本實(shí)用新型涉及電流檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種NB-IOT終端多種工作模式下的精密電流檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)(Narrow Band Internet of Things，NB-IOT)成為萬(wàn)物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要分支。NB-IOT構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò)，只消耗大約180KHz的帶寬，可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò)，以降低部署成本、實(shí)現(xiàn)平滑升級(jí)。

NB-IOT是IOT領(lǐng)域一個(gè)新興的技術(shù)，支持低功耗設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接，也被叫作低功耗廣域網(wǎng)(LPWA)。NB-IOT支持待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接要求較高設(shè)備的高效連接。據(jù)說(shuō)NB-IOT設(shè)備電池壽命可以提高至至少10年，同時(shí)還能提供非常全面的室內(nèi)蜂窩數(shù)據(jù)連接覆蓋。

這些特點(diǎn)對(duì)NB-IOT模塊的供電及功耗提出了極高的要求，而且對(duì)模塊在各種狀態(tài)下的功耗和電流測(cè)試變得極其困難。主要有：

休眠模式：此時(shí)模塊處于非工作狀態(tài)，屬于一種常態(tài)，但電流極低，甚至低于1uA。

喚醒模式：模塊接收指令，由休眠進(jìn)入工作狀態(tài)。在轉(zhuǎn)化狀態(tài)下，電流在短時(shí)間內(nèi)將急速增加，達(dá)到mA級(jí)的電流量，比休眠狀態(tài)高出104量級(jí)，而持續(xù)時(shí)間極短。

工作模式：模塊的正常通信狀況，由于業(yè)務(wù)需求，這種狀態(tài)持續(xù)時(shí)間較短，電流也較大，業(yè)務(wù)結(jié)束之后立刻轉(zhuǎn)入休眠模式。

以上幾種狀態(tài)，對(duì)于功耗和電流的監(jiān)測(cè)都比較困難，主要有以下幾個(gè)方面：

測(cè)量量程寬，休眠模式和工作模式，電流相差5-6個(gè)量級(jí)，需要不同量程的電流計(jì)；

測(cè)量時(shí)間短，除了休眠模式是一種常態(tài)，喚醒模式和工作模式的時(shí)間極短，普通電流計(jì)無(wú)法響應(yīng)。比如，用市面上的電流計(jì)無(wú)法測(cè)量工作模式下的模塊電流。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種體積小、重量輕、測(cè)量速度快的NB-IOT終端多種工作模式下的精密電流檢測(cè)裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種NB-IOT終端多種工作模式下的精密電流檢測(cè)裝置，包括整體調(diào)度單元、射頻單元、基帶信號(hào)發(fā)生單元、基帶信號(hào)處理單元、合路器、同步處理單元、高速AD轉(zhuǎn)換單元、多檔電流計(jì)和電壓輸出單元，所述射頻單元包括射頻發(fā)射單元和射頻接收單元，所述整體調(diào)度單元的輸出端分別連接基帶信號(hào)發(fā)生單元的輸入端、同步處理單元的輸入端和多檔電流計(jì)的輸入端，所述基帶信號(hào)發(fā)生單元的輸出端通過(guò)射頻發(fā)射單元連接合路器的輸入端，所述合路器的輸出端依次通過(guò)射頻接收單元和基帶信號(hào)處理單元連接整體調(diào)度單元的輸入端，所述多檔電流計(jì)的輸出端分別連接電壓輸出單元的輸入端和高速AD轉(zhuǎn)換單元的輸入端，所述高速AD轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接同步處理單元的輸入端，所述電壓輸出單元的輸出端和合路器均連接被測(cè)單元。

作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案：所述整體調(diào)度單元為NB-IOT協(xié)議棧。

作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案：所述整體調(diào)度單元為計(jì)算機(jī)和USB接口，所述標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)分別連接USB接口和被測(cè)單元。

作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案：所述被測(cè)單元和合路器之間通過(guò)射頻接口連接。

作為本實(shí)用新型再進(jìn)一步的方案：所述被測(cè)單元和電壓輸出單元之間通過(guò)電源供電接口連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型裝置通過(guò)協(xié)議棧和電源電流一體化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)NB-IOT模塊任意時(shí)刻的電流精確測(cè)量，從而解決了這種時(shí)變系統(tǒng)的電流測(cè)量問(wèn)題，不僅可以測(cè)量NB-IOT模塊不同狀態(tài)的工作電流，亦可實(shí)現(xiàn)射頻性能的測(cè)試，比如終端發(fā)射功率、信號(hào)帶寬、接收靈敏度等，具有一定的通用性，可實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)的動(dòng)態(tài)電流測(cè)量，測(cè)量速度快，并且具有良好的同步性，可以精確測(cè)量不同模式的工作電流情況；亦可以實(shí)現(xiàn)其它通信模塊的測(cè)量，比如手機(jī)終端模塊、無(wú)線上網(wǎng)卡模塊等。另外，本裝置具有良好的性價(jià)比，并且體積小、重量輕，比傳統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)使用便捷性大大提高。信令模式測(cè)量下，無(wú)需任何外部設(shè)計(jì)即可完成全部測(cè)量，大大提高了測(cè)量效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖之一。

圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖之二。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本專利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。

請(qǐng)參閱圖1-2，一種NB-IOT終端多種工作模式下的精密電流檢測(cè)裝置，包括整體調(diào)度單元、射頻單元、基帶信號(hào)發(fā)生單元、基帶信號(hào)處理單元、合路器、同步處理單元、高速AD轉(zhuǎn)換單元、多檔電流計(jì)和電壓輸出單元，所述射頻單元包括射頻發(fā)射單元和射頻接收單元，所述整體調(diào)度單元的輸出端分別連接基帶信號(hào)發(fā)生單元的輸入端、同步處理單元的輸入端和多檔電流計(jì)的輸入端，所述基帶信號(hào)發(fā)生單元的輸出端通過(guò)射頻發(fā)射單元連接合路器的輸入端，所述合路器的輸出端依次通過(guò)射頻接收單元和基帶信號(hào)處理單元連接整體調(diào)度單元的輸入端，所述多檔電流計(jì)的輸出端分別連接電壓輸出單元的輸入端和高速AD轉(zhuǎn)換單元的輸入端，所述高速AD轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接同步處理單元的輸入端，所述電壓輸出單元的輸出端和合路器均連接被測(cè)單元。

所述基帶信號(hào)發(fā)生單元產(chǎn)生基站基帶信號(hào)，射頻發(fā)射單元將基帶信號(hào)調(diào)制到高頻的制定頻率上；射頻接收單元實(shí)現(xiàn)上行鏈路信號(hào)的下變頻，基帶信號(hào)處理單元完成信號(hào)的解調(diào)分析，整體調(diào)度單元實(shí)現(xiàn)整個(gè)任務(wù)的完整調(diào)度，并可以同步進(jìn)行多檔電流計(jì)測(cè)量的控制。

所述整體調(diào)度單元為NB-IOT協(xié)議棧；或者所述整體調(diào)度單元為計(jì)算機(jī)和USB接口，所述標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)分別連接USB接口和被測(cè)單元。

鑒于功耗和電流測(cè)量對(duì)NB-IOT模塊的重要性，本實(shí)用新型采用內(nèi)置電壓源和電流計(jì)，與NB-IOT通信模塊協(xié)議一體，實(shí)現(xiàn)對(duì)模塊的同步控制與測(cè)量，從而可以在各種狀態(tài)下對(duì)模塊的工作電流進(jìn)行測(cè)量，從而滿足NB-IOT模塊的研發(fā)和生產(chǎn)測(cè)試需求。

如圖1所示，本實(shí)用新型核心是一體化測(cè)量裝置，內(nèi)置NB-IOT協(xié)議棧，模擬NB-IOT基站信號(hào)，采用NB-IOT標(biāo)準(zhǔn)對(duì)被測(cè)單元進(jìn)行收發(fā)控制，通過(guò)射頻單元發(fā)射模擬基站信號(hào)，并接收來(lái)自被測(cè)單元的射頻信號(hào)，通過(guò)解調(diào)分析被測(cè)單元的工作狀態(tài)。同時(shí)，根據(jù)被測(cè)單元的工作狀態(tài)，同步控制電流計(jì)的檔位，并實(shí)時(shí)測(cè)量相應(yīng)的電流量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)模塊不同工作狀態(tài)下電流的精確測(cè)量。

一體化測(cè)量裝置與被測(cè)單元主要有射頻接口和電源供電接口，射頻接口可以通過(guò)射頻電纜直連，亦可通過(guò)天線經(jīng)空口進(jìn)行連接，這大大提高了測(cè)試效率。被測(cè)單元的供電電源由一體化測(cè)量裝置提供，可通過(guò)電纜連接，亦可通過(guò)探針進(jìn)行注入。

合路器實(shí)現(xiàn)上下行的分離，下行鏈路由一體化測(cè)量裝置發(fā)射NB-IOT標(biāo)準(zhǔn)的基站下行信號(hào)，上行鏈路接收被測(cè)單元的射頻信號(hào)。其中，基帶信號(hào)發(fā)生單元產(chǎn)生基站基帶信號(hào)，射頻發(fā)射單元將基帶信號(hào)調(diào)制到高頻的制定頻率上；射頻接收單元實(shí)現(xiàn)上行鏈路信號(hào)的下變頻，基帶信號(hào)處理單元完成信號(hào)的解調(diào)分析，NB-IOT協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)整個(gè)任務(wù)的完整調(diào)度，并可以同步進(jìn)行電流計(jì)測(cè)量的控制。

所述電壓輸出單元提供一個(gè)可以程控的電壓范圍，模擬模塊的電池供電，輸出端串接一個(gè)多檔電流計(jì)，根據(jù)模塊的不同，一般至少需要三擋，mA、uA、nA級(jí)的測(cè)量，從而滿足不同工作狀態(tài)下的電流測(cè)量。所述高度AD轉(zhuǎn)換單元對(duì)多檔電流計(jì)的數(shù)值進(jìn)行采樣，通過(guò)同步處理單元刷選關(guān)鍵時(shí)刻的測(cè)量值。

所述整體調(diào)度單元為NB-IOT協(xié)議棧時(shí)的測(cè)量方式采用信令方式測(cè)量，從而無(wú)需外部控制即可實(shí)現(xiàn)所有參數(shù)的測(cè)量。但信令方式下的協(xié)議棧較復(fù)雜。本實(shí)用新型亦可提供一種非信令測(cè)量方式，簡(jiǎn)化裝置復(fù)雜度并降低成本。如圖2所示：本實(shí)用新型裝置內(nèi)部無(wú)協(xié)議棧，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)分別對(duì)被測(cè)單元和測(cè)量裝置進(jìn)行控制，同步時(shí)序完全由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，一體化測(cè)量裝置中的發(fā)射、接收和電源三部分可以看成是獨(dú)立的功能單元。這種方式要求，被測(cè)單元具有控制接口和完整的控制指令。由于不需要協(xié)議棧，這種測(cè)量更具成本優(yōu)勢(shì)。

本實(shí)用新型裝置通過(guò)協(xié)議棧和電源電流一體化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)NB-IOT模塊任意時(shí)刻的電流精確測(cè)量，從而解決了這種時(shí)變系統(tǒng)的電流測(cè)量問(wèn)題，不僅可以測(cè)量NB-IOT模塊不同狀態(tài)的工作電流，亦可實(shí)現(xiàn)射頻性能的測(cè)試，比如終端發(fā)射功率、信號(hào)帶寬、接收靈敏度等，具有一定的通用性，可實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)的動(dòng)態(tài)電流測(cè)量，測(cè)量速度快，并且具有良好的同步性，可以精確測(cè)量不同模式的工作電流情況；亦可以實(shí)現(xiàn)其它通信模塊的測(cè)量，比如手機(jī)終端模塊、無(wú)線上網(wǎng)卡模塊等。另外，本裝置具有良好的性價(jià)比，并且體積小、重量輕，比傳統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)使用便捷性大大提高。信令模式測(cè)量下，無(wú)需任何外部設(shè)計(jì)即可完成全部測(cè)量，大大提高了測(cè)量效率。

上面對(duì)本專利的較佳實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本專利并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下作出各種變化。