一种Lora射频模组参数的测试系统的制作方法

本发明涉及lora测试技术领域，特别涉及一种lora射频模组参数的测试系统。

背景技术：

随着lpwan技术的发展和物联网技术的市场化，越来越多的资本和企业开始建立自己的物联网生态体系。lora凭借自身的超低功耗和远距离通信的特点，成为了物联网开放市场的新宠；相继有阿里、腾讯、中国铁塔、中国联通加入lora网络的建设，使得lora网络迅猛发展。因市场对lora射频模组的需求增长，lora射频模组的检测效率的提升，将大大有助于降低生产成本，同时降低小企业加入lora模组生产的门槛。

lora的检测参数主要涉及低功耗电流、tx最大发射功率、rx接收灵敏度。对于这些参数的检测，传统的模组生产厂家借助数字式万用表检测电流，频谱仪或者专用射频功率计检测最大发射功率，接收灵敏度的测试则需要借助屏蔽箱，或者在屏蔽室里进行。这种检测方式的测试环境搭建复杂，涉及到的测试仪器比较多，测试的成本也相当的高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种lora射频模组参数的测试系统，以解决现有的测试lora射频模组参数所需的环境复杂、且成本高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种lora射频模组参数的测试系统，包括电流检测模块、射频检测模块和小系统电路；其中，

所述电流检测模块用于检测lora射频模组的睡眠电流、最大发射电流、接收电流和待机电流；

所述射频检测模块用于检测lora射频模组的tx发射功率和rx的接收灵敏度；

所述小系统电路用于对电流进行采样和数据处理，以及控制整个测试系统的运行。

可选的，所述电流检测模块包括第一na双路继电器u3、第二ma双路继电器u1、第三ua双路继电器u2、第一na采样电阻r11、第二ma采样电阻r13、第三ua采样电阻r12、第一运放芯片u12、第二运放芯片u14和第三运放芯片u13；其中，

所述第一na双路继电器u3的两个常开端子pin4和pin5短接，一个公共端子pin6连接到电源，另一个公共端子pin3连接到第二运放芯片u14的正极输入，控制端子pin1连接到所述小系统电路中mcu的i/o端，第一na双路继电器u3的常开端子pin4和pin5连接到第一na采样电阻r11一端，第一na采样电阻r11另一端连接到lora射频模组电源端子vcc，同时连接到第一运放芯片u12的正极输入；

所述第二ma双路继电器u1的两个常开端子pin4和pin5短接，一个公共端子pin6连接到电源，另一个公共端子pin3连接到第二运放芯片u14的正极输入，控制端子pin1连接到所述小系统电路中mcu的i/o端，第二ma双路继电器u1的常开端子pin4和pin5连接到第二ma采样电阻r13一端，第二ma采样电阻r13另一端连接到lora射频模组电源端子vcc，同时连接到第一运放芯片u12的正极输入；

所述第三ua双路继电器u2的两个常开端子pin4和pin5短接，一个公共端子pin6连接到电源，另一个公共端子pin3连接到第二运放芯片u14的正极输入，控制端子pin1连接到所述小系统电路中mcu的i/o端，第三ua双路继电器u2的常开端子pin4和pin5连接到第三ua采样电阻r12一端，第三ua采样电阻r12另一端连接到lora射频模组电源端子vcc，同时连接到第一运放芯片u12的正极输入；

所述第一运放芯片u12和所述第二运放芯片u14连接成高阻抗差分运放电路，所述第三运放芯片u13搭建成一倍的差分放大电路，所述第一运放芯片u12和所述第二运放芯片u14的输出连接到所述第三运放芯片u13的输入。

可选的，所述射频检测模块包括lora射频模块，功率分配器和lora基准模块；lora射频模块的spi通信引脚连接到所述小系统电路中mcu的i/o端，所述lora射频模块的射频引脚连接到所述功率分配器一端，lora基准模块的spi通信引脚连接到所述小系统电路中mcu的i/o端，lora基准模块的射频引脚连接到所述功率分配器另一端。

可选的，所述小系统电路包括以stm32f407为mcu的最小系统电路、以ry3835为核心的电源电路和以ref3030为核心的ad采样基准电压电路。

可选的，所述lora射频模组参数的测试系统还包括：

上位机显示单元，用于显示测试结果并与所述小系统进行数据交互；

电源模块，给所述电流检测模块、所述射频检测模块和所述小系统电路供电。

在本发明中提供了一种lora射频模组参数的测试系统，包括电流检测模块、射频检测模块和小系统电路。电流检测模块用于检测lora射频模组的睡眠电流、最大发射电流、接收电流和待机电流；射频检测模块用于检测lora射频模组的tx发射功率和rx的接收灵敏度；小系统电路用于对电流进行采样和数据处理，以及控制整个测试系统的运行。通过借助接收灵敏度与功率之间的离散关系表，间接测试lora射频模组的参数，摆脱借助屏蔽箱和频谱仪的传统射频检测方式；采用高端采样电路和运放电路进行电流检测，为便于工厂化，资产跟踪，增加了上位机功能，可对测试数量的记录，不良率的记录，每个模块的测试报告，便于后续产品跟踪。

附图说明

图1是本发明提供的lora射频模组参数的测试系统的结构示意图；

图2是电流检测模块的核心电路示意图；

图3是射频检测模块的核心电路示意图；

图4是小系统电路的核心电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种lora射频模组参数的测试系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

本发明提供了一种lora射频模组参数的测试系统，其结构如图1所示。所述lora射频模组参数的测试系统包括电流检测模块1、射频检测模块2和小系统电路3。所述电流检测模块1用于检测lora射频模组的睡眠电流、最大发射电流、接收电流和待机电流；所述射频检测模块2用于检测lora射频模组的tx发射功率和rx的接收灵敏度；所述小系统电路3用于对电流进行采样和数据处理，以及控制整个测试系统的运行。进一步的，所述lora射频模组参数的测试系统还包括上位机显示单元4和电源模块（图中未示出）；所述上位机显示单元4借助labview上位机，显示包括测试的模块总数量、不良数量、良品率和测试fail项的测试结果，并与所述小系统电路3进行数据交互，通过图形化的界面更加直观的便于对测试结果的判断；所述电源模块给所述电流检测模块1、所述射频检测模块2和所述小系统电路3供电。

具体的，因采样的电流在50na~200ma的范围，为防止底噪对采样结果的影响，故采用高端差分采样，采样差分运放芯片输入阻抗要足够大，防止漏电电流过大，对na级测试结果产生影响。所述电流检测模块1的结构如图2所示，包括第一na双路继电器u3、第二ma双路继电器u1、第三ua双路继电器u2、第一na采样电阻r11、第二ma采样电阻r13、第三ua采样电阻r12、第一运放芯片u12、第二运放芯片u14和第三运放芯片u13；其中，所述第一na双路继电器u3的两个常开端子pin4和pin5短接，一个公共端子pin6连接到电源，另一个公共端子pin3连接到第二运放芯片u14的正极输入，控制端子pin1连接到所述小系统电路中mcu的i/o端，第一na双路继电器u3的常开端子pin4和pin5连接到第一na采样电阻r11一端，第一na采样电阻r11另一端连接到lora射频模组电源端子vcc，同时连接到第一运放芯片u12的正极输入；所述第二ma双路继电器u1的两个常开端子pin4和pin5短接，一个公共端子pin6连接到电源，另一个公共端子pin3连接到第二运放芯片u14的正极输入，控制端子pin1连接到所述小系统电路中mcu的i/o端，第二ma双路继电器u1的常开端子pin4和pin5连接到第二ma采样电阻r13一端，第二ma采样电阻r13另一端连接到lora射频模组电源端子vcc，同时连接到第一运放芯片u12的正极输入；所述第三ua双路继电器u2的两个常开端子pin4和pin5短接，一个公共端子pin6连接到电源，另一个公共端子pin3连接到第二运放芯片u14的正极输入，控制端子pin1连接到所述小系统电路中mcu的i/o端，第三ua双路继电器u2的常开端子pin4和pin5连接到第三ua采样电阻r12一端，第三ua采样电阻r12另一端连接到lora射频模组电源端子vcc，同时连接到第一运放芯片u12的正极输入；所述第一运放芯片u12和所述第二运放芯片u14连接成高阻抗差分运放电路，所述第三运放芯片u13搭建成一倍的差分放大电路，所述第一运放芯片u12和所述第二运放芯片u14的输出连接到所述第三运放芯片u13的输入。采用高端差分采样的方式，差分电路选用高输入阻抗的差分运放芯片，采样电阻采用千分之一精度。

所述电流检测模块1需要完成50na~200ma的检测范围。根据lora的工作特性，将电流等级分为三种类别，睡眠模式电流为na级，电流检测范围为50na~1ua；待机和接收模式电流为ma级，对应的电流检测范围为1ma~20ma；发射模式的电流为ma级，对应的电流检测范围为50ma~200ma。为了保证共用一个增益电路，故采用三种不同阻值的高精度采样电阻，分别为1ω，10ω，100kω。差分放大电路采用高输入阻抗的op07cp，采样输出连接至小系统电路3的ad采样端。

通过借助接收灵敏度与功率之间的离散关系表，通过测试tssi和rssi的参数，间接测试lora射频模组的功率和接收灵敏度，摆脱借助屏蔽箱和频谱仪的传统射频生产检测方式。接收灵敏度与功率离散表根据路径的衰减不同而不同，这里给出一个经过测试12000片模块绘制的离散关系表如下（rssi=tssi=-2~0,power=19dbm,traceloss=8dbm）。如图3所示，所述射频检测模块2包括lora射频模块21，功率分配器22和lora基准模块23；所述lora射频模块21的spi通信引脚连接到所述小系统电路3中mcu的i/o端，所述lora射频模块21的射频引脚连接到所述功率分配器22一端，lora基准模块23的spi通信引脚连接到所述小系统电路3中mcu的i/o端，lora基准模块23的射频引脚连接到所述功率分配器22另一端。当检测lora射频模块21的tx时，只需要将所述lora基准模块23设置为rx模式，读取所述lora基准模块23的rssi参数，通过查询构建的tx离散表，推算出lora射频模块21的发射功率大小；当检测lora射频模块21的rx时，只需要将lora基准模块23设置为tx模式，读取lora射频模块21的rssi参数，通过查询构建的rx离散表，推算出lora射频模块21的接收灵敏度。进一步的，当同时测试多个模块时需要借助功率分配器，以实现待测模块切换的功能。

具体的请参阅图4，所述小系统电路3是lora射频模组参数的测试系统的硬件主控平台，包括以stm32f407为mcu的最小系统电路、以ry3835为核心的电源电路和以ref3030为核心的ad采样基准电压电路。其中，mcu为处理单元，对待测lora射频模组的测试结果进行处理、存储归档、良品率计算，便与测试模块生产数据追踪；并实现将采集的模拟量转化为相应的数字量，实现对测试模块的总数量以及测试参数的测试结果进行自动保存。

本发明提供的lora射频模组参数的测试系统，改变传统高成本lora模组测试方式，采用一种低成本、高集成度的测试电路，借助发射功率和接收灵敏度的离散关系，通过检测rssi和tssi参数，间接测试最大发射功率和接收灵敏度，采用高端采样电路和运放电路进行电流检测，为便于工厂化，资产跟踪，增加了上位机功能，可对测试数量的记录，不良率的记录，每个模块的测试报告，便于后续产品跟踪。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。