一种频率调试板、频率调试系统和调试电子设备的方法与流程

本发明涉及电子设备调试技术领域，尤其涉及一种频率调试板、频率调试系统和调试电子设备的方法。

背景技术：

随着电子设备的越来越多元化，有些电子设备需要在一定的工作频率下才能工作。比如电子标签，用户可通过手机或nfc(近场通信)读写器实现电子标签的供电、数据交互和电子纸刷新，具有系统结构简单、低成本、低功耗、安全性高、使用方便等特点。但是在进行nfc通讯性能测试过程中，工作频率高于标准的13.56mhz，导致通讯距离和通讯质量大打折扣。

在电子设备上的天线已经制作完成的情况下，只能改变线圈电感和电容，来实现工作频率的调整。在调整工作频率的过程中，完全手动去调试，效率低，且改完的电路板不美观。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种频率调试板、频率调试系统和调试电子设备的方法，以解决电子设备调试效率低的问题。

根据本发明实施例的第一方面，其提供了一种频率调试板，用于调试电子设备，所述电子设备包括待测天线和待测电容，所述频率调试板包括：底板，设置在底板上的第一探针、第二探针、开关和可变电容；

所述第一探针用于连接所述待测电容，所述可变电容与所述第一探针连接；

所述第二探针的数量为至少两个，相邻的任意两个所述第二探针之间通过所述开关连接，每个所述第二探针分别用于连接所述待测天线的不同部位。

在本发明的一些实施例中，还包括控制单元，所述控制单元分别与所述可变电容、每个所述开关连接，用于改变所述可变电容的电容值以及所述开关的状态。

在本发明的一些实施例中，所述开关的数量为多个，所述开关串联在相邻的任意两个所述第二探针之间。

在本发明的一些实施例中，所述第二探针的数量与所述待测天线的匝数相同，每个所述第二探针与每一匝所述待测天线一一对应。

在本发明的一些实施例中，还包括覆盖在所述底板上的屏蔽层；当用所述频率调试板调试所述电子设备时，所述屏蔽层位于所述电子设备与所述底板之间。

在本发明的一些实施例中，还包括通信接口，用于与终端进行双向通信。

根据本发明实施例的第二方面，其提供了一种频率调试系统，用于调试电子设备，所述电子设备包括待测天线和待测电容，所述频率调试系统包括：上述任一实施例中所述的频率调试板、频率测试仪、测试线圈和终端；

所述频率测试仪分别与所述测试线圈、所述终端连接，所述终端还与所述频率调试板连接；所述电子设备位于所述频率调试板与所述测试线圈之间，所述待测天线与所述测试线圈相互靠近；

所述终端用于改变所述频率调试板上的可变电容的电容值和各个开关的状态；所述频率测试仪用于测试所述测试线圈的频率，并将测得的频率传输至所述终端。

在本发明的一些实施例中，所述终端还用于记录所述频率调试板上的所述可变电容的电容值和开关的状态以及所述频率测试仪传输的所述测试线圈的频率之间的对应关系。

根据本发明实施例的第三方面，其提供了一种采用上述任一实施例中所述的频率调试板调试电子设备的方法，所述电子设备包括待测天线和待测电容，所述方法包括：

计算所述待测天线的工作频率是否为目标频率值；

若否，则将所述第一探针与所述待测电容连接，将各个所述第二探针分别与所述待测天线的不同部位连接；以及，改变所述频率调试板上的可变电容的电容值和/或开关的状态，使得所述待测天线的工作频率为目标频率值，从而调整所述待测电容的电容值和所述待测天线的匝数。

在本发明的一些实施例中，改变频率调试板上的可变电容的电容值和/或开关的状态，使得所述待测天线的工作频率为目标频率值，从而调整所述待测电容的电容值和所述待测天线的匝数，包括：

根据所述目标频率值和所述待测电容的电容值计算所述待测天线的电感值；

若所述电感值大于等于电感阈值，则改变频率调试板上的可变电容的电容值和各个开关的状态，使得所述待测天线的工作频率随之改变；记录下所述待测天线的工作频率为目标频率值时所述可变电容的目标电容值和所述各个开关的状态；将目标电容值的电容焊接到所述电子设备上以及焊接所述待测天线；

若所述电感值小于电感阈值，则改变频率调试板上的可变电容的电容值，使得所述待测天线的工作频率随之改变；记录下所述待测天线的工作频率为目标频率值时所述可变电容的目标电容值；将目标电容值的电容焊接到所述电子设备上。

从上面所述可以看出，本发明实施例通过调整可变电容的电容值和开关的状态可以调整电子设备上的电容和线圈电感，从而调整天线的工作频率，然后根据可变电容的电容值和各个开关的状态调试电子设备上的待测电容的电容值和待测天线的匝数，以保证待测天线处于目标频率值。本发明实施例通过调整可变电容的电容值和开关的状态就可以调整天线的工作频率，提高了电子设备的工作频率的调试效率，能够方便地进行电路板整改。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例的频率调试板的结构示意图；

图2为本发明另一个实施例的频率调试板的结构示意图；

图3为本发明实施例的通过频率调试板调试电子设备时的结构示意图；

图4为本发明实施例的频率调试系统的结构示意图；

图5为本发明实施例的调试电子标签的方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

天线的工作频率采用如下公式计算：

根据上述公式可知，可以通过调整电容c或者调整线圈电感l来调整天线的工作频率。为了高效地调整电子设备上的天线的工作频率，本发明实施例提供了一种频率调试板，如图1所示，所述频率调试板包括：底板1，设置在底板1上的第一探针2、第二探针3、开关4和可变电容5。其中，所述第一探针2用于连接所述电子设备的待测电容，所述可变电容5与所述第一探针2连接；所述第二探针3的数量为至少两个，相邻的任意两个所述第二探针3之间通过所述开关4连接，每个所述第二探针3分别用于连接所述电子设备的待测天线的不同部位。

在本发明的实施例中，通过调整可变电容5的电容值和开关4的状态可以调整电子设备上的电容c和线圈电感l，从而调整天线的工作频率，然后根据可变电容5的电容值和各个开关4的状态调试电子设备上的待测电容的电容值和待测天线的匝数，以保证待测天线处于目标频率值。可见，本发明实施例通过调整可变电容5的电容值和开关4的状态就可以调整天线的工作频率，提高了电子设备的工作频率的调试效率，能够方便地进行电路板整改。

需要指出的是，为了实现第一探针2、第二探针3与电子设备的电连接，电子设备上设置有触点，第一探针2、第二探针3与触点电连接，从而实现与电子设备上的待测电容、待测天线的电连接。

可选地，如图2所示，所述频率调试板还包括控制单元6，所述控制单元7分别与所述可变电容5、每个所述开关4连接，用于改变所述可变电容5的电容值以及所述开关4的状态。在该实施例中，可以通过控制单元6控制可变电容5的电容值大小以及每个开关4的状态(开启或者关闭)，自动地进行工作频率的调试，避免手动地去调试，进一步提高了电子设备的调试效率。

可选地，所述开关4的数量为多个，所述开关4串联在相邻的任意两个所述第二探针3之间。可选地，开关4的初始状态均为open状态，受控制单元6控制，当处于close状态时，连接相邻的待测天线，改变线圈的电感值。可选地，为了方便区分，自下而上编号开关1、2、3、4、5…n。由于每个开关4都可以与控制单元6连接，因此通过控制单元6可以改变任意一个开关4的状态，从而使得相邻的任意两个第二探针3之间连通或者断开。

可选地，所述第二探针3的数量与所述电子设备上的待测天线的匝数相同，每个所述第二探针3与每一匝所述待测天线一一对应。由于通过控制开关4的状态可以控制相邻的任意两个第二探针3之间连通或者断开，因此通过控制开关4的状态可以控制待测天线的相邻的任意两匝线圈连通，从而调整待测天线的匝数。

可选地，如图3所示，所述频率调试板还包括覆盖在底板1上的屏蔽层8；当用所述频率调试板调试所述电子设备时，所述屏蔽层8位于所述电子设备与底板1之间。在底板1上设置屏蔽层8可以避免频率调试板上的电信号对电子设备产生干扰。可选地，如图2所示，所述频率调试板还包括通信接口7，用于与终端进行双向通信。所述频率调试板通过所述通信接口7与终端进行双向通信，便于调用数据、发送指令等。

本发明实施例还提供了一种频率调试系统，所述系统用于调试电子设备，如图3-4所示，包括：上述任一实施例中所述的频率调试板10、频率测试仪60、测试线圈20和终端50。其中，所述电子设备包括待测天线和待测电容，所述频率测试仪60分别与所述测试线圈20、所述终端50连接，所述终端50还与所述频率调试板10连接；所述电子设备位于所述频率调试板10与所述测试线圈20之间，所述电子设备的待测天线与所述测试线圈20相互靠近；所述终端50用于改变所述频率调试板10上的可变电容5的电容值和各个开关4的状态；所述频率测试仪60用于测试所述测试线圈20的频率，并将测得的频率传输至所述终端50。

如图3-4所示，电子设备作为被测样品，设置于频率调试板10与测试线圈20中间，主要包括电子纸显示屏(epd)30和电路板40，其中，epd朝向测试线圈20，电路板40朝向频率调试板10。电路板40上设置有待测天线和待测电容，为了实现第一探针2、第二探针3与待测电容、待测天线的电连接，待测电容、待测天线上均设置有触点(即金手指)41、42，第一探针2、第二探针3通过触点41、42与电路板40上的待测电容、待测天线电连接。而且每一匝线圈上都设置有一个触点，以保证每个第二探针3与每一匝待测天线上的触点一一对应。所述终端50改变频率调试板10上的可变电容5的电容值和各个开关4的状态，从而高效地改变电路板40上的待测天线的工作频率。

可选地，所述终端50还用于记录所述频率调试板10上的所述可变电容5的电容值和开关4的状态以及所述频率测试仪60传输的所述测试线圈20的频率之间的对应关系。所述终端50还用于输出所述可变电容5的电容值和开关4的状态以及所述频率测试仪60传输的所述测试线圈20的频率之间的对应关系。

可选地，所述频率测试仪60可以是矢量网络分析仪，连接测试线圈20，实时监控测试线圈20的频率，并输出频率至终端50。所述终端50可以是笔记本电脑、台式机、平板电脑、手机等，通过通信接口7连接频率调试板10，用于控制频率调试板10上的开关4的状态和可变电容5的电容值。

本发明实施例还提供了一种采用上述任一实施例中所述的频率调试板调试电子设备的方法，包括：计算电子设备的待测天线的工作频率是否为目标频率值；若否，则将所述第一探针与所述待测电容连接，将各个所述第二探针分别与所述待测天线的不同部位连接；以及，改变频率调试板上的可变电容的电容值和/或开关的状态，使得所述待测天线的工作频率为目标频率值，从而调整所述电子设备的待测电容的电容值和所述待测天线的匝数。如图3-4所示，连接频率调试板10、终端50、频率测试仪60、测试线圈20，并将电子设备置于频率调试板10与测试线圈20之间，通过改变频率调试板10上的开关4的状态(开启或者关闭)和/或可变电容5的电容值，从而改变电子设备上的待测天线的工作频率；然后根据可变电容5的电容值和各个开关的状态调试电子设备上的待测电容的电容值和待测天线的匝数，以保证待测天线处于目标频率值。

可选地，改变频率调试板上的可变电容的电容值和/或开关的状态，使得所述待测天线的频率值为目标频率值，从而调整所述电子设备上的待测电容的电容值和所述待测天线的匝数，包括：根据所述目标频率值和所述电子设备上的待测电容的电容值计算所述待测天线的电感值；若所述电感值大于等于电感阈值，则改变频率调试板上的可变电容的电容值和各个开关的状态，使得所述待测天线的工作频率随之改变；记录下所述待测天线的工作频率为目标频率值时所述可变电容的目标电容值和所述各个开关的状态，将目标电容值的电容焊接到所述电子设备上以及焊接所述待测天线；若所述电感值小于电感阈值，则改变频率调试板上的可变电容的电容值，使得所述待测天线的工作频率随之改变；记录下所述待测天线的工作频率为目标频率值时所述可变电容的目标电容值，将目标电容值的电容焊接到所述电子设备上。

图5为本发明实施例的调试电子标签的方法的流程示意图。如图5所示，所述调试电子标签的方法可以包括以下步骤：

步骤501，epd电子标签处于初始状态，将电子标签设置于如图4所示的测试环境中。

步骤502，如图4所示，采用频率测试仪测试电子标签上的待测天线的当前的工作频率f。

步骤503，判断工作频率f是否为目标频率值(比如13.56mhz左右等)；若是，则执行步骤509；若否，则执行步骤504。

步骤504，将第一探针与epd电子标签上的待测电容连接，将各个第二探针分别与epd电子标签上的待测天线的不同部位连接，并采用公式计算出待测天线的电感值l；若电感值l≥5uh，则执行步骤505；若电感值l＜5uh；则执行步骤507。

步骤505，通过控制频率调试板上的各个开关的状态(排列组合)，调整待测天线的电感值；与之同时，调整可变电容的大小(元器件库里电容元器件的大小)，终端记录对应状态下的工作频率值。

步骤506，终端输出工作频率最接近13.56mhz下对应的各个开关的状态和可变电容的大小；然后将该大小的电容焊接到电子标签的电路板上的对应位置，同时将开关处于close状态的两个第二探针对应的触点通过焊锡导通。

当天线电感太大时(超过5uh)，需要同时调整电感和电容时，可以根据公式计算出调整完天线电感后对应的电容值。电子标签上的电容与天线线圈组成lc谐振电路，增加天线的匝数可以增加电感值，使得天线工作距离更远，但相对应地，电容c则需要减小。在谐振频率为13.56mhz时，如果天线的电感太大(超过5uh)时，电容c的取值很小，这使得调谐电容的匹配变得很困难，电容不容易匹配。所以，将待测天线的电感值的取值范围控制在0.3～3uh范围内，这样电容匹配较易实现。

步骤507，调整可变电容的大小(元器件库里电容元器件的大小)，终端记录对应状态下的工作频率值。

步骤508，终端输出工作频率最接近13.56mhz下对应的可变电容的大小；然后将该大小的电容焊接到电子标签的电路板上的对应位置。

步骤509，调试结束。

需要指出的是，电感阈值可以是5uh，也可以根据不同产品或标准进行调整，本发明实施例对此不作限制。

本发明实施例通过调整频率调试板上的可变电容的电容值和开关的状态可以调整电子标签上的电容c和线圈电感l，从而调整天线的工作频率，然后根据可变电容的电容值和各个开关的状态调试电子标签上的待测电容的电容值和待测天线的匝数，以保证待测天线处于目标频率值。

可见，本发明实施例通过调整可变电容的电容值和开关的状态就可以调整天线的工作频率，提高了电子标签的工作频率的调试效率，能够方便地进行电路板整改。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(ic)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。