專利名稱：高可靠性無(wú)線通信模塊性能評(píng)估工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子信息技術(shù)領(lǐng)域，屬集成電路產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)與通信技術(shù)。
背景技術(shù)：
在無(wú)線通信模塊的生產(chǎn)過(guò)程中需要使用到頻譜儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀、示波器與萬(wàn)用表以及電腦等儀器去測(cè)量生產(chǎn)線上的無(wú)線通信模塊是否及格，并且整個(gè)過(guò)程都是人手控制和記錄；按照使用上述方法測(cè)量無(wú)線模塊的參數(shù)缺點(diǎn)有:一臺(tái)儀器只能測(cè)試一種參數(shù)，直接導(dǎo)致測(cè)試時(shí)間增加；使用儀器多，操作繁瑣，資金投入大；記錄數(shù)據(jù)繁瑣容易出錯(cuò)以及在戶外測(cè)試生產(chǎn)模塊的通信距離時(shí)過(guò)于麻煩等，不能滿足高生產(chǎn)效率的要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、確保無(wú)線通信模塊的數(shù)據(jù)包傳輸正確、方便攜帶、易于使用、成本低的高可靠性無(wú)線通信模塊性能評(píng)估工具。高可靠性無(wú)線通信模塊性能評(píng)估工具，包括鍵盤輸入電路、ADC (模數(shù)變換器)電路、MCU(微控制單元)、串口通信電路、IXD (液晶顯示器)電路、電源電路、指示電路，電源電路將高壓電源轉(zhuǎn)化成低壓電源分別與ADC電路、MCU、串口通信電路、LCD電路、指示電路相連并為這五塊電路提供工作電源，鍵盤輸入電路、ADC電路的輸出口與MCU輸入口相連，IXD電路的通信口、指示電路與MCU的輸出口相連，串口通信電路的通信口與MCU的輸入/輸出口相連。所述電源電路包 括LDO (低壓線性穩(wěn)壓器)兩級(jí)穩(wěn)壓電路、充電電路、電池PH2A、電池監(jiān)控電路和電源指示電路,外接電源PSl通過(guò)充電電路和電池相連并為其充電,外接電源通過(guò)開(kāi)關(guān)SI和LDO兩級(jí)穩(wěn)壓電路第一級(jí)輸入端相連，LDO兩級(jí)穩(wěn)壓電路第一級(jí)輸出為5V與電源指示電路相連，電池兩端并聯(lián)電池監(jiān)控電路相連。電源指示燈電路提示電源供給是否正常，插適配器使用時(shí)，電路正常供電，并且同時(shí)為電池充電，當(dāng)適配器拔出時(shí)，由電池供電，無(wú)需手動(dòng)轉(zhuǎn)換供電模式。電池監(jiān)控電路可以顯示電池的剩余電量，避免電池工作在過(guò)低放電的狀態(tài)而造成的永久性損壞，同時(shí)可以提示使用者在電池電量不足時(shí)作出對(duì)應(yīng)的操作。所述電池采用一種高容量的鋰電池，提供可靠的電源供給，確保電路正常工作。所述ADC 電路包括電阻1 8、1 9、1 10、1 11、1 12、1 13、1 14、電容(:19、]\ )5管祖和芯片0P，電阻R13的一端接3.3V、另一端與電阻R14的一端和MOS管Ml的第四腳相連，MOS管Ml的第一、第二和第三腳接地，MOS管Ml的第五、第六、第七和第八腳與電阻R12的一端相連，R12的另一端與電阻Rll和R8的一端相連，Rll的另一端接地，R8的另一端與芯片OP的第一腳相連，芯片OP的第二腳接地，芯片OP的第三腳與R9和RlO的一端相連，R9的另一端接地，RlO的另一端與芯片OP的第四腳相連，芯片OP的第五腳與C19的一端接電源
3.3V, C19的另一端接地。所述MCU采用16位高速處理器，以PIC33FJ128MC506A單片機(jī)為優(yōu)。無(wú)線通信模塊的通信需要高速率的數(shù)據(jù)傳輸，低工作頻率的器件不能滿足要求，需要使用器件工作頻率高的智能芯片控制整個(gè)電路和實(shí)現(xiàn)兩個(gè)無(wú)線通信模塊之間的收發(fā)應(yīng)答，可通過(guò)軟件升級(jí)以適應(yīng)后續(xù)研發(fā)需求，不需要更換硬件設(shè)備。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于以人機(jī)界面、通信技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體，采用數(shù)字化電路設(shè)計(jì)，具有節(jié)能、環(huán)保、接受靈敏度高、功能強(qiáng)大、可通過(guò)軟件升級(jí)增加新的功能、方便使用、安全可靠、壽命長(zhǎng)等顯著優(yōu)點(diǎn)，能代替多種測(cè)試設(shè)備，脫離笨重的測(cè)試儀器，可以在戶外環(huán)境使用無(wú)線通信模塊性能評(píng)估工具直接測(cè)量無(wú)線通信模塊的通信距離，不需要攜帶PC，僅用一臺(tái)高可靠性無(wú)線通信模塊性能評(píng)估工具便可以測(cè)量無(wú)線通信模塊的所有性能，節(jié)省大量的成本。而高可靠性無(wú)線通信模塊性能評(píng)估工具完全可以免除繁瑣的儀器使用，能提高效率，并且其投入成本極低，僅為購(gòu)買上述儀器的千分之一。

圖1為本實(shí)用新型的電路方框圖；圖2為本實(shí)用新型的電源電路原理圖；圖3為本實(shí)用新型的ADC采集電路原理圖；圖4為本實(shí)用新型的電路原理圖；圖5為本實(shí)用新型的軟件流程框圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖詳細(xì)敘述本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。如圖1所示，高可靠性無(wú)線通信模塊性能評(píng)估工具包括鍵盤輸入電路、ADC (模數(shù)變換器)電路、MCU(微控制單元)、串口通信電路、LCD (液晶顯示器)電路、電源電路、指示電路，電源電路將高壓電源轉(zhuǎn)化成低壓電源分別與ADC電路、MCU、串口通信電路、LCD電路、指示電路相連并為這五塊電路提供工作電源，鍵盤輸入電路、ADC電路的輸出口與MCU輸入口相連，IXD電路的通信口、指示電路與MCU的輸出口相連，串口通信電路的通信口與MCU的輸入/輸出口相連。如圖2所示，所述電源電路包括LDO (低壓線性穩(wěn)壓器)兩級(jí)穩(wěn)壓電路、充電電路、電池PH2A、電池監(jiān)控電路和電源指示電路，外接電源PSl通過(guò)充電電路和電池相連并為其充電，外接電源通過(guò)開(kāi)關(guān)SI和LDO兩級(jí)穩(wěn)壓電路第一級(jí)輸入端相連，LDO兩級(jí)穩(wěn)壓電路第一級(jí)輸出為5V與電源指示電路相連，電池兩端并聯(lián)電池監(jiān)控電路相連。電源指示燈電路提示電源供給是否正常，插適配器使用時(shí)，電路正常供電，并且同時(shí)為電池充電，當(dāng)適配器拔出時(shí)，由電池供電，無(wú)需手動(dòng)轉(zhuǎn)換供電模式。電池監(jiān)控電路可以顯示電池的剩余電量，避免電池工作在過(guò)低放電的狀態(tài)而造成的永久性損壞，同時(shí)可以提示使用者在電池電量不足時(shí)作出對(duì)應(yīng)的操作。所述電池采用一種高容量的鋰電池，提供可靠的電源供給，確保電路正常工作。如圖3 所示，所述 ADC 電路包括電阻 R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、電容 C19、M0S管Ml和芯片0P，電阻R13的一端接3.3V、另一端與電阻R14的一端和MOS管Ml的第四腳相連，MOS管Ml的第一、第二和第三腳接地，MOS管Ml的第五、第六、第七和第八腳與電阻R12的一端相連，R12的另一端與電阻Rll和R8的一端相連，Rll的另一端接地，R8的另一端與芯片OP的第一腳相連，芯片OP的第二腳接地，芯片OP的第三腳與R9和RlO的一端相連，R9的另一端接地，RlO的另一端與芯片OP的第四腳相連，芯片OP的第五腳與C19的一端接電源3.3V，C19的另一端接地。所述MCU采用16位高速處理器，以PIC33FJ128MC506A單片機(jī)為優(yōu)。無(wú)線通信模塊的通信需要高速率的數(shù)據(jù)傳輸，低工作頻率的器件不能滿足要求，需要使用器件工作頻率高的智能芯片控制整個(gè)電路和實(shí)現(xiàn)兩個(gè)無(wú)線通信模塊之間的收發(fā)應(yīng)答，可通過(guò)軟件升級(jí)以適應(yīng)后續(xù)研發(fā)需求，不需要更換硬件設(shè)備。工作過(guò)程:結(jié)合圖4和圖5介紹本實(shí)用新型的工作過(guò)程，先將被測(cè)RF通信模塊接入高可靠性無(wú)線通信模塊評(píng)估工具，然后開(kāi)啟電源，采集被測(cè)RF通信模塊的實(shí)際電壓，當(dāng)被測(cè)模塊的電流在mA級(jí)別時(shí)，I/O 口控制MOS管Ml為導(dǎo)通狀態(tài)，電流流過(guò)MOS管M1，在R12(l.1Ω)采樣電阻上獲得采樣電壓，而被測(cè)模塊的電流在uA級(jí)別時(shí)，IO 口控制MOS管為關(guān)斷狀態(tài)，電流只流過(guò)Rll(lOOKQ)采樣電阻，并在Rll(lOOKQ)電阻上獲得采樣電壓，MCU從ADC采集電路上獲得的電壓值轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)值供程序判斷，得出對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)電流值。校正所測(cè)得的參數(shù)有:發(fā)射電流、接收電流、睡眠電流。1、接收電流:模塊的接收電流是長(zhǎng)期維持在一個(gè)范圍，與模塊是否正在接收數(shù)據(jù)無(wú)關(guān)，由于是線性的(上下波動(dòng)誤差非常小，可以忽略不計(jì))，可以直接使用示波器或者萬(wàn)用表直接讀得電壓值或電流值，首先使用不同的儀器多次測(cè)量，取其正太分布的最大分布范圍，以這個(gè)電流值用以作為判別基準(zhǔn)。測(cè)量過(guò)程如下:首先，讓MCU使被測(cè)模塊處于接收狀態(tài)，然后開(kāi)啟ADC采集電壓，將采集得的實(shí)際電壓，除以經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器之后的放大倍數(shù)，再除以實(shí)際的采樣電阻值，經(jīng)過(guò)軟件修正為參照的基準(zhǔn)電流(通常修正后數(shù)值與修正前偏差不大)，測(cè)試多個(gè)模塊，驗(yàn)證其接收電流是否一致，若測(cè)試結(jié)果與使用萬(wàn)用表、示波器等儀器一致，則認(rèn)為校準(zhǔn)完畢。2、發(fā)射電流:因?yàn)楦哳l信號(hào)的無(wú)線收發(fā)時(shí)間非常短，萬(wàn)用表等儀器捕捉的電流/電壓值是平均值，而需要采集的模塊發(fā)射無(wú)線信號(hào)時(shí)的電壓/電流是瞬間的，所以使用萬(wàn)用表不能滿足要求，需要使用示波器捕捉模塊在發(fā)射無(wú)線信號(hào)時(shí)瞬間上升的波形(類似方波)，捕捉到的電壓波形波峰基本上是平整的，上下浮動(dòng)±2mV，這種電壓波動(dòng)可以忽略不計(jì)；首先令模塊處于發(fā)射狀態(tài)，然后小延時(shí)一段時(shí)間后迅速驅(qū)動(dòng)MCU片內(nèi)ADC采集功能指令,將采集得的實(shí)際電壓，除以經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器之后的放大倍數(shù)，再除以實(shí)際的采樣電阻值，經(jīng)過(guò)軟件修正后可得出準(zhǔn)確的發(fā)射電流，由于原理同接收電流完全一致，軟件修正值按照接收電流的修正值為準(zhǔn)，得出的發(fā)射電流同從示波器(使用不同示波器檢驗(yàn))捕捉到的值一樣，認(rèn)為校準(zhǔn)完畢。3、睡眠電流:由于睡眠電流是uA級(jí)別的，不能像接收電流以及發(fā)射電流一樣經(jīng)過(guò)R12(l.1 Ω)得出采樣電壓(因?yàn)殡妷鹤兓秶?，相?duì)于uA級(jí)別有太大誤差)，所以要使用MCU對(duì)MOS管Ml控制其關(guān)斷，讓電流只流過(guò)Rll(lOOKQ)的采樣電阻，增加可變范圍，然后才開(kāi)始對(duì)其電壓采集；首先，讓MCU使被測(cè)模塊處于睡眠狀態(tài)，然后開(kāi)啟ADC采集電壓，將采集得的實(shí)際電壓，除以經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器之后的放大倍數(shù)，再除以實(shí)際的采樣電阻值，經(jīng)過(guò)軟件修正為參照的基準(zhǔn)電流(通常修正后數(shù)值與修正前偏差不大)，測(cè)試多個(gè)模塊，驗(yàn)證其睡眠電流是否一致，若測(cè)試結(jié)果與使用萬(wàn)用表、示波器等儀器一致，則認(rèn)為校準(zhǔn)完畢。簡(jiǎn)化電流測(cè)量:需要使用到萬(wàn)用表測(cè)量的睡眠電流以及接收電流和需要使用示波器捕捉的發(fā)射電流，只需要使用本工具便可以方便準(zhǔn)確地測(cè)量；以測(cè)試睡眠電流為例，在生產(chǎn)線上測(cè)試產(chǎn)品通常是需要使用幾臺(tái)甚至幾十臺(tái)萬(wàn)表測(cè)量，這些萬(wàn)用表需要確保每一臺(tái)測(cè)得的數(shù)據(jù)都是基準(zhǔn)，而且不同廠家的不同基準(zhǔn)不一樣，而本工具只需要在出廠校驗(yàn)好基準(zhǔn)，可以只使用一臺(tái)測(cè)試工具測(cè)試上述三種電流，都是通過(guò)ADC采集電壓數(shù)據(jù)再經(jīng)由MCU軟件運(yùn)算得出對(duì)應(yīng)的電流值，而不需要使用到笨重和價(jià)格高昂的示波器，而且使用示波器測(cè)量需要每次波形的重新捕捉，本工具可以自動(dòng)、實(shí)時(shí)的顯示，并直接顯示出電流值數(shù)據(jù)，減少了因?yàn)槿斯び^測(cè)示波器電壓值的出錯(cuò)。簡(jiǎn)化模塊發(fā)射功率測(cè)量:如果需要測(cè)量模塊的發(fā)射功率，需要使用頻譜儀捕捉波形，而且通常需要手動(dòng)捕捉，手動(dòng)設(shè)置頻點(diǎn)等參數(shù)，非常麻煩，而且頻譜儀價(jià)格昂貴，難以應(yīng)用于高效率的生產(chǎn)測(cè)試，而使用本工具，只需要接上衰減器到同軸電纜，再接到板上搭載的RF模塊。便可以測(cè)量模塊的發(fā)射功率值；因?yàn)榘迳洗钶d的RF模塊可以直接輸入發(fā)射功率小于+IOdBm的無(wú)線信號(hào)，平且可以直接輸出相應(yīng)的功率二值參數(shù)到MCU識(shí)別，MCU可以根據(jù)板載RF模塊返回的信息，經(jīng)過(guò)校正判別實(shí)時(shí)發(fā)射功率值，不需要使用價(jià)格昂貴的頻譜儀，由于成本低廉，可以投入多臺(tái)本工具批量測(cè)量，大大提高生產(chǎn)效率。測(cè)試模塊的通信距離:一般模塊通信距離的測(cè)量是需要使用電腦發(fā)送數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)一些過(guò)渡工具傳送到模塊上，這時(shí)需要兩臺(tái)儀器，在不同的距離下測(cè)量，需要非常多次的嘗試，最終才能確認(rèn)通信距離，使用手提電腦，笨重而且效率低；而使用本工具，輕便簡(jiǎn)單，可以實(shí)時(shí)判別模塊是否正常接受數(shù)據(jù)，測(cè)量者只需要觀察本工具顯示信息的變化，便可知道在何種距離下得知通信是否正常，這個(gè)距離是否為最大通信距離，大大方便了測(cè)量者的測(cè)量。本實(shí)用新型作為一個(gè)集成多功能、智能化的嵌入式設(shè)備，主要用于生產(chǎn)線的產(chǎn)品測(cè)試。
權(quán)利要求1.高可靠性無(wú)線通信模塊性能評(píng)估工具，其特征在于:包括鍵盤輸入電路、ADC電路、MCU、串口通信電路、LCD電路、電源電路、指示電路，電源電路將高壓電源轉(zhuǎn)化成低壓電源分別與ADC電路、MCU、串口通信電路、IXD電路、指示電路相連并為這五塊電路提供工作電源，鍵盤輸入電路、ADC電路的輸出口與MCU輸入口相連，IXD電路的通信口、指示電路與MCU的輸出口相連，串口通信電路的通信口與MCU的輸入/輸出口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高可靠性無(wú)線通信模塊性能評(píng)估工具，其特征在于:所述電源電路包括LDO兩級(jí)穩(wěn)壓電路、充電電路、電池、電池監(jiān)控電路和電源指示電路,外接電源通過(guò)充電電路和電池相連并為其充電，外接電源通過(guò)開(kāi)關(guān)和LDO兩級(jí)穩(wěn)壓電路第一級(jí)輸入端相連，LDO兩級(jí)穩(wěn)壓電路第一級(jí)輸出為5V與電源指示電路相連，電池兩端并聯(lián)電池監(jiān)控電路相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述高可靠性無(wú)線通信模塊性能評(píng)估工具，其特征在于:所述電池采用一種高容量的鋰電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述高可靠性無(wú)線通信模塊性能評(píng)估工具，其特征在于:所述ADC電路包括電阻R8、R9、RIO、Rll、R12、R13、R14、電容C19、MOS管Ml和芯片0P，電阻R13的一端接3.3V、另一端與電阻R14的一端和MOS管Ml的第四腳相連，MOS管Ml的第一、第二和第三腳接地，MOS管Ml的第五、第六、第七和第八腳與電阻R12的一端相連，R12的另一端與電阻Rll和R8的一端相連，Rll的另一端接地，R8的另一端與芯片OP的第一腳相連，芯片OP的第二腳接地，芯片OP的第三腳與R9和RlO的一端相連，R9的另一端接地，RlO的另一端與芯片OP的第四腳相連，芯片OP的第五腳與C19的一端接電源3.3V，C19的另一端接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述高可靠性無(wú)線通信模塊性能評(píng)估工具，其特征在于:所述MCU采用16位高速處理器。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了高可靠性無(wú)線通信模塊性能評(píng)估工具，高可靠性無(wú)線通信模塊性能評(píng)估工具，包括鍵盤輸入電路、ADC電路、MCU、串口通信電路、LCD電路、電源電路、指示電路，電源電路將高壓電源轉(zhuǎn)化成低壓電源分別與ADC電路、MCU、串口通信電路、LCD電路、指示電路相連并為這五塊電路提供工作電源，鍵盤輸入電路、ADC電路的輸出口與MCU輸入口相連，LCD電路的通信口、指示電路與MCU的輸出口相連，串口通信電路的通信口與MCU的輸入/輸出口相連。具有成本低、節(jié)能、環(huán)保、接受靈敏度高、功能強(qiáng)大、可通過(guò)軟件升級(jí)增加新的功能、方便使用、安全可靠、壽命長(zhǎng)等顯著優(yōu)點(diǎn)，主要用于生產(chǎn)線的產(chǎn)品測(cè)試。
文檔編號(hào)H04W24/06GK203072169SQ20132002480
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者邱文浩, 王開(kāi)偉, 李仁慶, 崔楊鷺 申請(qǐng)人:福建睿能電子有限公司