专利名称：高可靠性无线通信模块性能评估工具的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子信息技术领域，属集成电路产品设计技术与通信技术。
背景技术：
在无线通信模块的生产过程中需要使用到频谱仪、网络分析仪、示波器与万用表以及电脑等仪器去测量生产线上的无线通信模块是否及格，并且整个过程都是人手控制和记录；按照使用上述方法测量无线模块的参数缺点有:一台仪器只能测试一种参数，直接导致测试时间增加；使用仪器多，操作繁琐，资金投入大；记录数据繁琐容易出错以及在户外测试生产模块的通信距离时过于麻烦等，不能满足高生产效率的要求。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种测量数据准确、确保无线通信模块的数据包传输正确、方便携带、易于使用、成本低的高可靠性无线通信模块性能评估工具。高可靠性无线通信模块性能评估工具，包括键盘输入电路、ADC (模数变换器)电路、MCU(微控制单元)、串口通信电路、IXD (液晶显示器)电路、电源电路、指示电路，电源电路将高压电源转化成低压电源分别与ADC电路、MCU、串口通信电路、LCD电路、指示电路相连并为这五块电路提供工作电源，键盘输入电路、ADC电路的输出口与MCU输入口相连，IXD电路的通信口、指示电路与MCU的输出口相连，串口通信电路的通信口与MCU的输入/输出口相连。所述电源电路包 括LDO (低压线性稳压器)两级稳压电路、充电电路、电池PH2A、电池监控电路和电源指示电路,外接电源PSl通过充电电路和电池相连并为其充电,外接电源通过开关SI和LDO两级稳压电路第一级输入端相连，LDO两级稳压电路第一级输出为5V与电源指示电路相连，电池两端并联电池监控电路相连。电源指示灯电路提示电源供给是否正常，插适配器使用时，电路正常供电，并且同时为电池充电，当适配器拔出时，由电池供电，无需手动转换供电模式。电池监控电路可以显示电池的剩余电量，避免电池工作在过低放电的状态而造成的永久性损坏，同时可以提示使用者在电池电量不足时作出对应的操作。所述电池采用一种高容量的锂电池，提供可靠的电源供给，确保电路正常工作。所述ADC 电路包括电阻1 8、1 9、1 10、1 11、1 12、1 13、1 14、电容(:19、]\ )5管祖和芯片0P，电阻R13的一端接3.3V、另一端与电阻R14的一端和MOS管Ml的第四脚相连，MOS管Ml的第一、第二和第三脚接地，MOS管Ml的第五、第六、第七和第八脚与电阻R12的一端相连，R12的另一端与电阻Rll和R8的一端相连，Rll的另一端接地，R8的另一端与芯片OP的第一脚相连，芯片OP的第二脚接地，芯片OP的第三脚与R9和RlO的一端相连，R9的另一端接地，RlO的另一端与芯片OP的第四脚相连，芯片OP的第五脚与C19的一端接电源
3.3V, C19的另一端接地。所述MCU采用16位高速处理器，以PIC33FJ128MC506A单片机为优。无线通信模块的通信需要高速率的数据传输，低工作频率的器件不能满足要求，需要使用器件工作频率高的智能芯片控制整个电路和实现两个无线通信模块之间的收发应答，可通过软件升级以适应后续研发需求，不需要更换硬件设备。本实用新型的优点在于以人机界面、通信技术、数字信号处理技术、计算机技术为一体，采用数字化电路设计，具有节能、环保、接受灵敏度高、功能强大、可通过软件升级增加新的功能、方便使用、安全可靠、寿命长等显著优点，能代替多种测试设备，脱离笨重的测试仪器，可以在户外环境使用无线通信模块性能评估工具直接测量无线通信模块的通信距离，不需要携带PC，仅用一台高可靠性无线通信模块性能评估工具便可以测量无线通信模块的所有性能，节省大量的成本。而高可靠性无线通信模块性能评估工具完全可以免除繁琐的仪器使用，能提高效率，并且其投入成本极低，仅为购买上述仪器的千分之一。
图1为本实用新型的电路方框图；图2为本实用新型的电源电路原理图；图3为本实用新型的ADC采集电路原理图；图4为本实用新型的电路原理图；图5为本实用新型的软件流程框图。
具体实施方式
现结合说明书附图详细叙述本实用新型的具体实施方式
。如图1所示，高可靠性无线通信模块性能评估工具包括键盘输入电路、ADC (模数变换器)电路、MCU(微控制单元)、串口通信电路、LCD (液晶显示器)电路、电源电路、指示电路，电源电路将高压电源转化成低压电源分别与ADC电路、MCU、串口通信电路、LCD电路、指示电路相连并为这五块电路提供工作电源，键盘输入电路、ADC电路的输出口与MCU输入口相连，IXD电路的通信口、指示电路与MCU的输出口相连，串口通信电路的通信口与MCU的输入/输出口相连。如图2所示，所述电源电路包括LDO (低压线性稳压器)两级稳压电路、充电电路、电池PH2A、电池监控电路和电源指示电路，外接电源PSl通过充电电路和电池相连并为其充电，外接电源通过开关SI和LDO两级稳压电路第一级输入端相连，LDO两级稳压电路第一级输出为5V与电源指示电路相连，电池两端并联电池监控电路相连。电源指示灯电路提示电源供给是否正常，插适配器使用时，电路正常供电，并且同时为电池充电，当适配器拔出时，由电池供电，无需手动转换供电模式。电池监控电路可以显示电池的剩余电量，避免电池工作在过低放电的状态而造成的永久性损坏，同时可以提示使用者在电池电量不足时作出对应的操作。所述电池采用一种高容量的锂电池，提供可靠的电源供给，确保电路正常工作。如图3 所示，所述 ADC 电路包括电阻 R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、电容 C19、M0S管Ml和芯片0P，电阻R13的一端接3.3V、另一端与电阻R14的一端和MOS管Ml的第四脚相连，MOS管Ml的第一、第二和第三脚接地，MOS管Ml的第五、第六、第七和第八脚与电阻R12的一端相连，R12的另一端与电阻Rll和R8的一端相连，Rll的另一端接地，R8的另一端与芯片OP的第一脚相连，芯片OP的第二脚接地，芯片OP的第三脚与R9和RlO的一端相连，R9的另一端接地，RlO的另一端与芯片OP的第四脚相连，芯片OP的第五脚与C19的一端接电源3.3V，C19的另一端接地。所述MCU采用16位高速处理器，以PIC33FJ128MC506A单片机为优。无线通信模块的通信需要高速率的数据传输，低工作频率的器件不能满足要求，需要使用器件工作频率高的智能芯片控制整个电路和实现两个无线通信模块之间的收发应答，可通过软件升级以适应后续研发需求，不需要更换硬件设备。工作过程:结合图4和图5介绍本实用新型的工作过程，先将被测RF通信模块接入高可靠性无线通信模块评估工具，然后开启电源，采集被测RF通信模块的实际电压，当被测模块的电流在mA级别时，I/O 口控制MOS管Ml为导通状态，电流流过MOS管M1，在R12(l.1Ω)采样电阻上获得采样电压，而被测模块的电流在uA级别时，IO 口控制MOS管为关断状态，电流只流过Rll(lOOKQ)采样电阻，并在Rll(lOOKQ)电阻上获得采样电压，MCU从ADC采集电路上获得的电压值转换为二进制数值供程序判断，得出对应的实时电流值。校正所测得的参数有:发射电流、接收电流、睡眠电流。1、接收电流:模块的接收电流是长期维持在一个范围，与模块是否正在接收数据无关，由于是线性的(上下波动误差非常小，可以忽略不计)，可以直接使用示波器或者万用表直接读得电压值或电流值，首先使用不同的仪器多次测量，取其正太分布的最大分布范围，以这个电流值用以作为判别基准。测量过程如下:首先，让MCU使被测模块处于接收状态，然后开启ADC采集电压，将采集得的实际电压，除以经过运算放大器之后的放大倍数，再除以实际的采样电阻值，经过软件修正为参照的基准电流(通常修正后数值与修正前偏差不大)，测试多个模块，验证其接收电流是否一致，若测试结果与使用万用表、示波器等仪器一致，则认为校准完毕。2、发射电流:因为高频信号的无线收发时间非常短，万用表等仪器捕捉的电流/电压值是平均值，而需要采集的模块发射无线信号时的电压/电流是瞬间的，所以使用万用表不能满足要求，需要使用示波器捕捉模块在发射无线信号时瞬间上升的波形(类似方波)，捕捉到的电压波形波峰基本上是平整的，上下浮动±2mV，这种电压波动可以忽略不计；首先令模块处于发射状态，然后小延时一段时间后迅速驱动MCU片内ADC采集功能指令,将采集得的实际电压，除以经过运算放大器之后的放大倍数，再除以实际的采样电阻值，经过软件修正后可得出准确的发射电流，由于原理同接收电流完全一致，软件修正值按照接收电流的修正值为准，得出的发射电流同从示波器(使用不同示波器检验)捕捉到的值一样，认为校准完毕。3、睡眠电流:由于睡眠电流是uA级别的，不能像接收电流以及发射电流一样经过R12(l.1 Ω)得出采样电压(因为电压变化范围太小，相对于uA级别有太大误差)，所以要使用MCU对MOS管Ml控制其关断，让电流只流过Rll(lOOKQ)的采样电阻，增加可变范围，然后才开始对其电压采集；首先，让MCU使被测模块处于睡眠状态，然后开启ADC采集电压，将采集得的实际电压，除以经过运算放大器之后的放大倍数，再除以实际的采样电阻值，经过软件修正为参照的基准电流(通常修正后数值与修正前偏差不大)，测试多个模块，验证其睡眠电流是否一致，若测试结果与使用万用表、示波器等仪器一致，则认为校准完毕。简化电流测量:需要使用到万用表测量的睡眠电流以及接收电流和需要使用示波器捕捉的发射电流，只需要使用本工具便可以方便准确地测量；以测试睡眠电流为例，在生产线上测试产品通常是需要使用几台甚至几十台万表测量，这些万用表需要确保每一台测得的数据都是基准，而且不同厂家的不同基准不一样，而本工具只需要在出厂校验好基准，可以只使用一台测试工具测试上述三种电流，都是通过ADC采集电压数据再经由MCU软件运算得出对应的电流值，而不需要使用到笨重和价格高昂的示波器，而且使用示波器测量需要每次波形的重新捕捉，本工具可以自动、实时的显示，并直接显示出电流值数据，减少了因为人工观测示波器电压值的出错。简化模块发射功率测量:如果需要测量模块的发射功率，需要使用频谱仪捕捉波形，而且通常需要手动捕捉，手动设置频点等参数，非常麻烦，而且频谱仪价格昂贵，难以应用于高效率的生产测试，而使用本工具，只需要接上衰减器到同轴电缆，再接到板上搭载的RF模块。便可以测量模块的发射功率值；因为板上搭载的RF模块可以直接输入发射功率小于+IOdBm的无线信号，平且可以直接输出相应的功率二值参数到MCU识别，MCU可以根据板载RF模块返回的信息，经过校正判别实时发射功率值，不需要使用价格昂贵的频谱仪，由于成本低廉，可以投入多台本工具批量测量，大大提高生产效率。测试模块的通信距离:一般模块通信距离的测量是需要使用电脑发送数据，经过一些过渡工具传送到模块上，这时需要两台仪器，在不同的距离下测量，需要非常多次的尝试，最终才能确认通信距离，使用手提电脑，笨重而且效率低；而使用本工具，轻便简单，可以实时判别模块是否正常接受数据，测量者只需要观察本工具显示信息的变化，便可知道在何种距离下得知通信是否正常，这个距离是否为最大通信距离，大大方便了测量者的测量。本实用新型作为一个集成多功能、智能化的嵌入式设备，主要用于生产线的产品测试。
权利要求1.高可靠性无线通信模块性能评估工具，其特征在于:包括键盘输入电路、ADC电路、MCU、串口通信电路、LCD电路、电源电路、指示电路，电源电路将高压电源转化成低压电源分别与ADC电路、MCU、串口通信电路、IXD电路、指示电路相连并为这五块电路提供工作电源，键盘输入电路、ADC电路的输出口与MCU输入口相连，IXD电路的通信口、指示电路与MCU的输出口相连，串口通信电路的通信口与MCU的输入/输出口相连。
2.根据权利要求1所述高可靠性无线通信模块性能评估工具，其特征在于:所述电源电路包括LDO两级稳压电路、充电电路、电池、电池监控电路和电源指示电路,外接电源通过充电电路和电池相连并为其充电，外接电源通过开关和LDO两级稳压电路第一级输入端相连，LDO两级稳压电路第一级输出为5V与电源指示电路相连，电池两端并联电池监控电路相连。
3.根据权利要求2所述高可靠性无线通信模块性能评估工具，其特征在于:所述电池采用一种高容量的锂电池。
4.根据权利要求1所述高可靠性无线通信模块性能评估工具，其特征在于:所述ADC电路包括电阻R8、R9、RIO、Rll、R12、R13、R14、电容C19、MOS管Ml和芯片0P，电阻R13的一端接3.3V、另一端与电阻R14的一端和MOS管Ml的第四脚相连，MOS管Ml的第一、第二和第三脚接地，MOS管Ml的第五、第六、第七和第八脚与电阻R12的一端相连，R12的另一端与电阻Rll和R8的一端相连，Rll的另一端接地，R8的另一端与芯片OP的第一脚相连，芯片OP的第二脚接地，芯片OP的第三脚与R9和RlO的一端相连，R9的另一端接地，RlO的另一端与芯片OP的第四脚相连，芯片OP的第五脚与C19的一端接电源3.3V，C19的另一端接地。
5.根据权利要求1所述高可靠性无线通信模块性能评估工具，其特征在于:所述MCU采用16位高速处理器。
专利摘要本实用新型公开了高可靠性无线通信模块性能评估工具，高可靠性无线通信模块性能评估工具，包括键盘输入电路、ADC电路、MCU、串口通信电路、LCD电路、电源电路、指示电路，电源电路将高压电源转化成低压电源分别与ADC电路、MCU、串口通信电路、LCD电路、指示电路相连并为这五块电路提供工作电源，键盘输入电路、ADC电路的输出口与MCU输入口相连，LCD电路的通信口、指示电路与MCU的输出口相连，串口通信电路的通信口与MCU的输入/输出口相连。具有成本低、节能、环保、接受灵敏度高、功能强大、可通过软件升级增加新的功能、方便使用、安全可靠、寿命长等显著优点，主要用于生产线的产品测试。
文档编号H04W24/06GK203072169SQ20132002480
公开日2013年7月17日 申请日期2013年1月17日 优先权日2013年1月17日
发明者邱文浩, 王开伟, 李仁庆, 崔杨鹭 申请人:福建睿能电子有限公司