CN1917404B - 一种scdma系统塔顶放大器的测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种SCDMA系统塔顶放大器的测试装置及测试方法，该装置包括：一PC机；一频谱仪，其与被测塔顶放大器电连接，其还与PC机电连接；一测试台，和PC机电连接，其还和被测塔顶放大器电连接；所述测试台包括一测试台信号源、一和该测试台信号源电连接的控制板和一直流电源；该测试台信号源向被测塔顶放大器提供信号；所述PC机用来控制测试台信号源输出，提供不同输出波形、不同功率范围、且输出波形及幅度可控的信号，测试塔顶放大器的收、发增益及三阶交调指标；并控制测试台控制板实施对被测塔顶放大器的收发状态控制及测试，同时提供电源控制。应用本发明，使用便捷、节约成本、增加了更多的测试功能、实现了软件与硬件的充分结合。

Description

一种SCDMA系统塔顶放大器的测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及一种塔顶放大器的测试装置及测试方法，尤其涉及一种SCDMA系统塔顶放大器的测试装置及测试方法。

背景技术

在通信技术领域SCDMA系统中对塔顶放大器目前的测试装置如图1所示，因为根据需要的单峰及双峰信号，需要不同的专用信号源，目前阶段，需要使用两台1800MHz以上频段的、用手动操作的信号发生设备(如我公司之前使用的HP8648B)，以及用手动操作的48V和5V稳压电源。这些设备都是非常昂贵的，并且被测塔顶放大器中的内部电缆连接测试都是用手工操作动作。

随着SCDMA通信产业的发展，但一直没有该方面的专用测试设备。因为测试中专用信号源设备测试成本高，且手工操作过程造成测试效率低，不宜适应大规模测试的需要。

因此需要一种低成本的、高效率的SCDMA系统塔顶放大器的测试装置及测试方法，来满足通信产业的需要。

发明内容

本发明的发明目的可以通过下述SCDMA系统塔顶放大器的测试装置来实现。

该SCDMA系统塔顶放大器的测试装置包括：

一个PC机；

一个频谱仪，其与被测塔顶放大器电连接，以对被测塔顶放大器信号进行采集；其还通过一个接口总线和该PC机电连接，以向该PC提供所测得的频谱信息；

一个测试台，其通过一个通讯接口和该PC机电连接，以接受测试指令；其还和被测塔顶放大器电连接；

其中，所述测试台包括一个测试台信号源、一个和该测试台信号源电连接的测试台控制板和一个向该测试台控制板提供电源的直流电源；该测试台信号源向被测塔顶放大器提供信号；所述PC机用来控制测试台信号源输出，提供不同输出波形、不同功率范围、且输出波形及幅度可控的信号，测试塔顶放大器的收、发增益及三阶交调指标；并控制测试台控制板实施对被测塔顶放大器的收发状态控制及测试，同时提供电源控制。

优选地，所述测试台信号源包括：一个射频控制板，一个频综板和一个射频板；该射频控制板分别和该频综板和该射频板电连接；该射频控制板还和所述测试台控制板的串口复用接口电连接；该频综板和该射频板电连接；所述PC机控制射频控制板对频踪板发出频率要求以及对射频板发出(调制信号种类、信道号码、增益值、收发转换等等)指令，利用射频板的任意一个通道，使射频板输出两种输出波形，包括：单峰、双峰；两种功率范围、输出波形幅度达到+11--31dBm；其中+11dBm的信号用于被测设备的发射指标测试，-31dBm用于接收增益测试；其中，通道发射功率在8～11dBm，主要是11dBm时，做到稳定且三阶交调最小，其增益在参数设置里可调；通道发射功率在-25～-31dBm时做到稳定且三阶交调最小，其增益在参数设置里可调。

优选地，所述测试台控制板包括一个串口复用接口、一个电缆测试及控制模块；所述串口复用接口主要是实现测试台控制板与所述测试台信号源复用一个串口；该电缆测试及控制模块还通过一个接口和被测的塔顶放大器电连接，以对被测的塔顶放大器进行控制及测试，并提供电源，包括接收、发射转换控制、电流限流及报警、内部电缆连接测试。

优选地，所述测试台控制板的电缆测试及控制模块包括一个中央处理单元，一个电源开断控制模块，一个塔放收发电流限流、过流保护模块和一个塔放收发转换控制模块；该中央处理单元和这些模块电连接，以提供控制；该中央处理单元还通过一个串口和所述PC机通讯；该电源开断控制模块置于电源电路，以对输出电源进行控制；一个塔放收发电流限流、过流保护模块与电源电路，以对被测塔顶放大器提供保护；该塔放收发转换控制模块通过一个接口和被测塔顶放大器电连接，以进行控制。

利用本发明的设备进行测试时，PC与测试台之间通过一个串口通信，用来控制测试台信号源输出及控制塔放的收发及电源供电，测试台上射频板的射频通路与塔放的基站端或天线端相连，频谱仪相应的接塔放的天线端或基站端，PC通过接口读频谱仪数据，然后分析计算测试结果与指标是否相符，主要包括以下步骤：

A.测试状态选择；

B.进行参数设置，包括系统参数、测试指标和测试项目；

C.进行系统校准，包括接收、发射和功率预校准；

D.进行测试；

所述步骤D进一步包括：

D1.PC机通过测试台控制板的串口复用接口向测试台信号源发出测试指令，以控制测试台信号源发出测试信号；并通过射频通路向传给塔顶放大器；

D2.PC机通过测试台控制板的串口复用接口控制塔放的收发及电源供电，其中，测试台的直流电源通过测试台控制板向塔顶放大器提供电源，测试台控制板的电缆测试及控制模块对塔顶放大器进行控制；

D3.所述PC机通过接口总线读取频谱仪数据，然后分析计算测试数据并判断测试结果；其中，频谱仪根据测试的收发状态，交替连接塔顶放大器的基站端或天线端。

应用本发明的SCDMA系统塔顶放大器的测试装置及测试方法，使用便捷、节约成本、增加了更多的测试功能、实现了软件与硬件的充分结合，具有很好的应用前景。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

图1为现有技术SCDMA系统塔顶放大器的测试装置示意图；

图2为本发明的测试装置原理框图；

图3为本发明的测试装置内部原理框图；

图4为射频控制板工作原理图；

图5为测试台控制板内部的硬件原理框图；

图6为测试台控制板的控制流程图；

图7为测试台信号源发射信号频谱图；

图8为本发明的测试仪PC端测试软件流程图。

具体实施方式

图2示出了本发明的SCDMA系统塔顶放大器的测试装置。塔顶放大器测试装置是由PC机(含测试软件)和自动塔放测试台(下简称“测试台”)及频谱仪组成。PC机与测试台之间通过一个RS-232串口通信，用来控制测试台信号源输出，塔放的收发状态及电源供电，测试台上的射频通路与塔放的基站端或天线端相连，频谱仪对应地交替连接塔放的天线端或基站端，PC机通过GPIB接口读频谱仪数据，然后分析计算测试数据并判断测试结果。

图3示出了本发明的测试装置内部原理。测试台信号源的硬件主体不是利用专用信号源，而是利用了SCDMA基站的TR板(射频板)经过调整使之符合测试所需要的幅度和良好的交调指标，控制TR板动作的是SCDMA基站的MDM板(射频控制板)，控制原理是充分利用射频板(TR板)测试装置，即PC机通过串口控制MDM板(射频控制板)对SYN(频踪)板发出频率要求以及对TR板发出调制信号种类、channel(信道)号码、Gain(增益)值、收发转换等等指令，从而得到我们所需要的测试源信号要求。利用TR板的任意一个通道，通过软件控制其内部电调衰减器的衰减值(Gain值)，使TR板输出幅度达到+11～-31dBm，其中+11dBm的信号用于被测设备的发射指标测试，-31dBm用于接收增益测试，通道发射功率在8～11dBm(主要是11dBm)时做到稳定且三阶交调最小，其Gain在参数设置里可调；通道发射功率在-25～-31dBm时做到稳定且三阶交调最小，其Gain在参数设置里可调。

为测试被测设备的收、发指标，所需要提供的信号功率是不一样的。利用PC机对TR板发射通道进行控制，利用TR板的任意一个通道，通过软件控制其内部电调衰减器的衰减值(Gain值)，使TR板输出幅度达到+11～-31dBm。

测试装置中测试台实施中的连接接口如下：

■射频输出                1个

■PC串口                  1个

■48V直流电源             1个(内置)

■MDM板复位按钮           1个

■电源开关                2个

■收发转换开关            无(用PC控制)

■塔放电源电缆测试开关    无(用PC控制)

■保险插座                1个

■塔放电源电缆和插座      1个

■电流电压表指示各        1个

■限流调整                1个

■两个电源通断、MDM、TR、各种告警等发光管状态指示。

图3中，用于取代手工操作的测试台控制板的硬件主体，主要是由电缆测试及控制模块、串口复用接口组成，其电缆测试及控制模块是用单片机实现，用以实施对被测设备的控制及测试被测塔顶放大器的内部连接电缆有无连接错误，测试台控制板配合测试系统，受PC机测试软件控制，先检测2根收发控制线、DC48V负端有否焊接短路，然后向塔放加功率，控制收、发状态，撤销塔放加载的功率等，配合系统完成自动测试。串口复用接口主要是实现测试台控制板与MDM板复用一个RS-232串口。

具体MDM的工作原理图见图4，上电或复位以后，MC68360将代码和数据从FLASH传送到DRAM，启动程序以及对其他DSP、FPGA执行复位操作。工作时，PC机通过RC/RS-232将指令传送给微处理器MC68360，68360分析指令种类再分别通知SHARC(DSP数字信号处理器)作相应的调制解调处理。发射状态工作时通过SHARC完成基带信号的扩频调制，基本的TX/RX定时和接口以及控制指令等等则由FPGA完成，然后将信令和基带数据送到TR板。每个SHARC能处理4路RF(射频)通道数据，故MDM板配备2个SHARC处理基站8路RF信号。MDM板发送给TR板的数字信号分为I，Q两路基带信号，通过Zilog转变为模拟基带信号，将模拟基带信号经DQPSK调制，产生中心频率为138.625MHz的IF信号，进一步，将IF信号经上变频器转换为所要求的的RF信号(在1785MHz～1805MHz)，最后，对每个信道将RF信号功率放大为一定功率数输出。通过PC机对MDM的控制可改变发射调制信号种类(即单峰或双峰)，指令控制TR板产生双峰信号(I、Q等幅同相)，并适当调整TR板以保证适当的输出功率，更好的线性度，IQ幅度和相位平衡度。

图5示出了测试台控制板内部的硬件结构，其主要功能如下：

■RS232串口通信功能

■DC48V电源输出开、断控制功能；

■DC48V输出过流保护功能；

■塔放7芯航空插座短路检测功能；

■塔放收、发转换控制功能；

■电源电流过流保护告警及被测塔放技术指标不合格告警功能其外部连接接口为：

■DC48V电源输入：向控制板提供电源；

■DC48V电源输出：向塔放提供电源；

■塔放收、发转换控制输出：向塔放提供收发转换控制信号；

■限流调整输出：外接6位波段单刀开关，用于设置塔放接收测试或发射测试时电流过流限制点；

■光告警指示电压输出：外接发光二极管(红光)用于测试过程中的光告警指示；

■蜂鸣器电压输出：板上接蜂鸣器，用于测试过程中的声音告警指示.

以上测试台控制板，其电缆测试及控制模块是用单片机实现，用以实施对被测设备的控制及测试被测塔顶放大器的内部连接电缆有无连接错误。

图6示出了测试台控制板的控制流程图。控制的步骤如下所述：

1)系统启动参数初始化：系统启动后进行的一些必要的内部参数初始化，如串口设置；

2)等待测控命令：等待从PC串口传来的测试或控制命令；

3)短路检测：对7芯航空插座进行短路检测；

4)向PC传送测试结果：将短路检测结果通过串口回送至PC；

5)置塔放接收：将塔放的收、发状态置为接收；

6)置塔放发射：将塔放的收、发状态置为发射；

7)塔放电流检测：在进行塔放收、发测试时检测塔放电流是否超标；

8)关闭塔放电源：即切断塔放的供电电源；

9)报警：若短路检测失败或收发测试过流时通过蜂鸣器发声进行报警。

测试台控制板的检测及控制功能

下面逐项介绍测试台控制板的检测及控制功能。

1.检测“收、发”控制线有否短路或开路

正常状态下，2根“收、发”控制线和DC48V正端(参考端GND)这3根线，相互之间的直流电阻都是大约650Ω，采用自动测量出这3个阻值的方法来判断相互间有否短路或开路。

为测量这3个阻值，采用内置一恒流源激励，无触点开关切换，4位半A/D转换测量被测电阻两端电压的方法，将A/D转换结果传输给PC机进行判断。采用A/D转换测量电阻，不仅能准确判断“收、发”控制线正常与否，基本消除误判，还能监测这3个阻值的离散分布情况。采用无触点切换，既可避免(继电器)有触点切换所固有的触点寿命限制，提高可靠性，还能减小体积。

2.检测DC48V电源线有否短路

DC48V电源线是用于向塔放传输电源功率，正常情况下有较大电流(约DC1.3A)流过。若在塔放端存在电源线短路的情况下加载DC48V电源，将产生过大的故障电流，因而测试装置须做到既要在正常情况下能够传递塔放所需的工作电流，又必须在故障状态下能够有效限制最大电流；既避免造成塔放的故障扩大，又保护测试装置自身和供电电源不被损坏。

为此，在测试方法上，采用分两步操作的方式。

第一步，先检测DC48V电源线有否短路，方法是采用约0.3A的恒流源进行加载(以下简称“加载小电流”)，若有短路故障，恒流源能够有效抵抗短路故障的冲击；若无短路故障，塔放电源端将有超过8V电压，足以检测判断，并且也不会损坏塔放。

第二步，只有在第一步检测DC48V电源线无短路的情况下，才可加载正常工作所需的电源功率(以下简称“加载大电流”)。具体做法是将DC48V电压经过限制最大电流后加载到塔放电源端，若塔放正常工作，其最大电流限制值设置为大于电源实际电流，因而塔放得到的是DC48V的恒压源供电方式，而且有效抑制了加载塔放电源瞬间对塔放电源端电容器充电的冲击电流；若塔放电源输入端存在非短路型的过流故障，最大电流值限制方式能够有效保护被测塔放和测试台自身不受过大电流冲击，并且还及时撤除“加载大电流”以及蜂鸣器声响提示，进一步提高保护的可靠性。“最大电流限制值”共配置了大小不同的6挡，为区别不同电源电流(例如测试功放单腔和塔放整机)的被测品提供了更为有效的保护。

以上的2步检测，都是受PC机控制，检测结果由PC机读出。“加载小电流”和“加载大电流”采用大功率MOS管作为执行元件，避免了采用有触点继电器元件的固有缺点，有效提高可靠性和避免触点动作次数的寿命限制。

3.检测“收、发”控制线有否接反

若“收、发”2根控制线整机装配时接反，将使“收、发”操作产生相反结果。检测方法是与PC机配合操作，由PC机交替发出“接收”和“发射”指令，通过频普仪监测塔放的“收、发”结果，与发出的“收、发”指令对照，从而判断“收、发”控制线有否接反。

4.串口复用

本测试台有2个部件(控制板和MDM板)通过RS-232串口与PC机通讯，由于该串口规范属非总线复用类，通常做法是与具有2个串口端子配置的PC机配合，2个部件分别独占PC机串口端子。然而，在目前PC机的主流配置中，都只有一个串口端子配置，因此有必要先将控制板和MDM板这2个部件的RS-232串口复合成一个串口后再与PC机通信。因MDM板是利用已有的现成产品部件，不便做较大改动，故只能在控制板内着手进行串口复用。为此设计的串口复用解决方案，先将MDM板的串口线连接到控制板内，硬件上在控制板内复合成一个串口后再与PC机相接，软件上设计相应的传输信息码格式，很好地解决了这个问题，并成功克服了硬件复用后相互的通信干扰问题。

本控制板的全部操作功能，都是在PC机发出的控制命令下执行的，全部的执行结果都由PC机读取后做出相应判断。

测试台控制板的功能

下面详细介绍测试台控制板的功能。

1.本控制板要完成与PC机通信和上述的检测功能，采用内嵌单片机的电路方案。内嵌单片机选用仍普遍成熟运用的MCS-51系列单片机，具体选用AT89C52(PLCC-44封装，体积更小)。运行时钟频率20MHz，其片内资源足以满足本方案需求。实现功能有：通过RS-232串口与PC机通信，切换测电阻通道，读取A/D转换结果，控制恒流源加载，产生“接收”、“发射”控制信号，驱动发光管、蜂鸣器等。

2.测量电阻用A/D转换部分。为检测“收、发”控制线及DC48V正端有否短路、开路，针对塔放的实际参数情况，采用测量出电阻值的方法再判断。测量电阻的A/D转换选择也是仍普遍运用的4位半A/D芯片ICL7135。该芯片是双积分型A/D转换，转换结果是4位半BCD码格式。测量电阻，采用恒流源方式激励被测电阻，保证被测电阻的电压与阻值成线性关系，该电压由A/D转换电路测量。

3.测电阻无触点切换。为检测“收、发”控制线及DC48V正端这3根线相互间的连接状况，需针对这3根线分别测量出3个电阻值，因此在测量过程中必须对这3根线进行切换，选用CD4066模拟开关进行无触点切换，受AT89C52控制。

4.恒流源方式加载电源功率。对于塔放的DC48V电源输入端，要分别完成有否短路测试和加载工作电源，为兼顾既能提供较大电源电流又能可靠抵抗短路故障，采用了恒流源方式。其恒流值即是“最大限制值”，当塔放电源电流小于恒流值时呈现是DC48V恒压源方式加载；若有短路等过流故障，恒流源可以可靠保护被测塔放和测试台自身。恒流源采用大功率MOS管作为执行元件，兼做电源电流加载切换和恒流源输出。

5.单片机控制程序。编写内嵌AT89C52单片机所需的控制程序，配合硬件电路实现本控制板的设计功能。

6.设置塔放电源输入的电压、电流显示。在本测试台上设置指针式电压表和电流表各一块，直观反映塔放电源的加载情况和电流的大小，使测试台人机界面更加友好。

为了完成以上测试功能，塔顶放大器测试装置的测试方法如下：

塔顶放大器测试装置的测试方法

1.测试的主要过程

PC与测试台之间通过一个RS232串口通信，用来控制测试台信号源输出及控制塔放的收发及电源供电，测试台上TR板的射频通路与塔放的基站端或天线端相连，频谱仪相应的接塔放的天线端或基站端，PC通过GPIB接口读频谱仪数据，然后PC分析计算测试结果与指标是否相符。

因为，周TR板作为信号源，以及频谱仪完全代替功率计的思路，需要新增加一些校准测试；本测试仪测试前必须用频谱仪作校准以保证测试精度。校准的目的是在测试之前预先记录本测试仪加上测试需要的射频连接电缆后的实际输出幅度，以此为基准，最终完成对被测设备的收发增益、交调指标等等测试。

图8示出了塔放测试仪测试方法PC端测试软件流程图。具体测试步骤如下：

1)启动测试程序：塔放测试仪程序0404.exe，启动时有声音提示；

2)选择所测塔放状态，单腔或整机；

3)输入所要测试的塔放的板号：点击面板上的板号，输入塔放板号；

4)参数设置：点击面板上的参数设置按钮，在参数设置面板中设置系统参数、测试指标和测试项目选择各项；

5)系统校准，进行接收、发射和功率预校准；

6)进行测试：点击主面板上测试开始按钮；

7)测试结束：如果测试指标都满足参数设置中技术指标的要求，则每项测试指标上的“结果”指示灯会变绿，否则“结果”指示灯变红。

8)测试过程中状态指示灯会提示当前测试状态，在换线过程中有声音提示，其中，从接收到发射测试换线时和测试结束时的提示音为“嘀——嘀”，其余为“嘀——”；

9)当测试结束后，可以浏览主面板上信息框的提示信息，也可点击查看试验结果键查看试验数据；

10)当一些射频板出现问题需要调试时，可以点击主面板上的调试环境界面，进行独立的单项操作：锁频、设置发射通道、发射信号及塔放的收发等；

11)退出测试程序：如果用户想继续进行测试，点击测试开始键继续，否则，点击主面板上退出测试键，关闭测试程序。

2.实施以上测试过程的PC与测试台通讯协议

测试台信号源部分与塔放收发及电源控制部分复用一个串口，其串口设置及通讯协议分别如下：

PC与测试台信号源通讯协议：串口设置为：115200，N，8，1(波特率：115200，无优先级，8个数据位，一个停止位)。

PC与测试台塔放收发及电源控制部分通讯协议：串口设置为：9600，N，8，1(波特率：9600，无优先级，8个数据位，一个停止位)。

3.具体测试方法：

塔顶放大器测试装置的测试方法包括：系统校准、功率校准、接收增益测试、发射增益测试、三阶交调、收发杂波(自激)、观察圆形连接器6、7脚极性和判断收发转换变化。以下逐一介绍具体测试方法：

(1)系统校准，即接收、发射增益预校准

系统校准目的是分别记录塔放天线端和基站端输入信号源幅度(包含线路衰减)，作为计算接收、发射增益的输入参考。

系统校准时，将塔放信号输入输出电缆用短路头连接后，程序执行如下操作：

a)PC向串口发消息，调用频率锁定函数Lock FreqencyChannel.vi，来锁定测试台信号源频率；

b)PC向串口发消息，调用通道选择函数Send Tx chanselectflag.vi，选择测试台信号源TR板通道1发射输出作为塔放接收增益用信号源；

c)PC向串口发消息，调用指令函数Send Tx Data.vi向TR板发命令，设定1通道发射增益，发射信号类型，增益因子及发射信号频率；

d)PC读频谱仪数据，按公式P＝10*log10(10^P1/10+10^P2/10)计算频谱功率存入校准记录文件CAL.txt；

e)通过调用关闭输出函数RxSel.Vi置通道1为接收，从而关闭测试台信号源输出。

f)PC向串口发消息，调用通道选择函数Send Tx chanselectflag.vi选择测试台信号源TR板通道0发射输出作为塔放接收增益用信号源；

g)PC向串口发消息，调用指令函数Send Tx Data.vi向TR板发命令，设定0通道发射增益，发射信号类型，增益因子及发射信号频率；

h)PC读频谱仪数据，计算频谱功率存入校准记录文件CAL.txt；

i)通过调用关闭输出函数RxSel.Vi置通道0为接收，从而关闭测试台信号源输出。

(2)功率校准

功率校准的目的为记录在功率计某一功率显示值下对应的频谱仪读数，作为功率测试参考。

首先，将塔放天线端输出电缆(带30dB衰减)接入功率计、在调试环境中调节gain值，使功率计上的读数满足(32.4-X)dBm的要求，其中X为网络分析仪测出的天线端输出电缆线损衰减和30dB衰减器的衰减之和；然后，将此输出电缆(带30dB衰减)接入频谱仪，在调试环境中设置好频谱仪的RefLevel(参考电平)后点击界面的读频谱仪按钮来读频谱仪数据，等频谱仪读数完毕后将此功率值设置在参数设置中的三阶校准功率中(塔放的三阶交调测试将在此功率值下进行)。

(3)接收增益测试

a)PC向串口发消息，调用频率锁定函数Lock FreqencyChannel.vi，来锁定相应频率；

b)PC向串口发消息，调用通道选择函数Send Tx chanselectflag.vi选择测试台信号源TR板通道1发射输出作为塔放接收增益用信号源；

c)PC向串口发消息，调用指令函数Send Tx Data.vi向TR发命令，设定发射增益，发射信号类型，增益因子及发射信号频率；

d)PC读频谱仪数据，计算此时塔放基站端接收功率，将此功率减去接收校准值即得接收增益。

e)通过调用关闭输出函数RxSel.Vi置通道1为接收，从而关闭测试台信号源输出。

(4)发射增益测试

a)PC向串口发消息，调用频率锁定函数Lock Freqency Channel.vi锁定相应频率；

b)PC向串口发消息，调用通道选择函数Send Tx chanselectflag.vi选择通道0发射输出作为塔放接收增益用信号源；

c)PC向串口发消息，调用指令函数Send Tx Data.vi向TR发命令，设定发射增益，发射信号类型，增益因子及发射信号频率；

d)PC读频谱仪数据，计算此时塔放天线端发射功率，将此功率减去发射校准值即得发射增益。

e)通过调用关闭输出函数RxSel.Vi置通道0为接收，从而关闭测试台信号源输出。

f)最大输出功率：

g)PC向串口发消息，调用Lock Freqency Channel.vi锁定相应频率；

h)PC向串口发消息，调用频率锁定函数Send Txchanselectflag.vi，选择通道0发射输出作为塔放接收增益用信号源；

i)调用增益函数Find TX_gain of some Power.vi，PC控制调整测试台信号源输出功率，如果在调增益值TX_gain(0～60)的过程中能得到最大功率值，则最大功率满足指标；

j)读频谱仪数据按公式：P＝10*log10(10^P1/10+10^P2/10)计算发射功率；

(5)三阶交调：在最大功率下测试三阶交调

图7示出了一个发射信号频谱。三阶交调时，调用三阶交调函数PowerIM3test.vi，得到三阶交调值，判断三阶交调，超标则停止测试且报错。其中，三阶交调函数PowerIM3test.vi执行过程如下：

a)根据调制原理，发射信号的频谱为双峰，以载频为中心，左右偏移调制频率，用offset来表示离散后三阶交调频率点偏移一阶频率点的index数，调制频率由全局变量SinFreq表示，所以有：

$\mathrm{offset}=\frac{2\mathrm{SinFreq}}{\mathrm{span}/400}$

b)调用求值函数Get Value of Signal from SA.vi，读回频谱分析仪整屏信号，得到最大峰值P1(对应频率F1的index1)、次大峰值P2(对应频率F2的index2)；根据上一步骤得到的offset值可得到2个三阶交调处频率值的index3，index4，通过在该index附近寻找最大值得到功率值P3和P4，从而得到三阶交调值：Min(P1，P2)-Max(P3，P4)

c)通过调用关闭输出函数RxSel.Vi置通道0为接收，从而关闭测试台信号源输出。

(6)收发杂波(自激)观察

在接收增益和发射增益测试结束后，将频谱仪SPAN打至2G，此时4403B的每个点间隔为5MHz，因此只需找最大峰值和次大峰值，先找到最大峰值Pmax1，，然后寻找次大峰值Pmax2，如果Pmax1-Pmax2大于我们设定的某个值，则认为无杂波。杂波观察有自动和手动测观察两种方式选择，前者约为2秒左右，后者需关闭弹出的提示对话框后方可进行下一步测试。

(7)圆形连接器6、7脚极性判断

在塔放输入输出电缆连接正确的情况下，如果塔放接收增益很小，则PC控制塔放转换到发射状态，若此时塔放接收增益趋于正常，则说明圆形连接器6、7脚接反，则弹出对话框提示检查6、7脚极性。若此时塔放接收增益仍不正常，说明接收部分有故障。

(8)收发转换变化

在测试塔放整机或接收和发射增益时同时，收发转换三次，三次测试值最大变化不超过一定值。

应用本发明的SCDMA系统塔顶放大器的测试装置，可以达到下述有益效果：

1)使用便捷、减轻劳动力度。测试过程中操作人员不用再调整测试设备和做测试记录，而是直接由测试软件来完成，操作便捷的同时大大减轻了劳动力度。

2)节约成本。首先，多个测试工位共用一个功率计，每测试工位节约了两台专用信号源，每测试工位节约了价值大约为180000.00人民币的固定资产投入资本，其次充分利用现有的TR板、SYN板和MDM板等运用到设计中，节约了成本的同时，也体现的大胆创新。

3)增加了更多的测试功能。增加的功能有自激检测，收发转换时收发gain(增益)的变化范围控制及限流保护提示等功能，改善了不能人机交互的情况。

4)软件与硬件的充分结合，方便了操作的进一步更新。在该测试设备中，PC机完成了人机交互、参数设置、运算处理及测试等功能。通过PC机与测试台的通信协议达成了软件与硬件的充分结合。

Claims (17)

1.一种SCDMA系统塔顶放大器的测试装置，包括：

一个PC机；

一个频谱仪，其与被测塔顶放大器电连接，以对被测塔顶放大器信号进行采集；其还通过一个接口总线和该PC机电连接，以向该PC提供所测得的频谱信息；

一个测试台，其通过一个通讯接口和该PC机电连接，以接受测试指令；其还和被测塔顶放大器电连接；

其特征在于：

所述测试台包括一个测试台信号源、一个和该测试台信号源电连接的测试台控制板和一个向该测试台控制板提供电源的直流电源；该测试台信号源向被测塔顶放大器提供信号；所述PC机用来控制测试台信号源输出，提供不同输出波形、不同功率范围、且输出波形及幅度可控的信号，测试塔顶放大器的收、发增益及三阶交调指标，并控制测试台控制板实施对被测塔顶放大器的收发状态控制及测试，同时提供电源控制。

2.如权利要求1所述的塔顶放大器测试装置，其特征在于，所述测试台信号源包括：一个射频控制板，一个频综板和一个射频板；该射频控制板分别和该频综板和该射频板电连接；该射频控制板还和所述测试台控制板的串口复用接口电连接；该频综板和该射频板电连接；所述PC机控制射频控制板对频踪板发出频率要求以及对射频板发出指令，利用射频板的任意一个通道，使射频板输出两种输出波形，包括：单峰、双峰，两种功率范围、输出波形幅度达到+11～-31dBm；其中+11dBm的信号用于被测设备的发射指标测试，-31dBm用于接收增益测试；其中，通道发射功率在8～11dBm，做到稳定且三阶交调最小，其增益在参数设置里可调；通道发射功率在-25～-31dBm时做到稳定且三阶交调最小，其增益在参数设置里可调。

3.如权利要求1或2所述的塔顶放大器测试装置，其特征在于，所述测试台控制板包括一个串口复用接口、一个电缆测试及控制模块；所述串口复用接口主要是实现测试台控制板与所述测试台信号源复用一个串口；该电缆测试及控制模块还通过一个接口和被测的塔顶放大器电连接，以对被测的塔顶放大器进行控制及测试，并提供电源，包括接收、发射转换控制、电流限流及报警、内部电缆连接测试。

4.如权利要求3所述的塔顶放大器测试装置，其特征在于，所述测试台控制板的电缆测试及控制模块包括一个中央处理单元，一个电源开断控制模块，一个塔放收发电流限流、过流保护模块和一个塔放收发转换控制模块；该中央处理单元和这些模块电连接，以提供控制；该中央处理单元还通过一个串口和所述PC机通讯；该电源开断控制模块置于电源电路，以对输出电源进行控制；一个塔放收发电流限流、过流保护模块与电源电路，以对被测塔顶放大器提供保护；该塔放收发转换控制模块通过一个接口和被测塔顶放大器电连接，以进行控制。

5.如权利要求4所述的塔顶放大器测试装置，其特征在于，测试台控制板向被测塔顶放大器提供电源和控制的接口为一个7芯航空插座。

6.如权利要求5所述的塔顶放大器测试装置，其特征在于，所述测试台控制板的电缆测试及控制模块包括一个7芯航空插座短路检测模块，其和中央处理单元及所述7芯航空插座电连接，可以从所述中央处理单元接收指令以对所述7芯航空插座进行短路检测。

7.如权利要求4所述的塔顶放大器测试装置，其特征在于，所述测试台控制板还包括一个蜂鸣器，该蜂鸣器和所述中央处理单元电连接。

8.如权利要求6所述的塔顶放大器测试装置，其特征在于，所述测试台控制板还包括一个蜂鸣器，该蜂鸣器和所述中央处理单元电连接。

9.如权利要求1、6或者7之一所述的塔顶放大器测试装置，其特征在于，还包括一个和被测塔顶放大器相连的功率计，以便配合所述频谱仪对该塔顶放大器进行校准。

10.一种测试SCDMA系统塔顶放大器的方法，其特征在于，PC与测试台之间通过一个串口通信，用来控制测试台信号源输出及控制塔放的收发及电源供电，测试台上射频板的射频通路与塔放的基站端或天线端相连，频谱仪相应的接塔放的天线端或基站端，PC通过接口读频谱仪数据，然后分析计算测试结果与指标是否相符，主要包括以下步骤：

A.测试状态选择；

B.进行参数设置，包括系统参数、测试指标和测试项目；

C.进行系统校准，包括接收、发射和功率预校准；

D.进行测试；

所述步骤D进一步包括：

D1.PC机通过测试台控制板的串口复用接口向测试台信号源发出测试指令，以控制测试台信号源发出测试信号；并通过射频通路向传给塔顶放大器；

D2.PC机通过测试台控制板的串口复用接口控制塔放的收发及电源供电，其中，测试台的直流电源通过测试台控制板向塔顶放大器提供电源，测试台控制板的电缆测试及控制模块对塔顶放大器进行控制；

D3.所述PC机通过接口总线读取频谱仪数据，然后分析计算测试数据并判断测试结果；其中，频谱仪根据测试的收发状态，交替连接塔顶放大器的基站端或天线端。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述测试台信号源包括：一个射频控制板，一个频综板和一个射频板；该射频控制板分别和该频综板和该射频板电连接；该射频控制板还和所述测试台控制板通过串口复用接口电连接；该频综板和该射频板电连接；该射频板通过其上的任意一个通道通过射频通路向被测塔顶放大器发射信号；从PC机经测试台控制板的串口复用接口传来的指令控制射频控制板对频综板发出频率要求以及对射频板发出调制信号种类、信道号码、增益值和收发转换指令。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述的射频板输出幅度为+11～-31dBm。

13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述测试台控制板的电缆测试及控制模块包括一个中央处理单元，一个电源开断控制模块，一个塔放收发电流限流、过流保护模块和一个塔放收发转换控制模块；测试台控制板的电缆测试及控制模块的中央处理单元还通过一个接口从PC机接受指令；该输出电源开断控制模块置于电源电路，以对输出电源进行控制；一个塔放收发电流限流、过流保护模块与电源电路，以对被测塔顶放大器提供保护；该塔放收发转换控制模块通过一个接口和被测塔顶放大器电连接，以进行控制。

14.如权利要求13的测试塔顶放大器的方法，其特征在于，在所述控制步骤D中，测试台控制板还包括以下控制步骤：

(1)系统启动参数初始化；

(2)等待从PC串口传来的测试或控制命令；

(3)对测试台控制板和塔顶放大器之间的接口插座进行短路检测，并将结果回传给PC机；

(4)将塔顶放大器的收、发状态置为接收或发射；

(5)在塔顶放大器的收、发测试时，检测塔顶放大器电流是否超标；

(6)在短路监测失败或收发测试过流时，通过蜂鸣器发出警报。

15.如权利要求10-14之一所述的测试塔顶放大器的方法，其特征在于，所述步骤A还包括选择对塔顶放大器进行单腔或整机测试的步骤，其中进行整机测试时还进一步包括对整机通道进行选择的步骤。

16.如权利要求10-14之一所述的测试塔顶放大器的方法，其特征在于，当射频板出现问题需要调试时，还包括对测试仪进行调试的步骤。

17.如权利要求10-14之一所述的测试塔顶放大器的方法，其特征在于，当测试结束后还包括对测试结果进行查看的步骤。

Images