频仪器和机台，耗时长，成本高。
采用无线芯片的收发机环路自检测试可以很大程度的替代仪器测量，降低量测成本。但是环路自检并不能适用于所有的收发机架构。比如广泛应用在低功耗蓝牙发射机的极坐标调制发射机就不能使用环路自检。这是因为极坐标发射机是通过改变本振频率来调制信号，环路自检直接将发射信号和接收机本振信号混频只会得到直流信号，不能够通过数字基带解调出想要的信息。如何把环路自检技术应用在极坐标发射机架构对于降低量测成本非常重要。
发明内容
为解决以上现有技术存在的问题，本发明提出了一种用于无线极坐标调制发射机芯片的检测系统，该系统包括发射机和接收机；所述发射机包括：数字基带、本振模块、射频功放模块、自检调制模块以及射频收发开关；所述接收机包括：低噪放模块、下变频器、滤波器以及模数转换器；系统在对发射机芯片进行自动检测过程中，将发射机的射频收发开关关闭，数字基带产生检测信号，并分别发送给本振模块和自检调制模块；本振模块对检测信号进行选择，产生稳定的本振信号，将本振信号分别输入到射频功放模块和下变频器中；射频功放模块接收到本振信号后得到输出功率，并将输出功率输入到自检调制模块中；自检调制模块接收到数字基带的检测信号和输出功率后，对该信号进行调制；将调制后的信号输入到接收机的低噪放模块中进行信号放大；下变频器接收放大信号和本振信号后，将该信号转换为变频信号，并将变频信号输入到滤波器和模数转换器中进行处理，得到反馈信号；数字基带获取反馈信号，并根据反馈信号判断发射机芯片是否正常。
优选的，自检调制模块包括衰减器、数模转换器、调制器以及开关；所述衰减器用于将射频功放模块输出的信号强度降低到调制器的最佳工作范围；所述数模转换器用于将数字基带检测信号转化为模拟基带检测信号；所述调制器用于将模拟基带信号调制到经过衰减的发射信号上；所述开关用于保证接收机正常工作时自检电路不会对低噪放模块性能进行影响。
进一步的，衰减器为串联电阻分压阵列或者电容分压阵列。
进一步的，调制器为乘法器。
优选的，根据反馈信号判断发射机芯片是否正常的过程包括：若数字基带信号没有接收到反馈信号，则电路环路故障，测试程序终止，对该芯片进行标注；若反馈信号中的解调信号符合标准，则改变器件参数，并进行下一次测量；若反馈信号中的解调信号不符合标准，则电路环路故障，测试程序终止，对该芯片进行标注；若遍历所有的测试设置之后，所有的测试结果均在符合标准，则该芯片合格。
进一步的，改变器件参数包括改变射频发射功率、接收增益以及本振频率。
一种用于无线极坐标调制发射机芯片的检测方法，该方法包括：
S1：将射频收发开关进行关闭，禁止天线发射和接收外部射频信号；
S2：数字基带根据射频收发开关的状态发送检测信号，将检测信号发送给本振模块和自检调制模块；
S3：本振模块对检测信号进行筛选，得到稳定的本振信号，将稳定的本振信号输入到射频功放模块和下变频器中；
S4：射频功功放模块接收到本振信号后得到输出功率，并将输出功率发送给自检调制模块中；
S5：自检调制模块获取检测信号和输出功率，并根据输出功率对检测信号进行调制，得到调制信号；
S6：低噪放模块对得到的调制信号进行放大，并将放大后的调制信号输入到下变频器中；
S7：下变频器接收到放大后的调制信号和测试信道后对调制信号进行变频处理；
S8：将经过变频处理的调制信号进行滤波和数模转换处理，将处理后的变频反馈信号输入到数字基带中；
S9：数字基带根据变频反馈信号对发射机芯片进行检测，判断芯片的检测结果。
本发明提出的针对极坐标发射机的量测自检技术，可以大幅度降低低功耗蓝牙芯片量测的复杂度和成本。本发明的原理式在发射机之后加入一个专门用于自检环路模拟调制模块，使得经过调制模块之后的信号和接收机本振下变频以后产生了可以数字基带可以处理的信号，通过判断数字基带解调之后的信号内容，就可以判断芯片是不是有生产缺陷。
附图说明
图1为本发明的自检调制模块的无线接收机和极坐标发射机的结构示意图；
图2为本发明的自检调制模块结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种用于无线极坐标调制发射机芯片的检测系统，如图1所示，该系统包括发射机和接收机，所述发射机与接收机连接。所述发射机包括：数字基带、本振模块、射频功放模块、自检调制模块以及射频收发开关；所述接收机包括：低噪放模块、下变频器、滤波器以及模数转换器。数字基带的发射端分别与本振模块和自检调制模块的接收端连接；本征模块的发送端分别与射频功放模块和下变频器的接收端连接；射频功放模块的发射端分别于自检调制模块和射频收发开关的接收端连接；自检调制模块的输出端和射频收发开关的输出端均与底噪放模块的接收端连接；低噪放模块的发射端与下变频器的接收端连接；下变频器的发射端与滤波器的接收端连接，滤波器的发射端与模数转换的接收端连接，模数转换的发射端与数字基带的接收端连接，构成了无线极坐标调制发射机芯片的检测系统。
一种用于无线极坐标调制发射机芯片的检测系统的具体实施例0，该系统包括极坐标发射机和无线接收机；所述极坐标发射机用于发射待检测信号；所述无线接收机用于接收待检测信号，并对该信号进行检测，并将检测结构返回给极坐标发射机；所述极坐标发射机包括数字基带、本振模块、射频功放模块、自检调制模块以及射频收发开关；所述无线接收机包括低噪放模块、下变频器、滤波器以及模数转换器；系统在对发射机芯片进行自动检测过程中，将发射机的射频收发开关关闭，数字基带产生检测信号，并分别发送给本振模块和自检调制模块；本振模块对检测信号进行选择，产生稳定的本振信号，将本振信号分别输入到射频功放模块和下变频器中；射频功放模块接收到本振信号后得到输出功率，并将输出功率输入到自检调制模块中；自检调制模块接收到数字基带的检测信号和输出功率后，对该信号进行调制；将调制后的信号输入到接收机的低噪放模块中进行信号放大；下变频器接收放大信号和本振信号后，将该信号转换为变频信号，并将变频信号输入到滤波器和模数转换器中进行处理，得到反馈信号；数字基带获取反馈信号，并根据反馈信号判断发射机芯片是否正常。
如图2所示，自检调制模块包括衰减器、数模转换器、调制器以及开关；所述衰减器用于将射频功放模块输出的信号强度降低到调制器的最佳工作范围；所述数模转换器用于将数字基带检测信号转化为模拟基带检测信号；所述调制器用于将模拟基带信号调制到经过衰减的发射信号上；所述开关用于保证接收机正常工作时自检电路不会对低噪放模块性能进行影响。
可选的，衰减器为串联电阻分压阵列或者电容分压阵列。
串联电阻分压阵列的结构包括：将多个电阻进行串联分压，使得信号的输出功率不断降低，达到信号衰减的目的。
电容分压阵列的结构包括：多个电容分压电路进行串联构成电容分压阵列。电容分压电路包括两个电容；电容分压电路的输入端与第一电容连接，第一电容与第二电容连接，第二电容的另一端接地，电路的输出端位于第一电容和第二电容之间，构成电容分压电路。
调制器的功能是把信号源(可以是数字电视机顶盒、卫星数字电视接收机、电信机顶盒。DVD机、电脑、摄像机、电视解调器等AV信号源)所提供的视频信号(VIDEO)和音频信号(AUDIO)调制成稳定的高频射频振荡信号，视频为调幅调制方式，音频为调频调制方式。
可选的，调制器为类似于上变频器的乘法器。
优选的，调制器采用4路调制器，即将四台邻频调制器整合为一台，提高了信号调制的性能，有效的保证了调制器的残留边带性。
根据反馈信号判断发射机芯片是否正常的过程包括：若数字基带信号没有接收到反馈信号，则电路环路故障，测试程序终止，对该芯片进行标注；若反馈信号中的解调信号符合标准，则改变器件参数，并进行下一次测量；若反馈信号中的解调信号不符合标准，则电路环路故障，测试程序终止，对该芯片进行标注；若遍历所有的测试设置之后，所有的测试结果均在符合标准，则该芯片合格。
优选的，改变器件参数包括改变射频发射功率、接收增益以及本振频率。
解调信号的标准为设置的调制阈值范围；设置的调制阈值范围为采用多个正常的发射机芯片进行调制后得到的调制信号；筛选出调制信号的最大值和最小值，将最大调制信号作为标准的最大阈值，将最小调制信号作为标准的最小阈值；当对待测芯片进行检测过程中，当输出的调制信号在设置的调制阈值范围内，则该芯片为正常芯片，当输出的调制信号不在设置的调制阈值范围内，则该芯片为损坏芯片。
优选的，筛选的正常芯片为20个。
一种用于无线极坐标调制发射机芯片的检测方法，该方法包括：
S1：将射频收发开关进行关闭，禁止天线发射和接收外部射频信号；
S2：数字基带根据射频收发开关的状态发送检测信号，将检测信号发送给本振模块和自检调制模块；
S3：本振模块对检测信号进行筛选，得到稳定的本振信号，将稳定的本振信号输入到射频功放模块和下变频器中；
S4：射频功功放模块接收到本振信号后得到输出功率，并将输出功率发送给自检调制模块中；
S5：自检调制模块获取检测信号和输出功率，并根据输出功率对检测信号进行调制，得到调制信号；
S6：低噪放模块对得到的调制信号进行放大，并将放大后的调制信号输入到下变频器中；
S7：下变频器接收到放大后的调制信号和测试信道后对调制信号进行变频处理；
S8：将经过变频处理的调制信号进行滤波和数模转换处理，将处理后的变频反馈信号输入到数字基带中；
S9：数字基带根据变频反馈信号对发射机芯片进行检测，判断芯片的检测结果。
本发明的一种用于无线极坐标调制发射机芯片的检测方法的具体实施方式与本发明的一种用于无线极坐标调制发射机芯片的检测系统的具有实时方式相同。
以上所举实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所举实施例仅为本发明的优选实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于无线极坐标调制发射机芯片的检测系统，其特征在于，该系统包括发射机和接收机；所述发射机包括：数字基带、本振模块、射频功放模块、自检调制模块以及射频收发开关；所述接收机包括：低噪放模块、下变频器、滤波器以及模数转换器；系统在对发射机芯片进行自动检测过程中，将发射机的射频收发开关关闭，数字基带产生检测信号，并分别发送给本振模块和自检调制模块；本振模块对检测信号进行选择，产生稳定的本振信号，将本振信号分别输入到射频功放模块和下变频器中；射频功放模块接收到本振信号后得到输出功率，并将输出功率输入到自检调制模块中；自检调制模块接收到数字基带的检测信号和输出功率后，对该信号进行调制；将调制后的信号输入到接收机的低噪放模块中进行信号放大；下变频器接收放大信号和本振信号后，将该信号转换为变频信号，并将变频信号输入到滤波器和模数转换器中进行处理，得到反馈信号；数字基带获取反馈信号，并根据反馈信号判断发射机芯片是否正常。
2.根据权利要求1所述的一种用于无线极坐标调制发射机芯片的检测系统，其特征在于，所述自检调制模块包括衰减器、数模转换器、调制器以及开关；所述衰减器用于将射频功放模块输出的信号强度降低到调制器的最佳工作范围；所述数模转换器用于将数字基带检测信号转化为模拟基带检测信号；所述调制器用于将模拟基带信号调制到经过衰减的发射信号上；所述开关用于保证接收机正常工作时自检电路不会对低噪放模块性能进行影响。
3.根据权利要求2所述的一种用于无线极坐标调制发射机芯片的检测系统，其特征在于，所述衰减器为串联电阻分压阵列或者电容分压阵列。
4.根据权利要求2所述的一种用于无线极坐标调制发射机芯片的检测系统，其特征在于，所述调制器为乘法器。
5.根据权利要求1所述的一种用于无线极坐标调制发射机芯片的检测系统，其特征在于，根据反馈信号判断发射机芯片是否正常的过程包括：若数字基带信号没有接收到反馈信号，则电路环路故障，测试程序终止，对该芯片进行标注；若反馈信号中的解调信号符合标准，则改变器件参数，并进行下一次测量；若反馈信号中的解调信号不符合标准，则电路环路故障，测试程序终止，对该芯片进行标注；若遍历所有的测试设置之后，所有的测试结果均在符合标准，则该芯片合格。
6.根据权利要求5所述的一种用于无线极坐标调制发射机芯片的检测系统，其特征在于，改变器件参数包括改变射频发射功率、接收增益以及本振频率。
7.一种用于无线极坐标调制发射机芯片的检测方法，其特征在于，该方法包括：
S1：将射频收发开关进行关闭，禁止天线发射和接收外部射频信号；
S2：数字基带根据射频收发开关的状态发送检测信号，将检测信号发送给本振模块和自检调制模块；
S3：本振模块对检测信号进行筛选，得到稳定的本振信号，将稳定的本振信号输入到射频功放模块和下变频器中；
S4：射频功功放模块接收到本振信号后得到输出功率，并将输出功率发送给自检调制模块中；
S5：自检调制模块获取检测信号和输出功率，并根据输出功率对检测信号进行调制，得到调制信号；
S6：低噪放模块对得到的调制信号进行放大，并将放大后的调制信号输入到下变频器中；
S7：下变频器接收到放大后的调制信号和测试信道后对调制信号进行变频处理；
S8：将经过变频处理的调制信号进行滤波和数模转换处理，将处理后的变频反馈信号输入到数字基带中；
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