專利名稱：一種基于混合總線的射頻功率放大器自動測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及射頻功率放大器領(lǐng)域，尤其涉及射頻功率放大器的研發(fā)和生產(chǎn)自 動化測試。
背景技術(shù)：
射頻功率放大器是射頻通信設(shè)備中非常重要的一個組件，往往用于發(fā)射端最后一 級，對輸出功率和ACPR (鄰近信道功率比)等值有較為嚴格的要求。對射頻功率放大器的 測試如何既準確高效又盡量節(jié)約成本是一個日益突出的難題?，F(xiàn)行對射頻功率放大器的測試方式主要是兩種，在研發(fā)測試一般是手動操作射頻 信號源、頻譜儀和直流電源等設(shè)備，手動記錄測試數(shù)據(jù)；在生產(chǎn)測試一般是采用昂貴的ATE (自動測試設(shè)備)機臺，實現(xiàn)自動控制和測試。這兩種測試方式在不同階段都需要實行，但是 由于測試設(shè)備和測試方式的不同，這兩種方式的測試結(jié)果在客觀上存在差異，需要做校準。自動化測試總線從20世紀七十年代的GPIB開始，不斷發(fā)展，先后又出現(xiàn)了 VXI (標準總線在儀器領(lǐng)域的擴展)、PXI (面向儀器系統(tǒng)的外部設(shè)備互連總線擴展)和LXI (局域 網(wǎng)的儀器擴展)總線技術(shù)。GPIB由于發(fā)展最早，普及率最高，成熟穩(wěn)定，所以很多測試設(shè)備 都保留了這種接口，但是它連接設(shè)備數(shù)量有限，控制距離有限，數(shù)據(jù)速率低，且線纜造價高； VXI由于需要較大的VXI機箱和1394控制等等，成本高，開發(fā)復(fù)雜；PXI則尚未在測試設(shè)備 接口中獲得普及；LXI作為21世紀出現(xiàn)的最新總線技術(shù)，將以太網(wǎng)的優(yōu)勢引入儀器領(lǐng)域，大 大降低了成本，并提供了更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更方便的遠程控制，已經(jīng)迅速在測試設(shè)備 中普及。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種能同時用于研發(fā)測試和生產(chǎn)測試的射頻功率放大器自動化 測試系統(tǒng)，使其能在保持極低成本的同時實現(xiàn)自動化控制、測試和數(shù)據(jù)分析。本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下提供一種基于混合總線的射頻功 率放大器自動測試系統(tǒng)，包括用于儀器設(shè)置并測試及結(jié)果處理的主控計算機、基于GPIB和 LXI的混合測試總線、GPIB接口卡、可編程直流電源、射頻信號源、固定衰減器和頻譜分析 儀；其中，所述主控計算機連接到GPIB接口卡；GPIB接口卡通過GPIB總線分別連接射頻信 號源和可編程直流電源；射頻信號源輸出接口連接到待測射頻功率放大器輸入接口 ；可編 程直流電源提供給待測射頻功率放大器電源電壓、參考電壓和模式電壓；待測射頻功率放 大器的輸出接口連接到固定衰減器的輸入接口 ；固定衰減器的輸出接口連接到頻譜分析儀 的輸入接口 ；主控計算機對可編程直流電源和射頻信號源的輸出以及頻譜分析儀的測量進 行設(shè)置，并通過LXI總線控制頻譜分析儀對待測射頻功率放大器輸出信號進行測試，且存 儲測試結(jié)果。本實用新型的有益效果是由于統(tǒng)一了研發(fā)和生產(chǎn)測試環(huán)境，減少了對比和校準 的工作；相比傳統(tǒng)的研發(fā)測試在未增加成本的同時提高了自動化程度，相比傳統(tǒng)的生產(chǎn)測試在保持自動控制和測試的同時降低了成本。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實用新型還可以做如下改進。進一步，所述GPIB接口卡卡采用板卡形式內(nèi)插于計算機機箱的PCI-GPIB卡，或采 用便于連接的USB-GPIB卡。進一步，所述自動測試系統(tǒng)，還包括射頻線纜，其用于連接射頻信號源到待測射頻 放大器、連接待測射頻放大器到固定衰減器、連接固定衰減器到頻譜分析儀。進一步，所述LXI總線采用RJ45網(wǎng)線。采用上述進一步方案的有益效果是兼顧了新型儀器總線技術(shù)帶來的高速率、低成 本和高可靠性。進一步，所述用于待測射頻功率放大器的可編程直流電源至少含有兩路電源輸
出ο進一步，所述通過LXI總線控制頻譜分析儀對待測射頻功率放大器輸出信號進行 的測試依次為連通性測試、電流測試、功率測試、信道功率測試和ACPR測試。進一步，所述電流測試依次為靜態(tài)電流、工作電流、漏電流和參考電流測試，功率 測試依次為輸出功率、增益、諧波抑制和功率增加效率測試。

圖1為本實用新型混合總線射頻功率放大器自動化測試系統(tǒng)的組成示意圖；圖2為本實用新型混合總線射頻功率放大器自動化測試系統(tǒng)工作流程的示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用 新型，并非用于限定本實用新型的范圍。作為本實用新型一個實施例的混合總線射頻功率放大器自動化測試系統(tǒng)如圖所 示如圖1所示的本實施例混合總線射頻功率放大器自動化測試系統(tǒng)的組成示意圖， 自動測試系統(tǒng)主要包括主控計算機101、GPIB接口卡103、射頻信號源105、待測射頻功率放 大器107、固定衰減器109、頻譜分析儀110、可編程直流電源108、GPIB線纜104和RJ45網(wǎng) 線111。USB線纜102用于連接GPIB接口卡到主控計算機USB接口 ；射頻線纜106用于連 接射頻信號源到待測射頻放大器、連接射頻放大器到固定衰減器、連接固定衰減器到頻譜 分析儀。主控計算機101提供USB接口連接到USB-GPIB接口卡103，通過GPIB總線控制 可編程直流電源108和射頻信號源105，還提供RJ45網(wǎng)線接口，通過LXI總線控制頻譜分 析儀110。主控計算機101可控制儀器設(shè)置、測試和結(jié)果處理三大部分，是整個自動化測試 系統(tǒng)的控制中樞，儀器設(shè)置依次包括對可編程直流電源的輸出設(shè)置、對射頻信號源的輸出 設(shè)置和對頻譜分析儀的測量設(shè)置；測試依次分連通性測試、電流測試、功率測試、信道功率 測試和ACPR測試，其中，電流測試依次分靜態(tài)電流、工作電流、漏電流和參考電流，功率測 試依次分輸出功率、增益、諧波抑制和功率增加效率，可實現(xiàn)固定步長的輸入功率的掃描測 試，可以實現(xiàn)變換頻率的掃描測試；結(jié)果處理依次包括電流測試結(jié)果Excel存儲和曲線圖
4繪制、功率測試結(jié)果Excel存儲和曲線圖繪制、信道功率測試結(jié)果Excel存儲和曲線圖繪 制、ACPR測試結(jié)果Excel存儲和曲線圖繪制。GPIB接口卡103用于實現(xiàn)計算機接口到GPIB接口的轉(zhuǎn)換。本實施例采用Agilent USB-GPIB接口卡82357B，因為USB接口在現(xiàn)有計算機中已經(jīng)普及。實際過程中采用板卡形 式的PCI-GPIB接口卡等其他形式GPIB卡也可以。射頻信號源105提供待測射頻放大器107測試所需要的輸入波形。當測試連續(xù)波 增益、輸出功率和諧波抑制時，射頻信號源105輸出連續(xù)波信號，幅度和頻率可控；當測試 ACPR和信道功率時，射頻信號源105輸出特定調(diào)制信號，幅度和頻率可控。待測射頻功率放大器107是應(yīng)用于移動通信終端設(shè)備的發(fā)射端末級，實現(xiàn)對特定 標準的調(diào)制信號的功率放大，對輸出功率和ACPR等值有較高要求。固定衰減器109是為了防止射頻功率放大器輸出功率超過頻譜分析儀最大輸入 功率而設(shè)置的。它可以對射頻功率放大器輸出功率產(chǎn)生一個固定的衰減，如30dB，有效保護 頻譜分析儀。此固定衰減值需在頻譜分析儀中做補償。頻譜分析儀110用于對待測射頻功率放大器107的輸出進行頻譜分析和指標測 試。待測功率放大器107的輸出功率、ACPR、信道功率、諧波抑制等，都由頻譜分析儀測試?？删幊讨绷麟娫?08用于向待測射頻功率放大器107提供供電電壓、參考電壓和 模式電壓，至少含有兩路電源輸出。靜態(tài)電流、工作電流、漏電流、參考電流這些電流值可直 接由可編程直流電源108測量和顯示。GPIB電纜104用于連接GPIB接口卡103和射頻信號源105、連接射頻信號源105 和可編程直流電源108。本實施例的GPIB總線采用菊花鏈聯(lián)接，采用GPIB協(xié)議實現(xiàn)儀器連 接和控制。RJ45網(wǎng)線111用于連接帶有RJ45接口的主控計算機101和頻譜分析儀110。本 實施例的LXI總線采用以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)儀器連接和控制。系統(tǒng)可測試射頻功率放大器常見的參數(shù)，包括靜態(tài)電流、工作電流、漏電流、參考 電流、功率增加效率、輸出功率、增益、諧波抑制、ACPR、信道功率等。如圖2所示，為本實施例混合總線射頻功率放大器自動化測試系統(tǒng)工作流程的示 意圖。整體流程依次為連通性測試、電流測試、功率測試、信道功率測試和ACPR測試。其 中，連通性測試是為了確保儀器和主控計算機連接正常，可以通信；電流測試是為了測試待 測射頻功率放大器的靜態(tài)電流、工作電流、漏電流和參考電流，主要是對直流電源的控制， 若測試結(jié)果超出預(yù)設(shè)的上下限，則判定為直流fail，直接退出本次測試；功率測試是先對 基波輸出功率做測試，將頻譜儀測得的功率與信號源輸出功率相減計算得到增益，將增益 和電源供應(yīng)功率相除計算得到功率增加效率，再對諧波功率做測試，將諧波功率與基波功 率相減計算得到諧波抑制度；信道功率測試可以測得信道功率和功率譜密度等指標，輸入 信號需由連續(xù)波改為指定調(diào)制信號，頻譜儀測量模式需由Swept SA測量模式轉(zhuǎn)為Channel Power測量模式；ACPR測試緊接信道功率測試，輸入信號仍為指定調(diào)制信號，頻譜儀測量模 式需轉(zhuǎn)為ACP測量模式。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用 新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保 護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種基于混合總線的射頻功率放大器自動測試系統(tǒng)，其特征在于，包括主控計算機、基于GPIB和LXI的混合測試總線、GPIB接口卡、可編程直流電源、射頻信號源、固定衰減器和頻譜分析儀；其中，所述主控計算機連接到GPIB接口卡；GPIB接口卡通過GPIB總線分別連接射頻信號源和可編程直流電源；射頻信號源輸出接口連接到待測射頻功率放大器輸入接口；可編程直流電源提供給待測射頻功率放大器電源電壓、參考電壓和模式電壓；待測射頻功率放大器的輸出接口連接到固定衰減器的輸入接口；固定衰減器的輸出接口連接到頻譜分析儀的輸入接口；主控計算機對可編程直流電源和射頻信號源的輸出以及頻譜分析儀的測量進行設(shè)置，并通過LXI總線控制頻譜分析儀對待測射頻功率放大器輸出信號進行測試，且存儲測試結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動測試系統(tǒng)，其特征在于，所述GPIB接口卡采用板卡形式 內(nèi)插于計算機機箱的PCI-GPIB卡，或采用便于連接的USB-GPIB卡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動測試系統(tǒng)，其特征在于，還包括射頻線纜，其用于連接射 頻信號源到待測射頻功率放大器、連接待測射頻功率放大器到固定衰減器、連接固定衰減 器到頻譜分析儀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動測試系統(tǒng)，其特征在于，所述LXI總線采用RJ45網(wǎng)線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動測試系統(tǒng)，其特征在于，所述用于待測射頻功率放大器 的可編程直流電源至少含有兩路電源輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動測試系統(tǒng)，其特征在于，所述通過LXI總線控制頻譜分析 儀對待測射頻功率放大器輸出信號進行的測試依次為連通性測試、電流測試、功率測試、信 道功率測試和ACPR測試。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動測試系統(tǒng)，其特征在于，所述電流測試依次為靜態(tài)電流、 工作電流、漏電流和參考電流測試，功率測試依次為輸出功率、增益、諧波抑制和功率增加 效率測試。
專利摘要本實用新型涉及一種基于混合總線的射頻功率放大器自動測試系統(tǒng)，包括用于儀器設(shè)置并測試及結(jié)果處理的主控計算機、基于GPIB和LXI的混合測試總線、GPIB接口卡、可編程直流電源、射頻信號源、固定衰減器和頻譜分析儀。本自動測試系統(tǒng)綜合采用了GPIB(通用接口總線)、LXI(局域網(wǎng)的儀器擴展)等控制總線，既兼顧到傳統(tǒng)儀器接口中GPIB廣泛的應(yīng)用，又利用了LXI的低成本、高速率和高可靠性，在保持低成本的同時有效提高了射頻功率放大器的測試效率。
文檔編號G01R31/28GK201698000SQ201020241249
公開日2011年1月5日 申請日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者鄭瑞 申請人:國民技術(shù)股份有限公司