测试电子设备的测试前端模块、测试方法和模块化测试系统与流程

本发明涉及测试前端模块、测试方法和模块化测试系统。这些模块、方法和系统可以用于测试电子设备，具体地用于测试移动通信设备和移动计算设备。

背景技术：

诸如移动通信设备或移动计算设备之类的电子设备在生产之后经历各种电子测试。这样的测试对于确保待测设备(DUT)的各种元件的正确配置、校准和功能通常是有必要的。为了测试的目的，采用一些特定的测试设备，这些特定的测试设备对在预定测试条件下的测试环境进行仿真。例如，测试设备可以采用具有预定测试调度的一个或多个特定的测试例程。这些测试调度通常包括DUT的具体测试信号序列的输入和/或对于输入到DUT的测试信号的响应的接收。可以针对DUT的预期行为的一致性、不变性和时间性和其他性质来评价这些响应。

具体相关的是用于在对于射频(RF)信号敏感的环境中操作的电子设备的测试和测试设备。这样的设备可以用于输出、接收、测量或者另外处理RF敏感的参数和信号。通常使用由与DUT相连的专门设计的测试设备进行的标准化测试例程来执行这些测试。

测试当前的DUT通常是非常耗时的：假定在大规模生产时高度复杂化的现代电子设备及其迅速扩大，测试每一个DUT会经受与测试周期相关联的潜在较低的生产量和较高的成本，减缓了制造工艺和验证例程。因此，越来越需要一种以更加高效的方式来测试多个电子设备的解决方案。具体地，迫切需要寻找一种改进电子设备(具体地，RF敏感设备)的测试速度、测试质量和测试成本的解决方案。

例如，文献2005/0240852A1公开了一种具有多个测试模块槽的测试设备，将用于测试DUT的不同类型的测试模块安装到所述测试模块槽。

技术实现要素：

根据本发明的公开，可以实现测试方法、测试前端模块和模块化测试系统。

具体地，根据本发明的第一方面，一种对多个待测设备(DUT)进行测试的第一测试方法包括：经由遥控器和测试前端模块之间的有线数据连接，从所述遥控器向所述测试前端模块发送测试例程信号；基于所述测试例程信号在所述测试前端模块中产生测试信号；以及拆分所产生的测试信号，并且将拆分后的测试信号从所述测试前端模块发送至多个DUT。

根据本发明的第二方面，一种对多个待测设备(DUT)进行测试的第二测试方法包括：在测试前端模块中产生测试信号；拆分所产生的测试信号，并且将拆分后的测试信号从所述测试前端模块发送至多个DUT；在通过所述测试前端块从模所述多个DUT的每一个接收拆分后的测试信号时接收测试响应信号；经由所述遥控器和所述测试前端模块之间的有线数据连接将接收的测试响应信号从所述测试前端模块发送至遥控器；以及评估所述遥控器中的测试响应信号。

根据本发明的第三方面，一种对多个待测设备(DUT)进行测试的测试前端模块包括：测试信号接口；矢量信号发生器(VSG)，耦接至所述测试信号接口，并且配置为在经由所述测试信号接口从遥控器接收测试例程信号时产生测试信号；矢量信号分析器(VSA)，耦接至所述测试信号接口，并且配置为从多个DUT接收测试响应信号，并且经由所述测试信号接口将接收到的测试响应信号发送至所述遥控器；复用器/解复用器(MUX/DEMUX)，耦接至VSG和VSA，所述MUX/DEMUX配置为对接收到的测试响应信号进行复用，并且对所产生的测试信号进行解复用；以及测试设备接口，耦接至所述MUX/DEMUX，并且配置为将所述测试前端模块耦接至所述多个DUT。

根据本发明的第四方面，一种用于对多个待测设备(DUT)进行测试的模块化测试系统，包括：根据本发明的一个方面的测试前端模块；以及控制器，经由有线数据连接耦接至所述测试前端模块的测试信号接 口。

本发明的一个思想是将所述测试前端模块与所述后端控制器相分离，所述后端控制器负责控制测试例程并且评估测试结果。经常地，利用所述测试前端模块的用户可以采用他们自己的计算机或数据处理设备用于测试目的。在测试前端模块中有意地省略那些控制装置中的任一个装置可以提供更小、更轻并且更加有效率的便携式设备，从而可以放置于DUT附近，即“现场”。

其中，存在与这些测试前端模块和他们伴随的测试方法相关联的一些特定优势。因为大部分控制功能可以外置，因此所述测试前端模块可以更加廉价地实现。外部控制器和测试前端模块之间的数据传输可以标准化，并且可以依赖于传统的数据传输协议。模块化的实现方式和标准化的数据传输概念允许控制器和控制器类型的选择的高度灵活性。由于后端控制器和测试前端模块之间的灵活连接性，整个测试系统可以适用于测试环境。

由于测试前端模块的轻量化实现方式和模块化的测试方法，所述测试前端模块的电源也具有较少的功率要求。因此，电源可以外置，并且可以简化针对“现场”模块的冷却概念。最后，无源冷却概念可能就足够，从而消除了对于复杂的有源冷却的需要，从而减小了实施成本和能耗。

整个测试系统的模块化还允许灵活地适应DUT的个数和/或待并行执行的测试的个数。尤其对于移动通信和计算设备不断增长的技术和功能多样性，当试图有效率且快速地按时满足测试需求时，这种灵活性将非常有用。

在从属权利要求中阐述了本发明的特定实施例。

本发明的这些和其他方面根据下文描述的实施例将变得清楚明白并且将据此进行阐述。

附图说明

将参考附图仅作为示例描述本发明另外的细节、方面和实施例。附图中的元件简明地说明，并且不必按比例绘制。

图1示意性地说明了根据本发明实施例的模块化测试系统。

图2示意性地说明了根据本发明另一个实施例的模块化测试系统。

图3示意性地说明了根据本发明再一个实施例的模块化测试系统。

图4示意性地说明了根据本发明另一个实施例的测试前端模块。

图5示出了根据本发明另一个实施例的用于测试电子设备的第一测试方法的过程阶段的流程图。

图6示出了根据本发明另一个实施例的用于测试电子设备的第二测试方法的过程阶段的流程图。

在附图的所有图中，除非另有声明，相同或者至少具有相同功能的元件、零件和部件配备相同的参考符号。

具体实施方式

图1、2和3分别示意性地说明了模块化测试系统100、200和300。模块化测试系统100、200、300可以用于对一个或多个待测设备(DUT)执行功能测试和测试例程，所述DUT在图1、2和3中一般用参考数字8表示。具体地，所述模块化测试系统100、200和300可以用于执行针对移动通信或计算设备(例如膝上型计算机、笔记本、平板、智能电话、移动电话、寻呼机、PDA、数字静止照相机、数字视频摄像机、便携媒体播放器、游戏控制台、虚拟现实眼镜、移动PC和类似的电子设备)的测试。当然应该理解的是也可以测试其他非移动电子设备，例如但不限于工业现场设备、无线电通信基站、视频和TV设备、类似扬声器的音频设备等等。

同时或并行待测试的DUT 8的个数一般不局限于任意具体的个数，但是由所采用的测试设备的性质和工具来确定，如下面将详细描述的。通常，希望同时测试尽可能多的DUT 8，以便增加测试例程的效率并且保持一批DUT的总测试时间尽可能短。模块化测试系统100、200和300可以具体地配置和适用于执行如下面结合图5和6所示和所述的测试方法M1和M2。

参考图1、2和3，模块化测试系统100、200和300每一个均包括控制器1a以及耦接至所述控制器1a的至少一个测试前端模块20。模块 化测试系统100、200和300可以包括多个DUT 8，所述DUT一方面耦接至所述至少测试前端模块20并且另一方面耦接至控制器1a。

控制器1可以包括测试设备控制器2、测试例程控制器3、显示器4以及一个或多个输入设备5。具体地，控制器1可以是传统的个人计算机或者数据处理装置，例如平板电脑、膝上型电脑、笔记本、台式PC或类似的计算设备。例如，一个或多个输入设备5可以包括鼠标、轨迹球、键盘和/或类似用户致动控制装置。在输入命令和/或接收和发送测试信号时，显示器4可以配置为向控制器1的用户显示相关信息。控制器1还可以包括对于计算设备共同的一个或多个中央处理单元、存储设备、电源设备和类似的装置。

控制器1还包括控制器测试接口6，例如USB接口、PCIe(“外围部件快速互连”)接口、雷电接口(Thunderbolt interface)或火线接口。依赖于接口类型，控制器测试接口6可以包括可以与诸如缆线之类的电子连接器连接的一个或多个端口6a、6b，以在控制器1和测试前端模块20之间形成有线连接。例如，电连接器可以是USB缆线、PCIe缆线、雷电缆线或者火线缆线。

具体地，用于在控制器1和测试前端模块20之间形成有线连接的电连接器7a、7b的长度可以大于约1.5米(60英寸)，特别地大于约2米(80英寸)，以及更具体地大于约2.5米(100英寸)。这具有以下优势：在将测试前端模块20放置于DUT 8附近和将控制器1远程地放置于更加方便和更好的访问工作位置之间存在一些偏差。经由电连接器7a、7b形式的有线连接在控制器1和测试前端模块20之间传输数据的数据速率可以大于1Mbps，特别地大于2Mbps，更特别地大于10Mbps。有线连接可以是全双工或者至少半双工的。

控制器1的测试例程控制器3可以配置为产生要发送至测试前端模块20的测试例程信号。可以根据要对多个DUT 8中的一个或多个执行的所需测试例程来产生测试例程信号。测试例程信号可以包括与特定测试信号或测试信号序列以及它们相应的性质(类似于信号频率、信号幅度、信令强度、脉冲持续时间、脉冲速率等等)有关的指令。然后可以在测试前端模块的测试信号接口接收时在测试前端模块20中产生基于测试 例程信号要产生的测试信号。

控制器1的测试例程控制器3还可以配置为对从多个DUT 8中的一个或多个接收的任意测试响应信号进行评价。所述测试响应信号可以在对于测试前端模块20发出的一个或多个测试信号的预期响应中由测试前端模块20接收。替代地或者附加地，可以在测试设备控制器向DUT 8直接发送指令时由所述测试前端模块20接收测试响应信号。

测试设备控制器2可以直接(经由有线或无线地)耦接至多个DUT 8的每一个，并且可以发出针对所述DUT的指令以发出测试响应信号。例如，测试设备控制器2可以促使DUT发送预定性质的特定信号或信号序列，例如信号频率、信号幅度、信令强度、脉冲持续时间、脉冲速率等等。

DUT 8依次连接至测试前端模块20的测试设备接口25的输入/输出端口。如图1示意性地所示，每一个DUT 8a、8b、8c通过缆线9a、9b、9c连接至测试设备接口25的输入/输出端口之一。替代地或者附加地，可以将一个或多个DUT 8与测试设备接口25的多于一个的输入/输出接口相连，如图2示意性地所示。例如在图2中，具有多于一个待测试子部件(例如，MIMO天线、处理芯片或类似的部件)的DUT 8可以经受不同测试频道上的伴生测试。因此，这种DUT可以同时连接至不同的输入/输出接口。

所述测试设备接口25的输入/输出端口的个数原理上没有限制。然而，输入/输出端口的个数可以是4或更多，更具体地8或者更多。输入/输出端口的个数确定可以并行测试多少个DUT和/或多少个测试例程。

图3示意性地说明了模块化测试系统300，在模块化测试系统300中存在经由所述控制器1的控制器测试接口6与同一个控制器1相连的两个分离的测试前端模块20。在所述实施例中，控制器1可以同时控制多于一个测试前端模块20能够同时测量更多个数的DUT。另外，由于测试前端模块20的物理分离，控制器1可以在分离的位置同时对DUT8执行测试例程，例如对不同环境下的DUT执行测试例程。

两个分离的测试前端模块20可以彼此通信，使得控制器1可以对与不同测试前端模块20相连的DUT 8同步执行测试例程。此外，两个分 离的测试前端模块20的提供可以限制具有相同数量的测试资源的每一个测试前端模块20的功耗，使得可以简化每一个测试前端模块20的冷却。

另外，测试前端模块20可以操作用于在不同频带下对移动通信设备进行测试，这对不具有在不同频带下产生测试信号的能力的单一测试前端模块20同时进行测试是困难的。此外，测试前端模块20的物理分离可以有利于避免干扰测试程序的不想要的泄露或噪声信号，从而增强了测试系统300的电磁兼容性(EMC)。

图4示意性地说明了当在图1至3的模块化测试系统100、200和300的任一个中采用的测试前端模块20。图4的测试前端模块20可以用于将图5和6的任何测试方法M1和M2付诸实践。如图4所示的测试前端模块20的细节本质上是示例性的，应该理解的是依赖于DUT的类型和性质以及待执行的测试，测试前端模块20可以是不同的配置。此外，并非本公开范围内的每一个测试前端模块20都需要具有如图4所示的每一个子部件。

测试前端模块20通常包括测试信号接口21、矢量信号发生器(VSG)22、矢量信号分析器(VSA)23、复用器/解复用器(MUX/DEMUX)24以及测试设备接口25。测试信号接口21经由相应的测试信号接口端口21a和21b耦接至VSG 22和VSA 23的每一个。具体地，测试信号接口21可以是USB接口、PCIe接口、雷电接口或火线接口的任一个。

VSG 22配置为产生用于测试DUT的测试信号，所述DUT可以连接至测试前端模块20的测试设备接口25。在经由测试信号接口21从遥控器(例如图1至3的控制器1)接收到测试例程信号时，VSG 22可以使用与测试信号接口212相连的处理电路10来产生测试信号。处理电路10可以包括处理器18，例如诸如FPGA或AAIC之类的PLD。处理电路10还可以包括存储器19(例如闪速存储器)来存储固件、操作软件和用于处理器18的操作的预定配置值。

在处理电路10的下游，VSG 22可以包括数模转换器11、RF上转换器12和/或(预)放大器13。数模转换器11可以配置为将处理电路10产生的数字测试信号转换为模拟测试信号，随后使用本地振荡器频率利 用RF上转换器12将所述模拟测试信号与测试频率进行混合。然后将上转换的测试信号适当地放大，以便防止测试信号的后续拆分期间的功率损耗。

VSA 23也耦接至测试信号接口21，并且配置为从与测试设备接口25相连的多个DUT接收测试响应信号。为了接收和预处理测试响应信号，VSA 23可以包括(预)放大器13、耦接在放大器13下游的RF下转换器21和模数转换器11。模数转换器11耦接至处理电路10，与VSG22的处理电路10类似，所述处理电路10可以包括处理器18和存储器19。接收到的测试响应信号通过放大器13放大，使用RF下转换器12下转换至基带，并且由模数转换器11数字化。然后，数字化的测试响应信号由处理电路10预处理，并且经由测试信号接口2发送至相应的遥控器1用于进一步的评价和处理。在这一方面，VSA 23的处理器电路10不需要具有全部的测试评价能力，并且可以保持重量轻且简单。

VGS 22和VSA 23都可以包括分离的电源端口26a和26b，所述分离的电源端口可以集成到测试前端模块20的公共电源接口。利用分离的电源端口26a和26b，无需模块内部的电源就可以满足VSG 22和VSA 23的能量需求。为此目的，外部电源可以耦接至测试前端模块20的电源接口。这使得能够保持测试前端模块20重量轻，并且可能实现简单的冷却构思。例如，可以通过在测试前端模块20的壳体或外壳的外部上实现冷却散热片来执行冷却。

VSG 22和VSA 23均耦接至复用器/解复用器(MUX/DEMUX)24。MUX/DEMUX 24通常配置为将DUT接收的测试响应信号进行复用以便VSA23接收，并且对由VSG 22产生的测试信号进行解复用以便在DUT之间分配。MUX/DEMUX 24耦接至测试设备接口25，所述测试设备接口可以包括耦接至VSG 22和VSA 23下游的MUX/DEMUX 24的相应管脚的多个输入/输出端口25a至25d。

MUX/DEMUX 24可以包括复用构造14，所述复用构造将VSG 22和VSA23的输入切换至一组独立可控的衰减器15。衰减器15可以有利地用于将相应测试信号通道的功率选择性地衰减到与该通道连接的相应DUT。例如，衰减器15可以包括兰格(Lange)或威尔金森(Wilkinson)耦合 器，例如具有3dB的耦合因子。衰减器15可以耦接至一组独立可控的校准单元16，所述独立可控的校准单元可以用于对MUX/DEMUX 24及其瞬时功耗进行校准。校准单元16可以有利地允许选择性地激活VSG 22和VSA 23之间的反馈回路，以对两个设备进行校准。校准单元16可以耦接至开关构造17，所述开关构造17配置为将测试设备接口25的输入/输出端口25a至25d选择性地切换至VSA 23和VSG 22之一。例如，开关构造17可以包括定向耦合器和/或功率分配器/组合器。

图5和6分别示意性地说明了测试方法M1和M2的过程阶段。测试方法M1和M2可以使用图1至3之一的模块化测试系统100、200或300以及图4的测试前端模块20来执行。测试方法M1和M2可以有利地用于测试多个DUT，例如移动通信设备或者移动计算设备。

在第一测试方法M1中，在M11，经由遥控器和测试前端模块之间的有线数据连接将测试例程信号从遥控器发送至测试前端模块。在M12，所述测试例程信号可以用作在测试前端模块中产生测试信号的基础。在M13，拆分所产生的信号进行拆分，并且从所述测试前端模块发送至与所述测试前端模块耦接的多个DUT。

在第二方法M2中，在M21，在测试前端模块中产生测试信号，所述测试信号然后在M22被拆分并且随后从所述测试前端模块发送至多个DUT。在M23，作为对测试信号的响应，通过所述测试前端模块从多个DUT的每一个接收测试响应信号。在M24，经由所述遥控器和所述测试前端模块之间的有线数据连接，将接收到的测试响应信号从所述测试前端模块发送至遥控器，使得在M25，遥控器可以评估所述测试响应信号。

例如，本说明书中的处理电路可以是或者包括微处理器或微控制器。这些处理电路可以在处理设备(例如中央处理单元(CPU)和/或协处理器和/或数字信号处理器和/或嵌入式处理器)中使用。例如，所述处理电路可以包括一个或多个处理器内核，所述处理器内核可以执行与所述处理器内核相连的存储器中的指令。例如，所述处理器内核可以包括执行机器码形式的例程代码所需的逻辑电路。例如，所述处理器内核可以至少包括指令解码器、算法单元、地址产生单元以及加载/存储单元。例如，除了处理器内核之外，所述处理电路还可以包括输入/输出或其他 部件(例如和/或通信接口和/或协处理器和/或模数转换器和/或时钟以及复位产生单元)、稳压器、存储器(例如闪速存储器、EEPROM、RAM)、误差校正码逻辑电路或其他合适的部件。

在前述说明书中，已经参考本发明实施例的具体示例描述了本发明。然而应该理解的是在不脱离如所附权利要求所述的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改进和变化。例如，参考附图所示和所述的各种元件之间的连接可以是适用于在各个节点、单元或设备之间传输信号的连接类型，例如经由中间设备。因此除非另有暗示或者声明，所述连接例如可以是直接连接或间接连接。

因为实现本发明的设备在大多数情况下包括本领域普通技术人员已知的电子部件和电路，为了理解和本发明的根本概念并且不混淆或转移本发明的教导，将不会按照如上所述的非必要程度来解释所述电路及其部件的细节。

同样，本发明不局限于在非可编程硬件中实现的物理设备或单元，但是也可以应用于能够通过根据合适的例程代码操作来执行设备功能的可编程设备或单元。另外，设备可以物理地分布在多个设备上，同时功能上作为单一设备操作。可以功能上形成分离设备的设备集成到单一的物理设备上。本领域普通技术人员应该理解的是逻辑或功能模块之间的边界只是说明性的，并且替代的实施例可以合并逻辑或功能模块，或者在各种逻辑或功能模块上强加替代的分解。

在描述中，任意参考符号不应该解释为限制权利要求。词语“包括”不排除除了在权利要求中列举的其他元件或步骤的存在。另外，这里使用的术语“一个”限定为一个或多于一个。同样，权利要求中例如“至少一个”和“一个或多个”的介绍性短语不应该解释为由不定冠词“一个”引入的另一个要求权利要求的元件限制了将这些介绍的权利要求元件包括在本发明中的任意具体权利要求只包括一个这种元件，即使当同一个权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或者“至少一个”和诸如“一个”之类的不定冠词。这同样适用于定冠词的使用。除非另有声明，诸如“第一”和“第二”之类的数据用于在这些术语所描述的元件之间任意地进行区分。因此，这些术语并非意欲表示这些元件的时间或另外 的优先级。唯一的事实是在相互不同的权利要求中引用的措施并不表示不能有利地使用这些措施的组合。在权利要求中展现的方法步骤的顺序并不损害可以实际执行所述步骤的顺序，除非在权利要求中另有说明。

本领域普通技术人员应该理解的是在附图中所选择元件的说明只是用于改进对于本发明各种实施例中这些元件的功能和结构的理解。同样，在商用可行实施例中有用且必要的公知元件通常不必在附图中描述，以便于理解本发明的这些不同实施例的技术概念。还应该理解的是在所述方法中的一些过程阶段可以按照具体的同步顺序描述或说明，而本领域普通技术任意应该理解实际上不要求相对于所述顺序的这些特定性。