射频电路测试系统和射频电路测试方法与流程

1.本技术涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种射频电路测试系统和射频电路测试方法。


背景技术：

2.芯片射频测试方法一直是芯片行业更新的方向，芯片射频测试方法的技术革新对应芯片行业快速以及高效的测试具有重要的意义。随着近些年国内芯片行业的蓬勃发展，芯片射频测试方法对射频芯片设计公司来说是非常关注的点，所以芯片射频测试方法更新是优化整个射频芯片产品的一种趋势，也是难点。
3.随着新能源汽车的发展，低功耗蓝牙(bluetooth low energy，ble)作为一种近距离无线通信解决方案，越来越受到整车企业的重视。由于ble技术是一种无线技术，因此在其芯片设计流片回来后，需要对流片回来的芯片的内部模拟电路进行全方位的进行测试，在这一系列测试过程中存在着测试时间长，测试内容比较繁杂，测试不方便等问题。特别对于芯片的射频性能的评估，需要对芯片内部模拟电路模块使用专门的仪器进行测试，当测试不同的射频电路时需要搭建不同的检测环境，增加了测试成本和测试复杂度，导致测试效率低。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种可以满足不同射频电路测试需求的射频电路测试系统和射频电路测试方法。
5.第一方面，本技术提供了一种射频电路测试系统，用于测试通信芯片的射频性能。所述射频电路测试系统包括：
6.网络通信模块，用于根据接收的预测试信号生成采集信号；
7.功能转接模块，与所述网络通信模块连接，用于传输所述采集信号；
8.功能采集模块，与所述功能转接模块连接，用于经所述功能转接模块接收所述网络通信模块发送的所述采集信号，并根据所述采集信号获取待测试芯片的测试信息，并将所述测试信息经所述功能转接模块传输至所述网络通信模块；
9.处理模块，与所述网络通信模块连接，用于根据所述待测试芯片的测试属性生成所述预测试信号，以及接收并处理所述测试信息以获取所述待测试芯片的测试结果。
10.在其中一个实施例中，所述功能采集模块包括多个功能板，各所述功能板与各所述待测试芯片连接，用于获取各所述待测试芯片的测试信息。
11.在其中一个实施例中，各所述功能板上设有用于与所述功能转接模块连接的第一通信接口；各所述功能板级联设置。
12.在其中一个实施例中，所述功能转接模块包括：
13.转接板，设有用于与所述网络通信模块连接的第二通信接口以及与所述功能采集模块连接的第三通信接口；
14.电源电路，设置在所述转接板上，用于提供多个输出电压。
15.在其中一个实施例中，所述转接板还还设有多个拓展接口，各所述拓展接口用于与所述网络通信模块连接，各所述拓展接口用于接收不同类型的预测试信号。
16.在其中一个实施例中，所述网络通信模块包括：
17.至少一通信单元，各所述通信单元分别与所述处理模块通信连接；
18.接口单元，与所述功能转接模块连接。
19.在其中一个实施例中，所述网络通信模块还包括：
20.处理单元，与各所述通信单元、所述接口单元连接，用于控制各所述通信单元与所述处理模块之间的通信以及接收所述测试信息和所述测试结果；
21.存储单元，与所述通信单元连接，用于存储所述测试信息和所述测试结果。
22.在其中一个实施例中，所述网络通信模块还包括：
23.提示单元，与所述处理单元连接；所述提示单元被配置有多种指示状态；
24.其中，所述处理单元还用于根据所述接口单元与所述功能模块之间的连接方式以及所述通信单元与所述处理模块的连接方式控制所述提示单元的指示状态。
25.第二方面，本技术还提供了一种射频电路测试方法，用于控制本技术实施例中任一项所述的射频电路测试系统。所述方法包括：
26.根据待测试芯片的测试属性生成预测试信号，以控制网络通信模块生成采集信号获取所述待测试芯片的测试信息；
27.接收并处理所述测试信息以获取所述待测试芯片的测试结果。
28.在其中一个实施例中，所述根据待测试芯片的测试属性生成预测试信号，以控制网络通信模块生成采集信号获取所述待测试芯片的测试信息包括：
29.根据所述待测试芯片的测试属性控制所述网络通信模块建立通信请求；
30.根据通信连接响应信号生成预测试信号。
31.上述射频电路测试系统和射频电路测试方法，处理模块根据待测试芯片的预测试属性生成预测试信号传输给网络通信模块，网络通信模块再根据预测试信号生成采集信号并经过功能转接模块传输给功能采集模块，功能采集模块根据采集信号获取待测试芯片的测试信息，测试信息经功能转接模块和网络通信模块后传输给处理模块进行处理得到待测试芯片的测试结果。通过上述模块之间的连接和信号传递，以便于减少测试时间，并通过功能转接模块的设置以便于根据不同模拟电路的测试需求控制功能采集模块采集不同待测试芯片的各种测试信息，以根据测试需求获取相应测试结果。
附图说明
32.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，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。
33.图1为蓝牙芯片内部射频电路的电路示意图；
34.图2为本技术一实施例中提供的射频电路测试系统的结构框图；
35.图3为本技术另一实施例中提供的射频电路测试系统的结构框图；
36.图4为本技术又一实施例中提供的射频电路测试系统的结构框图；
37.图5为本技术再一实施例中提供的射频电路测试系统的结构框图；
38.图6a和图6b为本技术一实施例中提供的蓝牙通信单元的电路示意图；
39.图7为本技术一实施例中提供的无线通信单元的电路示意图；
40.图8为本技术一实施例中提供的网关接口单元的电路示意图；
41.图9为本技术一实施例中提供的物理接口单元的电路示意图；
42.图10为本技术一实施例中提供的处理单元的电路示意图；
43.图11为本技术再一实施例中提供的射频电路测试系统的结构框图；
44.图12为本技术一实施例中提供的通信处理单元的电路示意图；
45.图13为本技术一实施例中提供的射频电路测试方法的流程示意图；
46.图14为本技术另一实施例中提供的射频电路测试方法的流程示意图；
47.图15为本技术一实施例中提供的射频电路测试方法的通信流程示意图；
48.图16为本技术一实施例中提供的功能采集模块的工作流程示意图；
49.图17为本技术一实施例中提供的网络通信模块的工作流程示意图。
50.附图标记说明：
51.10、射频电路测试系统；11、网络通信模块；111、通信单元；112、接口单元；113、处理单元；114、存储单元；115、提示单元；12、功能转接模块；121、转接板；122、电源电路；13、功能采集模块；131、功能板；14、处理模块。
具体实施方式
52.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。
53.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
54.需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
55.在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
56.正如背景技术，ble芯片内部设计的射频收发电路如图1所示，主要包括接收通路，发送通路以及数字处理基带，内部电路设计具有发射和接收两种工作状态。在发射模式下，数字基带将要发送的数据包通过发射链路的数模转换、上混频和功率放大器(power amplifier，pa)送达至天线端发射出去，其中，通过锁相回路(phase locked loop，pll)来统一整合时钟信号(clock signal，clk)，使高频器件正常工作；在接收模式下，通过天线端接收到微弱的ble信号，通过接收链路的低噪声放大器(low noise amplifier，lna)放大所
需信号，同时保持较好的信噪比，进而使噪声不会被放大太多。射频lna一般位于天线之后，以避免接收系统的任其他部分进一步引入噪声，降低接收系统的性能。在通过两路混频器(mixer)将信号分为i路信号以及q路信号。i路信号以及q路信号在经过跨阻放大器(transimpedance amplifier，tia)将电磁电流信号转化为电压信号。tia输出的两路i、q信号进入复带通滤波器(complex band-pass filter，cbpf)，cbpf的带宽为1.2mhz，带通滤波器的中心频点为2mhz。带通滤波器的输出信号经过限幅器放大限幅之后送入模数转换器(analog to digital converter，adc)，adc的采样率为128msps，分辨率为1bit，adc输出i、q两路数据流给数字基带(digital baseband，dbb)进行数据处理，数据处理包括数据解码和数字滤波。dbb完成ble数据包的检测、同步、解调和译码。数字接收电路中解调输出的硬判决比特流送入解码单元，解码单元再根据数据映射模式的配置，进行译码，输出信息比特流。
57.在芯片设计过程中，由于模拟特性差异性，需要在模块上设置不同的可调参数，同时这些参数需要进行级联，每个模块存在的可调单元有很多级，这样多级多配置组合后，测试项可能会有成百以及上千组，这样导致芯片检测成本以及时间增加，效率降低。
58.基于此，请参考图2，提供了一种射频电路测试系统10，用于测试通信芯片的射频性能，射频电路测试系统10包括网络通信模块11、功能转接模块12、功能采集模块13和处理模块14。网络通信模块11用于根据处理模块14生成的预测试信号生成采集信号。其中，处理模块14可以为上位机，预测试信号为处理模块14根据待测试芯片的测试属性生成的信号，采集信号为可以指示功能采集模块13采集预测试属性对应数据的信号。例如，若想测试待测试芯片的某一射频功能，则生成该功能对应的预测试信号，并输出给网络通信模块11生成对应的采集信号采集待测试芯片中与该射频功能对应的数据。
59.功能转接模块12与网络通信模块11连接，用于传输采集信号。功能采集模块13，与功能转接模块12连接，用于经功能转接模块12接收网络通信模块11发送的采集信号，并根据采集信号获取待测试芯片的测试信息，并将测试信息经功能转接模块12传输至网络通信模块11。测试信息为与预测试属性对应的信息，若预测试属性为某一射频功能，则测试信息为该射频功能对应的所有信息。而功能转接板121用于根据不同的预测试属性控制功能采集模块13采集预测试属性对应的测试信息。
60.处理模块14与网络通信模块11连接，功能采集模块13获取的测试信息经功能转接模块12、网络通信模块11传输至处理模块14进行处理，以获取待测试芯片的测试结果。测试结果可以表征待测试芯片各射频模块功能是否正常。
61.上述射频电路测试系统10，处理模块14根据待测试芯片的预测试属性生成预测试信号传输给网络通信模块11，网络通信模块11再根据预测试信号生成采集信号并经过功能转接模块12传输给功能采集模块13，功能采集模块13根据采集信号获取待测试芯片的测试信息，测试信息经功能转接模块12和网络通信模块11后传输给处理模块14进行处理得到待测试芯片的测试结果。通过上述模块之间的连接和信号传递，以便于减少测试时间，并通过功能转接模块12的设置以便于根据不同模拟电路的测试需求控制功能采集模块13采集不同待测试芯片的各种测试信息，以根据测试需求获取相应测试结果。且系统采用分离的模块组成，在支持芯片模拟电路测试需求之外，这样设计以便于应用扩展实现更多功能。
62.在一个实施例中，如图3所示，功能采集模块13包括多个功能板131，各功能板131
与各待测试芯片连接，用于获取各待测试芯片的测试信息。各功能板131上设有用于与功能转接模块12连接的第一通信接口；各功能板131级联设置。
63.其中，功能板131支持四线的下载方式，包括相关四线接口：电路的供电电压vcc，电路的电线接地端gnd，数字量(开关量)的输入/输出串口swdio和时钟电路的串口swclk。支持双向二线制同步串行总线(inter-integrated circuit，i2c)和jlink下载，使用兼容的4线模式。功能板131电平转换(level shift，lf)电源电压可配置，由于系统电压为12v，此时需要将lf电压设计到4.5v～15v，此时需要使用升压芯片，将电压升高到12v，通过dac改变反馈电压，提供可配置电压范围。功能板131lf需要满足芯片从1.8v到5v的vdd电压可配置，且需要考虑使用过程中的压降问题，满足实际的应用场景需求。因为很多功能板131，可以通过电路上编号以区分功能板131，应用场景统一类型功能板131测试不同功能的数据传输单元，此时硬件编码可以确认板子的类型。
64.上述射频电路测试系统10，通过各功能板131采集各待测试芯片中的各测试信息，通过功能转接板121选择不同的功能板131从而采集处理模块14的预测试属性对应的测试信息，在测试不同待测试芯片的不同射频模块时，仅需要通过修改功能转接板121而不用修改整个电路，减少了修改成本。
65.在一个实施例中，如图4所示，功能转接模块12包括转接板121和电源电路122。转接板121还还设有多个拓展接口，各拓展接口用于与网络通信模块11连接，各拓展接口用于接收不同类型的预测试信号。
66.转接板121通过网口设计了不同电源电压输出，支持系统大电流功率的输出。提供外接开关电源接口功能，用于与电源模块连接，通过通信接口与功能采集模块13连接，同时支持和网络通信模块11的级联。同时转接板121通过扩展接口的设置，兼容了网络通信模块11可扩展功能的功能，用于接收预测试信号，预测试信号为待测试芯片中除测试属性之外的测试需求，例如数字模块或通信模块的功能和信息。
67.上述射频电路测试系统10，通过转接板121的设置，可以修改采集信号对应的预测试属性，以避免在测试不同待测试芯片的不同射频模块时修改整个电路，减少了修改成本。考虑后期可能存在的其他类型的测试，通过扩展接口的设置预留了只需要修改转接板121，就可以支持到不同的接口测试需求，对整个系统而言，减少了修改成本。
68.在一个实施例中，如图5所示，网络通信模块11包括至少一通信单元111、接口单元112、处理单元113、存储单元114和提示单元115。至少一通信单元111，各通信单元111分别与处理模块14通信连接。通信单元111用于传输处理模块14和网络通信模块11之间通信，通信单元111包括但不限于蓝牙通信单元、定位通信单元、无线通信单元。其中，蓝牙通信单元用于满足ble芯片测试组网数据通信的需求，蓝牙通信单元的电路设置请参考图6；定位通信单元用于满足离线状态下的数据交互；无线通信单元用于满足无线通信的需求，无线通信单元的电路设置请参考图7。
69.接口单元112与功能转接模块12连接，接口单元112包括但不限于网关接口单元和物理接口单元。网关接口单元可以采用汽车级can高速收发器芯片，以实现稳定通信，网关接口单元的电路设置请参考图8。物理接口单元可以采用db26，以实现接口的多样性，提高信号隔离的能力以及提高接口连接稳定性，物理接口单元的电路设置请参考图9。
70.处理单元113与各通信单元111、接口单元112连接，用于控制各通信单元111与处
理模块14之间的通信以及接收测试信息和测试结果。处理单元113可以包括arm-cortex gd 32f103re芯片flash 512kb，处理单元113的电路设置请参考图10，sram 64kb，主要功能需要满足数据转发、通过一些协议接口对外进行数据通信，声音提示，swd下载，支持4路串口通信(ble，gprs，usb to usart，rs485，)需求，支持can通信，4路串行外设接口(包括rf receive，spi(直供db26接口)，sd，spi(74hc595此路gpio模拟spi))，pwm，dac，adc，i2c等功能。
71.存储单元114与通信单元111连接，用于存储测试信息和测试结果，以实现离线测试需求以及测试中所有数据的存储。提示单元115，与处理单元113连接；提示单元115被配置有多种指示状态；其中，处理单元113还用于根据接口单元112与功能模块之间的连接方式以及通信单元111与处理模块14的连接方式控制提示单元115的指示状态。提示单元115包括提示声、提示光、和提示信息中至少一个，当提示单元115为提示光时，通过灯光指示模块之间的连接状态。
72.上述射频电路测试系统10，通过通信单元111实现远程测试，再加上存储单元114的设置实现离线测试需求，以便于实时查看系统运行状态情况以及远程控制相关测试项；通过接口单元112实现不同功能采集的需求；通过提示单元115指示模块之间的连接状态从而判断测试运行状态。
73.在一个实施例中，请参考图11，网络通信模块11、功能转接模块12采用平行布局，功能采集模块13中的多个功能板131采用叠放以及分布式进行设置，通过can总线进行级联，每个功能板131都能单独与功能转接模块12进行连接，也可以多个功能板131之间进行连接。网络通信模块11中，通信单元111包括通信处理单元、ble通信单元、gprs通信单元、gps通信单元、rf通信单元、4g单元、网口通信单元和can通信单元，通信处理单元用于处理各通信单元与处理单元113的信号传输，通信处理单元的电路设置请参考图12，ble通信单元满足ble芯片测试组网数据通信的需求，rf通信单元为rf433m/315m的通信单元满足无线通信的需求，4g单元网口通信单元实现远程测试需求以便于实时查看系统运行的状态情况以及远程控制相关测试项，can通信单元用于将功能表与网关间形成一个本地通信局域网以便于更好的支持不同功能采集需求；接口单元112包括设计一组通用扩展io设计，能方便其他应用接口的扩展，通过通用扩展io与功能转接模块12级联能形成多种扩展方式；处理单元113可以为微控制单元(multi control unit，mcu)，主芯片可以为arm-cortex gd32f103re芯片，采用a724ug模组满足离线状态下数据上传功能，a724ug支持4g cat.1全频段，可适应不同的运营商和产品，直插sim卡和microusb接口，内置丰富的网络协议，集成多个工业标准接口；存储单元114可以为sd card，用于实现离线测试需求、数据存储以及离线配置文件保存；指示单元可以为指示灯，通过模块间的级联通信，能切换到不同的模块状态指示。
74.功能转接模块12包括转接板121，转接板121通过dip20牛角座与网络通信模块11连接。通过网口设计了不同电源电压输出，支持系统大电流功率的输出。提供外接开关电源接口功能(power)，同时系统转接板121设计了物理网口设计，转接板121设计兼容了网关模块可扩展功能的功能(can bus)。通过通信接口与功能采集模块13连接。功能采集模块13包括多个功能板131用于采集各待测试芯片的测试信息。通过设置dut扩展板检测待测试芯片中除了射频模块之外的例如数字模块或通信模块的功能测试。
75.上述射频电路测试系统10，采用arm mcu作为主控芯片，采用分布式硬件框架，将网络通信模块11与功能板131分开，这样以便于在使用和维护设备功能方面提供便捷的接口化操作。为了满足对射频相关的芯片参数的测量，通过多通道通信局域网，同时满足不同芯片以及不同功能射频测试需求，通过通用扩展功能接口以便于针对不同功能，只需要对功能板131进行切换，不需要整个电路板重新设计，节省了不同芯片功能测试的成本、减少芯片测试所需的测试时间，减少测试多种需求修改次数以及测试项覆盖度，以帮助芯片设计实现快速的验证。
76.在一个实施例中，请参考图13，提供了一种射频电路测试方法。方法包括步骤s100和步骤s200。
77.步骤s100：根据待测试芯片的测试属性生成预测试信号，以控制网络通信模块11生成采集信号获取待测试芯片的测试信息。
78.根据待测试芯片的测试属性选择相应的固件进行烧录下载，生成预测试信号发送至网络通信模块11，网络通信模块11根据预测试信号生成采集信号，并将采集信号经功能转接模块12传输至功能采集模块13，通过调用下载接口按照预设下载方式根据预设路径将固件下载至待测试芯片中。待测试芯片再
79.步骤s200：接收并处理测试信息以获取待测试芯片的测试结果。
80.接收测试信息，根据测试信息完成相关测试项，并获取测试结果。可选的，根据测试结果自动生成相关测试报告。
81.上述射频电路测试方法，根据待测试芯片的预测试属性生成预测试信号传输给网络通信模块11，再根据预测试信号生成采集信号并经过功能转接模块12传输给功能采集模块13，功能采集模块13根据采集信号获取待测试芯片的测试信息，测试信息经功能转接模块12和网络通信模块11后传输给处理模块14进行处理得到待测试芯片的测试结果。通过上述模块之间的连接和信号传递，以便于减少测试时间，并通过功能转接模块12的设置以便于根据不同模拟电路的测试需求控制功能采集模块13采集不同待测试芯片的各种测试信息，以根据测试需求获取相应测试结果。
82.在一个实施例中，如图14，步骤s100，根据待测试芯片的测试属性生成预测试信号，以控制网络通信模块11生成采集信号获取待测试芯片的测试信息包括步骤s110至步骤s120。
83.步骤s110：根据待测试芯片的测试属性控制网络通信模块11建立通信请求。
84.根据待测试芯片的测试属性新建测试项目或打开已有项目、配置测试选项、建立硬件设备通信给网络通信模块11，网络通信模块11建立通信请求。
85.步骤s120：根据通信连接响应信号生成预测试信号。
86.具体地，如图15，处理模块14可以为上位机，通信主板包括网络通信模块11，测试子板包括功能采集块模。上位机开始运行，根据待测试芯片的测试属性新建测试项目或打开已有项目、配置测试选项、建立硬件设备通信给通信主板。通信主板发起通信请求，上位机确认通信连接正常后，开启相应的数据库，通信主板配置测试项目并向测试子板发起建立通信，测试子板发起通信请求，通信连接。测试子板的工作流程如图16所示，测试子板根据测试属性采集待测试芯片的测试信息，将采集到的测试信息传输至通信主板进行整理和存储，并上传至上位机，通信主板的工作流程如图17所示。上位机根据测试信息进入测试流
程，测试完成后生成测试结果，并根据测试结果生成测试报告。并将测试结果以及测试信息根据预设格式进行存储。
87.上述射频电路测试方法，根据待测试芯片内部电路特殊功能管脚与射频电路测试系统10相配合，通过射频电路测试系统10中的网络通信模块11、处理模块14、功能转接模块12和功能采集模块13，获取待测试芯片的测试信息并进行测试得到测试结果。减少传统方案中测试时间长，测试复杂度高，测试不方便等问题，在实际使用过程中，能降低芯片流片回来后验证的成本。
88.应该理解的是，上述流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，上述流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
89.在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
90.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
91.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。