CN218941100U - 一种多频段射频信号测试模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种多频段射频信号测试模块，包括：线路板和焊接在线路板上的两组高频天线及其高频收发模块、低频天线及其低频发射模块、单片机、协议转换模块和连接器；两高频收发器模块配置有不同的中心频率；连接器的数量为一个，用于提供所述多频段射频信号测试模块和外部设备连接的电源接口、数据通信接口和控制接口；协议转换模块用于对所述单片机和外部设备之间的数据通信接口进行协议转换。该模块支持高频和低频射频信号的测试，支持多种通信方式，同时可以嵌入测试工装内部，测试更为稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及射频信号测试领域，尤其涉及一种多频段射频信号测试模块。
背景技术
射频产品在测试需要根据射频产品的射频信号频率，选择不同的射频信号测试模块进行适配，然后再进行测试。现有射频信号测试方案存在以下问题：
1、测试种类单一，不能兼容多种信号及模式；
2、通信模式少，不能满足多种仪器配合；
3、整体尺寸大，低频天线通过导线引出导致信号衰减，存在测试距离短、产品定位方向受限和测试接收稳定性差等问题。
为减少射频信号测试模块的数量，常用的方式是将多种适配不同频率的天线及电路集成在一个测试模块，但多频段天线集成会产生相应的干扰，因此设计出一款集成多频段天线的射频信号测试模块并非易事。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种小型的多频段射频信号测试模块，可在同一测试模块上支持433MHz/315MHz的ASK或FSK高频接收及125kHz低频发射产品。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种多频段射频信号测试模块，包括：线路板和焊接在线路板上的第一高频天线、第二高频天线、第一高频收发模块、第二高频收发模块、低频天线、低频发射模块、单片机、协议转换模块和连接器；
所述低频发射模块和所述单片机连接，驱动所述低频天线；
所述第一高频收发模块和所述第二高频收发模块和所述单片机连接，分别用于驱动所述第一高频天线和所述第二高频天线；所述第一高频收发模块和所述第二高频收发模块配置有不同的中心频率；
所述连接器的数量为一个，用于提供所述多频段射频信号测试模块和外部设备连接的电源接口、数据通信接口和控制接口；
所述协议转换模块设置于所述单片机和所述连接器之间，用于对所述单片机和外部设备之间的数据通信接口进行协议转换。
进一步的，所述协议转换模块包括RS232收发器和CAN收发器，用于将所述连接器的数据通信接口配置为TTL电平、RS232电平或CAN_BUS电平中的一种。
进一步的，所述第一高频收发模块的中心频率为433MHz，所述第二高频收发模块的中心频率为315MHz。
进一步的，所述第一高频天线和所述第二高频天线为螺旋天线；所述第一高频天线和所述第二高频天线平放于所述线路板的背面，且所述第一高频天线和所述第二高频天线平行放置。
进一步的，所述低频天线为环形125KHz低频天线，平放于所述线路板的正面。
进一步的，所述低频发射模块包括一个与非门和一个高速MOSFET驱动芯片，所述与非门的两个输入端和所述单片机连接，所述与非门的输出和所述高速MOSFET驱动芯片的输入端连接，所述高速MOSFET驱动芯片的输出引脚通过阻容电路和低频天线连接。
进一步的，所述连接器为D-SUB连接器。所述连接器提供电气连接和结构连接。
进一步的，所述连接器至少设置电源输入引脚、单片机电源引脚、电源地引脚、数据接收引脚、数据发送引脚、复位引脚和调试调用引脚。
本实用新型实现了如下技术效果：
用于所有433MHz/315MHz的ASK或FSK高频接收及125kHz低频发射产品，可以通过TTL电平、RS232、CAN_BUS等多协议通信，配合电脑工具可以灵活解析分解需要的信息数据判断产品测试信息正确性并可以配合市场标准的频谱仪使用，测试信号强度等性能参数，确保产品的性能可靠。
附图说明
图1是本实用新型的多频段射频信号测试模块的结构示意图一；
图2是本实用新型的多频段射频信号测试模块的结构示意图二；
图3是本实用新型的多频段射频信号测试模块的电路框图；
图4是本实用新型的高频射频收发模块、低频发射模块和RS232收发器的电路图；
图5是本实用新型的CAN收发器电路图；
图6是本实用新型的单片机及周边电路图；
图7是本实用新型的电源模块电路图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
如图1、图2所示，本实用新型给出了一个多频段射频信号测试模块的产品示例。该射频信号测试模块包括线路板1和焊接在该线路板1上的第一高频天线6、第二高频天线7、第一高频收发模块4、第二高频收发模块5、低频天线3、CAN收发器8、RS232收发器9、单片机2、电源模块和连接器10等组件或元器件。
在本实施例中，第一高频天线6和第二高频天线7均采用螺旋天线，分别适用于433MHz和315MHz。第一高频收发模块4和第二高频收发模块5均采用Si4463等Si446x系列的高频收发模块，并分别配置中心频率为433MHz和315MHz，从而与相应的天线适配。
在本实施例中，低频天线3采用环形125KHz低频天线，该天线通过低频发射模块接入单片机2中，由单片机2直接驱动。
在本实施例中，低频天线3平放于线路板1的正面，第一高频天线6和第二高频天线7平放于线路板1的背面，且第一高频天线6和第二高频天线7近似平行放置。
在本实施例中，通过合理分布低频天线3、第一高频天线6和第二高频天线7三者的位置，可解决多频段天线集成干扰的问题，有效保证测试距离和方向，提高测试稳定性，并解决产品定位方向受限问题。
在本实施例中，连接器10的数量为一个，射频信号测试模块通过连接器10和测试工装等外部设备进行快速连接。
在本实施例中，连接器10采用D-SUB连接器。D-SUB连接器具有较高的结构强度，射频信号测试模块通过D-SUB连接器和测试工装连接，可无需通过其他方式进行增强固定。
图3－图7为本实用新型给出了一个多频段射频信号测试模块的一个电路示例。其中：
MOD1和MOD2为高频收发模块，采用Si4463等Si446x系列芯片。
U01为单片机，型号为9S12XET256。
U60为与非门，型号为SN74AHC1G00；U61为高速MOSFET驱动器，型号为TC4422；单片机U01通过U60、U61组成的低频发射模块驱动低频天线工作。
U13为CAN收发器，型号为TJA042；U40为RS232收发器，型号为MAX232。通过配置，射频信号测试模块的输出信号可支持TTL电平、RS232、CAN_BUS等通讯方式。
本领域技术人员可参考该电路进行器件选型，选取兼容型号的高频收发模块、单片机、与非门、驱动器、CAN收发器、RS232收发器等元器件，以实现相同的功能。
J10为连接器，采用9针D_SUB连接器。设置VIN_12V、VCC_MCU、BKGD、PC_RX、RESET、PC_TX和GND等信号引脚。其中，BKGD为调试调用引脚，PC_RX、PC_TX为数据发送引脚、数据接收引脚，RESET为复位引脚。
VIN_12V为电源输入引脚，通过电源管理芯片U12、U10、U11输出VCC_12V、VCC_5V和VCC_3.3V等直流电源，给各个模块供电。在本电路中VIN_12V的电压要高于12V，适用于24V直流供电。在具体应用中，电源VIN_12V可设置为支持5V—24V宽电压输入。各电源管理芯片可根据电源的电压范围和各模块电流需求选取升压/降压式电源管理芯片或LDO等电源管理芯片。VCC_MCU为单片机电源引脚，可由VCC_3.3V提供，或直接由外部设备提供。
在实际应用中，连接器也可采用15针或25针D-SUB连接器。
多频段射频信号测试模块的应用：
将多频段射频信号测试模块和测试工装等外部设备连接，安装在测试工装内，并通过测试工装连接电脑。
将待测产品放置在测试工装上，进行高频天线性能测试或低频天线性能测试。
待测产品为高频激发的产品：待测产品通过按键或协议触发发射高频信号，射频信号测试模块通过315MHz或433MHz高频天线接收并传送给高频收发模块，由高频收发模块对信号进行解析处理，最后根据配置将输出信号以TTL电平或转换成RS232电平或转换成CAN_BUS电平发送电脑，由电脑内的专用工具软件进行分析处理，并进行显示判断。
待测产品为低频激发产品：通过配置产品的低频协议，射频信号测试模块发送低频信号给产品，产品根据指令回复高频信号，射频信号测试模块通过315MHz或433MHz高频天线接收并传送给高频收发模块，由高频收发模块对信号进行解析处理，最后根据配置将输出信号以TTL电平或转换成RS232电平或转换成CAN_BUS电平发送电脑，由电脑内的专用工具软件进行分析处理，并进行显示判断。
本测试模块存在以下优点：
1、同频段信号兼容性强，支持多种信号模式；
2、低频信号采用环形线圈，只要产品在线圈内即可，产品测试接收稳定高，一次通过率更高；
3、数据通信支持TTL电平、RS232、CAN_BUS等方式，多种通信方式可选；
4、配合电脑工具方便调试，便于用于自动化设备内；
5、体积小，可以嵌入测试工装内部，测试更稳定。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种多频段射频信号测试模块，其特征在于，包括：线路板和焊接在线路板上的第一高频天线、第二高频天线、第一高频收发模块、第二高频收发模块、低频天线、低频发射模块、单片机、协议转换模块和连接器；
所述低频发射模块和所述单片机连接，驱动所述低频天线；
所述第一高频收发模块和所述第二高频收发模块和所述单片机连接，分别用于驱动所述第一高频天线和所述第二高频天线；所述第一高频收发模块和所述第二高频收发模块配置有不同的中心频率；
所述连接器的数量为一个，用于提供所述多频段射频信号测试模块和外部设备连接的电源接口、数据通信接口和控制接口；
所述协议转换模块设置于所述单片机和所述连接器之间，用于对所述单片机和外部设备之间的数据通信接口进行协议转换。
2.如权利要求1所述的多频段射频信号测试模块，其特征在于，所述协议转换模块包括RS232收发器和CAN收发器，用于将所述连接器的数据通信接口配置为TTL电平、RS232电平或CAN_BUS电平中的一种。
3.如权利要求1所述的多频段射频信号测试模块，其特征在于，所述第一高频收发模块的中心频率为433MHz，所述第二高频收发模块的中心频率为315MHz。
4.如权利要求1所述的多频段射频信号测试模块，其特征在于，所述第一高频天线和所述第二高频天线为螺旋天线；所述第一高频天线和所述第二高频天线平放于所述线路板的背面，且所述第一高频天线和所述第二高频天线平行放置。
5.如权利要求1所述的多频段射频信号测试模块，其特征在于，所述低频天线为环形125KHz低频天线，平放于所述线路板的正面。
6.如权利要求1所述的多频段射频信号测试模块，其特征在于，所述低频发射模块包括一个与非门和一个高速MOSFET驱动芯片，所述与非门的两个输入端和所述单片机连接，所述与非门的输出和所述高速MOSFET驱动芯片的输入端连接，所述高速MOSFET驱动芯片的输出引脚通过阻容电路和低频天线连接。
7.如权利要求1所述的多频段射频信号测试模块，其特征在于，所述连接器为D-SUB连接器。
8.如权利要求1所述的多频段射频信号测试模块，其特征在于，所述连接器至少设置电源输入引脚、单片机电源引脚、电源地引脚、数据接收引脚、数据发送引脚、复位引脚和调试调用引脚。
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