專利名稱：一種scdma系統(tǒng)塔頂放大器的測試裝置及測試方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種塔頂放大器的測試裝置及測試方法，尤其涉及一種SCDMA系統(tǒng)塔頂放大器的測試裝置及測試方法。
背景技術：
在通信技術領域SCDMA系統(tǒng)中對塔頂放大器目前的測試裝置如圖1所示，因為根據(jù)需要的單峰及雙峰信號，需要不同的專用信號源，目前階段，需要使用兩臺1800MHz以上頻段的、用手動操作的信號發(fā)生設備(如我公司之前使用的HP8648B)，以及用手動操作的48V和5V穩(wěn)壓電源。這些設備都是非常昂貴的，并且被測塔頂放大器中的內(nèi)部電纜連接測試都是用手工操作動作。
隨著SCDMA通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，但一直沒有該方面的專用測試設備。因為測試中專用信號源設備測試成本高，且手工操作過程造成測試效率低，不宜適應大規(guī)模測試的需要。
因此需要一種低成本的、高效率的SCDMA系統(tǒng)塔頂放大器的測試裝置及測試方法，來滿足通信產(chǎn)業(yè)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的可以通過下述SCDMA系統(tǒng)塔頂放大器的測試裝置來實現(xiàn)。
該SCDMA系統(tǒng)塔頂放大器的測試裝置包括一個PC機；一個頻譜儀，其與被測塔頂放大器電連接，以對被測塔頂放大器信號進行采集；其還通過一個接口總線和該PC機電連接，以向該PC提供所測得的頻譜信息；一個測試臺，其通過一個通訊接口和該PC機電連接，以接受測試指令；其還和被測塔頂放大器電連接；其中，所述測試臺包括一個測試臺信號源、一個和該測試臺信號源電連接的測試臺控制板和一個向該測試臺控制板提供電源的直流電源；該測試臺信號源向被測塔頂放大器提供信號；所述PC機用來控制測試臺信號源輸出，提供不同輸出波形、不同功率范圍、且輸出波形及幅度可控的信號，測試塔頂放大器的收、發(fā)增益及三階交調(diào)指標；并控制測試臺控制板實施對被測塔頂放大器的收發(fā)狀態(tài)控制及測試，同時提供電源控制。
優(yōu)選地，所述測試臺信號源包括一個射頻控制板，一個頻綜板和一個射頻板；該射頻控制板分別和該頻綜板和該射頻板電連接；該射頻控制板還和所述測試臺控制板的串口復用接口電連接；該頻綜板和該射頻板電連接；所述PC機控制射頻控制板對頻蹤板發(fā)出頻率要求以及對射頻板發(fā)出(調(diào)制信號種類、信道號碼、增益值、收發(fā)轉(zhuǎn)換等等)指令，利用射頻板的任意一個通道，使射頻板輸出兩種輸出波形，包括單峰、雙峰；兩種功率范圍、輸出波形幅度達到+11-31dBm；其中+11dBm的信號用于被測設備的發(fā)射指標測試，-31dBm用于接收增益測試；其中，通道發(fā)射功率在8～11dBm，主要是11dBm時，做到穩(wěn)定且三階交調(diào)最小，其增益在參數(shù)設置里可調(diào)；通道發(fā)射功率在-25～-31dBm時做到穩(wěn)定且三階交調(diào)最小，其增益在參數(shù)設置里可調(diào)。
優(yōu)選地，所述測試臺控制板包括一個串口復用接口、一個電纜測試及控制模塊；所述串口復用接口主要是實現(xiàn)測試臺控制板與所述測試臺信號源復用一個串口；該電纜測試及控制模塊還通過一個接口和被測的塔頂放大器電連接，以對被測的塔頂放大器進行控制及測試，并提供電源，包括接收、發(fā)射轉(zhuǎn)換控制、電流限流及報警、內(nèi)部電纜連接測試。
優(yōu)選地，所述測試臺控制板的電纜測試及控制模塊包括一個中央處理單元，一個電源開斷控制模塊，一個塔放收發(fā)電流限流、過流保護模塊和一個塔放收發(fā)轉(zhuǎn)換控制模塊；該中央處理單元和這些模塊電連接，以提供控制；該中央處理單元還通過一個串口和所述PC機通迅；該輸出電源開斷控制模塊置于電源電路，以對輸出電源進行控制；一個塔放收發(fā)電流限流、過流保護模塊與電源電路，以對被測塔頂放大器提供保護；該塔放收發(fā)轉(zhuǎn)換控制模塊通過一個接口和被測塔頂放大器電連接，以進行控制。
利用本發(fā)明的設備進行測試時，PC與測試臺之間通過一個串口通信，用來控制測試臺信號源輸出及控制塔放的收發(fā)及電源供電，測試臺上射頻板的射頻通路與塔放的基站端或天線端相連，頻譜儀相應的接塔放的天線端或基站端，PC通過接口讀頻譜儀數(shù)據(jù)，然后分析計算測試結果與指標是否相符，主要包括以下步驟A.測試狀態(tài)選擇；B.進行參數(shù)設置，包括系統(tǒng)參數(shù)、測試指標和測試項目；C.進行系統(tǒng)校準，包括接收、發(fā)射和功率預校準；D.進行測試；所述步驟D進一步包括D1.PC機通過測試臺控制板的串口復用接口向測試臺信號源發(fā)出測試指令，以控制測試臺信號源發(fā)出測試信號；并通過射頻通路向傳給塔頂放大器；D2.PC機通過測試臺控制板的串口復用接口控制塔放的收發(fā)及電源供電，其中，測試臺的直流電源通過測試臺控制板向塔頂放大器提供電源，測試臺控制板的電纜測試及控制模塊對塔頂放大器進行控制；D3.所述PC機通過接口總線讀取頻譜儀數(shù)據(jù)，然后分析計算測試數(shù)據(jù)并判斷測試結果；其中，頻譜儀根據(jù)測試的收發(fā)狀態(tài)，交替連接塔頂放大器的基站端或天線端。
應用本發(fā)明的SCDMA系統(tǒng)塔頂放大器的測試裝置及測試方法，使用便捷、節(jié)約成本、增加了更多的測試功能、實現(xiàn)了軟件與硬件的充分結合，具有很好的應用前景。


下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細的描述。
圖1為現(xiàn)有技術SCDMA系統(tǒng)塔頂放大器的測試裝置示意圖；圖2為本發(fā)明的測試裝置原理框圖；圖3為本發(fā)明的測試裝置內(nèi)部原理框圖；圖4為射頻控制板工作原理圖；
圖5為測試臺控制板內(nèi)部的硬件原理框圖；圖6為測試臺控制板的控制流程圖；圖7為測試臺信號源發(fā)射信號頻譜圖；圖8為本發(fā)明的測試儀PC端測試軟件流程圖。
具體實施例方式
圖2示出了本發(fā)明的SCDMA系統(tǒng)塔頂放大器的測試裝置。塔頂放大器測試裝置是由PC機(含測試軟件)和自動塔放測試臺(下簡稱“測試臺”)及頻譜儀組成。PC機與測試臺之間通過一個RS-232串口通信，用來控制測試臺信號源輸出，塔放的收發(fā)狀態(tài)及電源供電，測試臺上的射頻通路與塔放的基站端或天線端相連，頻譜儀對應地交替連接塔放的天線端或基站端，PC機通過GPIB接口讀頻譜儀數(shù)據(jù)，然后分析計算測試數(shù)據(jù)并判斷測試結果。
圖3示出了本發(fā)明的測試裝置內(nèi)部原理。測試臺信號源的硬件主體不是利用專用信號源，而是利用了SCDMA基站的TR板(射頻板)經(jīng)過調(diào)整使之符合測試所需要的幅度和良好的交調(diào)指標，控制TR板動作的是SCDMA基站的MDM板(射頻控制板)，控制原理是充分利用射頻板(TR板)測試裝置，即PC機通過串口控制MDM板(射頻控制板)對SYN(頻蹤)板發(fā)出頻率要求以及對TR板發(fā)出調(diào)制信號種類、channel(信道)號碼、Gain(增益)值、收發(fā)轉(zhuǎn)換等等指令，從而得到我們所需要的測試源信號要求。利用TR板的任意一個通道，通過軟件控制其內(nèi)部電調(diào)衰減器的衰減值(Gain值)，使TR板輸出幅度達到+11～-31dBm，其中+11dBm的信號用于被測設備的發(fā)射指標測試，-31dBm用于接收增益測試，通道發(fā)射功率在8～11dBm(主要是11dBm)時做到穩(wěn)定且三階交調(diào)最小，其Gain在參數(shù)設置里可調(diào)；通道發(fā)射功率在-25～-31dBm時做到穩(wěn)定且三階交調(diào)最小，其Gain在參數(shù)設置里可調(diào)。
為測試被測設備的收、發(fā)指標，所需要提供的信號功率是不一樣的。利用PC機對TR板發(fā)射通道進行控制，利用TR板的任意一個通道，通過軟件控制其內(nèi)部電調(diào)衰減器的衰減值(Gain值)，使TR板輸出幅度達到+11～-31dBm。
測試裝置中測試臺實施中的連接接口如下■射頻輸出1個■PC串口 1個■48V直流電源 1個(內(nèi)置)■MDM板復位按鈕 1個■電源開關2個■收發(fā)轉(zhuǎn)換開關無(用PC控制)■塔放電源電纜測試開關無(用PC控制)■保險插座1個■塔放電源電纜和插座 1個■電流電壓表指示 各1個■限流調(diào)整1個■兩個電源通斷、MDM、TR、各種告警等發(fā)光管狀態(tài)指示。
圖3中，用于取代手工操作的測試臺控制板的硬件主體，主要是由電纜測試及控制模塊、串口復用接口組成，其電纜測試及控制模塊是用單片機實現(xiàn)，用以實施對被測設備的控制及測試被測塔頂放大器的內(nèi)部連接電纜有無連接錯誤，測試臺控制板配合測試系統(tǒng)，受PC機測試軟件控制，先檢測2根收發(fā)控制線、DC48V負端有否焊接短路，然后向塔放加功率，控制收、發(fā)狀態(tài)，撤銷塔放加載的功率等，配合系統(tǒng)完成自動測試。串口復用接口主要是實現(xiàn)測試臺控制板與MDM板復用一個RS-232串口。
具體MDM的工作原理圖見圖4，上電或復位以后，MC68360將代碼和數(shù)據(jù)從FLASH傳送到DRAM，啟動程序以及對其他DSP、FPGA執(zhí)行復位操作。工作時，PC機通過RC/RS-232將指令傳送給微處理器MC68360，68360分析指令種類再分別通知SHARC(DSP數(shù)字信號處理器)作相應的調(diào)制解調(diào)處理。發(fā)射狀態(tài)工作時通過SHARC完成基帶信號的擴頻調(diào)制，基本的TX/RX定時和接口以及控制指令等等則由FPGA完成，然后將信令和基帶數(shù)據(jù)送到TR板。每個SHARC能處理4路RF(射頻)通道數(shù)據(jù)，故MDM板配備2個SHARC處理基站8路RF信號。MDM板發(fā)送給TR板的數(shù)字信號分為I，Q兩路基帶信號，通過Zilog轉(zhuǎn)變?yōu)槟M基帶信號，將模擬基帶信號經(jīng)DQPSK調(diào)制，產(chǎn)生中心頻率為138.625MHz的IF信號，進一步，將IF信號經(jīng)上變頻器轉(zhuǎn)換為所要求的的RF信號(在1785MHz～1805MHz)，最后，對每個信道將RF信號功率放大為一定功率數(shù)輸出。通過PC機對MDM的控制可改變發(fā)射調(diào)制信號種類(即單峰或雙峰)，指令控制TR板產(chǎn)生雙峰信號(I、Q等幅同相)，并適當調(diào)整TR板以保證適當?shù)妮敵龉β?，更好的線性度，IQ幅度和相位平衡度。
圖5示出了測試臺控制板內(nèi)部的硬件結構，其主要功能如下■RS232串口通信功能■DC48V電源輸出開、斷控制功能；■DC48V輸出過流保護功能；■塔放7芯航空插座短路檢測功能；■塔放收、發(fā)轉(zhuǎn)換控制功能；■電源電流過流保護告警及被測塔放技術指標不合格告警功能其外部連接接口為■DC48V電源輸入向控制板提供電源；■DC48V電源輸出向塔放提供電源；■塔放收、發(fā)轉(zhuǎn)換控制輸出向塔放提供收發(fā)轉(zhuǎn)換控制信號；■限流調(diào)整輸出外接6位波段單刀開關，用于設置塔放接收測試或發(fā)射測試時電流過流限制點；■光告警指示電壓輸出外接發(fā)光二極管(紅光)用于測試過程中的光告警指示；■蜂鳴器電壓輸出板上接蜂鳴器，用于測試過程中的聲音告警指示。
以上測試臺控制板，其電纜測試及控制模塊是用單片機實現(xiàn)，用以實施對被測設備的控制及測試被測塔頂放大器的內(nèi)部連接電纜有無連接錯誤。
圖6示出了測試臺控制板的控制流程圖。控制的步驟如下所述1)系統(tǒng)啟動參數(shù)初始化系統(tǒng)啟動后進行的一些必要的內(nèi)部參數(shù)初始化，如串口設置；2)等待測控命令等待從PC串口傳來的測試或控制命令；3)短路檢測對7芯航空插座進行短路檢測；4)向PC傳送測試結果將短路檢測結果通過串口回送至PC；5)置塔放接收將塔放的收、發(fā)狀態(tài)置為接收；6)置塔放發(fā)射將塔放的收、發(fā)狀態(tài)置為發(fā)射；7)塔放電流檢測在進行塔放收、發(fā)測試時檢測塔放電流是否超標；8)關閉塔放電源即切斷塔放的供電電源；9)報警若短路檢測失敗或收發(fā)測試過流時通過蜂鳴器發(fā)聲進行報警。
測試臺控制板的檢測及控制功能下面逐項介紹測試臺控制板的檢測及控制功能。
1.檢測“收、發(fā)”控制線有否短路或開路正常狀態(tài)下，2根“收、發(fā)”控制線和DC48V正端(參考端GND)這3根線，相互之間的直流電阻都是大約650Ω，采用自動測量出這3個阻值的方法來判斷相互間有否短路或開路。
為測量這3個阻值，采用內(nèi)置一恒流源激勵，無觸點開關切換，4位半A/D轉(zhuǎn)換測量被測電阻兩端電壓的方法，將A/D轉(zhuǎn)換結果傳輸給PC機進行判斷。采用A/D轉(zhuǎn)換測量電阻，不僅能準確判斷“收、發(fā)”控制線正常與否，基本消除誤判，還能監(jiān)測這3個阻值的離散分布情況。采用無觸點切換，既可避免(繼電器)有觸點切換所固有的觸點壽命限制，提高可靠性，還能減小體積。
2.檢測DC48V電源線有否短路DC48V電源線是用于向塔放傳輸電源功率，正常情況下有較大電流(約DC1.3A)流過。若在塔放端存在電源線短路的情況下加載DC48V電源，將產(chǎn)生過大的故障電流，因而測試裝置須做到既要在正常情況下能夠傳遞塔放所需的工作電流，又必須在故障狀態(tài)下能夠有效限制最大電流；既避免造成塔放的故障擴大，又保護測試裝置自身和供電電源不被損壞。
為此，在測試方法上，采用分兩步操作的方式。
第一步，先檢測DC48V電源線有否短路，方法是采用約0.3A的恒流源進行加載(以下簡稱“加載小電流”)，若有短路故障，恒流源能夠有效抵抗短路故障的沖擊；若無短路故障，塔放電源端將有超過8V電壓，足以檢測判斷，并且也不會損壞塔放。
第二步，只有在第一步檢測DC48V電源線無短路的情況下，才可加載正常工作所需的電源功率(以下簡稱“加載大電流”)。具體做法是將DC48V電壓經(jīng)過限制最大電流后加載到塔放電源端，若塔放正常工作，其最大電流限制值設置為大于電源實際電流，因而塔放得到的是DC48V的恒壓源供電方式，而且有效抑制了加載塔放電源瞬間對塔放電源端電容器充電的沖擊電流；若塔放電源輸入端存在非短路型的過流故障，最大電流值限制方式能夠有效保護被測塔放和測試臺自身不受過大電流沖擊，并且還及時撤除“加載大電流”以及蜂鳴器聲響提示，進一步提高保護的可靠性?！白畲箅娏飨拗浦怠惫才渲昧舜笮〔煌?擋，為區(qū)別不同電源電流(例如測試功放單腔和塔放整機)的被測品提供了更為有效的保護。
以上的2步檢測，都是受PC機控制，檢測結果由PC機讀出?！凹虞d小電流”和“加載大電流”采用大功率MOS管作為執(zhí)行元件，避免了采用有觸點繼電器元件的固有缺點，有效提高可靠性和避免觸點動作次數(shù)的壽命限制。
3.檢測“收、發(fā)”控制線有否接反若“收、發(fā)”2根控制線整機裝配時接反，將使“收、發(fā)”操作產(chǎn)生相反結果。檢測方法是與PC機配合操作，由PC機交替發(fā)出“接收”和“發(fā)射”指令，通過頻普儀監(jiān)測塔放的“收、發(fā)”結果，與發(fā)出的“收、發(fā)”指令對照，從而判斷“收、發(fā)”控制線有否接反。
4.串口復用本測試臺有2個部件(控制板和MDM板)通過RS-232串口與PC機通訊，由于該串口規(guī)范屬非總線復用類，通常做法是與具有2個串口端子配置的PC機配合，2個部件分別獨占PC機串口端子。然而，在目前PC機的主流配置中，都只有一個串口端子配置，因此有必要先將控制板和MDM板這2個部件的RS-232串口復合成一個串口后再與PC機通信。因MDM板是利用已有的現(xiàn)成產(chǎn)品部件，不便做較大改動，故只能在控制板內(nèi)著手進行串口復用。為此設計的串口復用解決方案，先將MDM板的串口線連接到控制板內(nèi)，硬件上在控制板內(nèi)復合成一個串口后再與PC機相接，軟件上設計相應的傳輸信息碼格式，很好地解決了這個問題，并成功克服了硬件復用后相互的通信干擾問題。
本控制板的全部操作功能，都是在PC機發(fā)出的控制命令下執(zhí)行的，全部的執(zhí)行結果都由PC機讀取后做出相應判斷。
測試臺控制板的功能下面詳細介紹測試臺控制板的功能。
1.本控制板要完成與PC機通信和上述的檢測功能，采用內(nèi)嵌單片機的電路方案。內(nèi)嵌單片機選用仍普遍成熟運用的MCS-51系列單片機，具體選用AT89C52(PLCC-44封裝，體積更小)。運行時鐘頻率20MHz，其片內(nèi)資源足以滿足本方案需求。實現(xiàn)功能有通過RS-232串口與PC機通信，切換測電阻通道，讀取A/D轉(zhuǎn)換結果，控制恒流源加載，產(chǎn)生“接收”、“發(fā)射”控制信號，驅(qū)動發(fā)光管、蜂鳴器等。
2.測量電阻用A/D轉(zhuǎn)換部分。為檢測“收、發(fā)”控制線及DC48V正端有否短路、開路，針對塔放的實際參數(shù)情況，采用測量出電阻值的方法再判斷。測量電阻的A/D轉(zhuǎn)換選擇也是仍普遍運用的4位半A/D芯片ICL7135。該芯片是雙積分型A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結果是4位半BCD碼格式。測量電阻，采用恒流源方式激勵被測電阻，保證被測電阻的電壓與阻值成線性關系，該電壓由A/D轉(zhuǎn)換電路測量。
3.測電阻無觸點切換。為檢測“收、發(fā)”控制線及DC48V正端這3根線相互間的連接狀況，需針對這3根線分別測量出3個電阻值，因此在測量過程中必須對這3根線進行切換，選用CD4066模擬開關進行無觸點切換，受AT89C52控制。
4.恒流源方式加載電源功率。對于塔放的DC48V電源輸入端，要分別完成有否短路測試和加載工作電源，為兼顧既能提供較大電源電流又能可靠抵抗短路故障，采用了恒流源方式。其恒流值即是“最大限制值”，當塔放電源電流小于恒流值時呈現(xiàn)是DC48V恒壓源方式加載；若有短路等過流故障，恒流源可以可靠保護被測塔放和測試臺自身。恒流源采用大功率MOS管作為執(zhí)行元件，兼做電源電流加載切換和恒流源輸出。
5.單片機控制程序。編寫內(nèi)嵌AT89C52單片機所需的控制程序，配合硬件電路實現(xiàn)本控制板的設計功能。
6.設置塔放電源輸入的電壓、電流顯示。在本測試臺上設置指針式電壓表和電流表各一塊，直觀反映塔放電源的加載情況和電流的大小，使測試臺人機界面更加友好。
為了完成以上測試功能，塔頂放大器測試裝置的測試方法如下塔頂放大器測試裝置的測試方法1.測試的主要過程PC與測試臺之間通過一個RS232串口通信，用來控制測試臺信號源輸出及控制塔放的收發(fā)及電源供電，測試臺上TR板的射頻通路與塔放的基站端或天線端相連，頻譜儀相應的接塔放的天線端或基站端，PC通過GPIB接口讀頻譜儀數(shù)據(jù)，然后PC分析計算測試結果與指標是否相符。
因為，用TR板作為信號源，以及頻譜儀完全代替功率計的思路，需要新增加一些校準測試；本測試儀測試前必須用頻譜儀作校準以保證測試精度。校準的目的是在測試之前預先記錄本測試儀加上測試需要的射頻連接電纜后的實際輸出幅度，以此為基準，最終完成對被測設備的收發(fā)增益、交調(diào)指標等等測試。
圖8示出了塔放測試儀測試方法PC端測試軟件流程圖。具體測試步驟如下1)啟動測試程序塔放測試儀程序0404.exe，啟動時有聲音提示；2)選擇所測塔放狀態(tài)，單腔或整機；3)輸入所要測試的塔放的板號點擊面板上的板號，輸入塔放板號；4)參數(shù)設置點擊面板上的參數(shù)設置按鈕，在參數(shù)設置面板中設置系統(tǒng)參數(shù)、測試指標和測試項目選擇各項；
5)系統(tǒng)校準，進行接收、發(fā)射和功率預校準；6)進行測試點擊主面板上測試開始按鈕；7)測試結束如果測試指標都滿足參數(shù)設置中技術指標的要求，則每項測試指標上的“結果”指示燈會變綠，否則“結果”指示燈變紅。
8)測試過程中狀態(tài)指示燈會提示當前測試狀態(tài)，在換線過程中有聲音提示，其中，從接收到發(fā)射測試換線時和測試結束時的提示音為“嘀——嘀”，其余為“嘀——”；9)當測試結束后，可以瀏覽主面板上信息框的提示信息，也可點擊查看試驗結果鍵查看試驗數(shù)據(jù)；10)當一些射頻板出現(xiàn)問題需要調(diào)試時，可以點擊主面板上的調(diào)試環(huán)境界面，進行獨立的單項操作鎖頻、設置發(fā)射通道、發(fā)射信號及塔放的收發(fā)等；11)退出測試程序如果用戶想繼續(xù)進行測試，點擊測試開始鍵繼續(xù)，否則，點擊主面板上退出測試鍵，關閉測試程序。
2.實施以上測試過程的PC與測試臺通訊協(xié)議測試臺信號源部分與塔放收發(fā)及電源控制部分復用一個串口，其串口設置及通訊協(xié)議分別如下PC與測試臺信號源通訊協(xié)議串口設置為115200，N，8，1(波特率115200，無優(yōu)先級，8個數(shù)據(jù)位，一個停止位)。
PC與測試臺塔放收發(fā)及電源控制部分通訊協(xié)議串口設置為9600，N，8，1(波特率9600，無優(yōu)先級，8個數(shù)據(jù)位，一個停止位)。
3.具體測試方法塔頂放大器測試裝置的測試方法包括系統(tǒng)校準、功率校準、接收增益測試、發(fā)射增益測試、三階交調(diào)、收發(fā)雜波(自激)、觀察圓形連接器6、7腳極性和判斷收發(fā)轉(zhuǎn)換變化。以下逐一介紹具體測試方法(1)系統(tǒng)校準，即接收、發(fā)射增益預校準系統(tǒng)校準目的是分別記錄塔放天線端和基站端輸入信號源幅度(包含線路衰減)，作為計算接收、發(fā)射增益的輸入?yún)⒖肌?br> 系統(tǒng)校準時，將塔放信號輸入輸出電纜用短路頭連接后，程序執(zhí)行如下操作a)PC向串口發(fā)消息，調(diào)用頻率鎖定函數(shù)Lock FreqencyChannel.vi，來鎖定測試臺信號源頻率；b)PC向串口發(fā)消息，調(diào)用通道選擇函數(shù)Send Tx chanselectflag.vi，選擇測試臺信號源TR板通道1發(fā)射輸出作為塔放接收增益用信號源；c)PC向串口發(fā)消息，調(diào)用指令函數(shù)Send Tx Data.vi向TR板發(fā)命令，設定1通道發(fā)射增益，發(fā)射信號類型，增益因子及發(fā)射信號頻率；d)PC讀頻譜儀數(shù)據(jù)，按公式P＝10*log10(10P1/10+10P2/10)計算頻譜功率存入校準記錄文件CAL.txt；e)通過調(diào)用關閉輸出函數(shù)RxSel.Vi置通道1為接收，從而關閉測試臺信號源輸出。
f)PC向串口發(fā)消息，調(diào)用通道選擇函數(shù)Send Tx chanselectflag.vi選擇測試臺信號源TR板通道0發(fā)射輸出作為塔放接收增益用信號源；g)PC向串口發(fā)消息，調(diào)用指令函數(shù)Send Tx Data.vi向TR板發(fā)命令，設定0通道發(fā)射增益，發(fā)射信號類型，增益因子及發(fā)射信號頻率；h)PC讀頻譜儀數(shù)據(jù)，計算頻譜功率存入校準記錄文件CAL.txt；i)通過調(diào)用關閉輸出函數(shù)RxSel.Vi置通道0為接收，從而關閉測試臺信號源輸出。
(2)功率校準功率校準的目的為記錄在功率計某一功率顯示值下對應的頻譜儀讀數(shù)，作為功率測試參考。
首先，將塔放天線端輸出電纜(帶30dB衰減)接入功率計、在調(diào)試環(huán)境中調(diào)節(jié)gain值，使功率計上的讀數(shù)滿足(32.4-X)dBm的要求，其中X為網(wǎng)絡分析儀測出的天線端輸出電纜線損衰減和30dB衰減器的衰減之和；然后，將此輸出電纜(帶30dB衰減)接入頻譜儀，在調(diào)試環(huán)境中設置好頻譜儀的RefLevel(參考電平)后點擊界面的讀頻譜儀按鈕來讀頻譜儀數(shù)據(jù)，等頻譜儀讀數(shù)完畢后將此功率值設置在參數(shù)設置中的三階校準功率中(塔放的三階交調(diào)測試將在此功率值下進行)。
(3)接收增益測試a)PC向串口發(fā)消息，調(diào)用頻率鎖定函數(shù)Lock FreqencyChannel.vi，來鎖定相應頻率；b)PC向串口發(fā)消息，調(diào)用通道選擇函數(shù)Send Tx chanselectflag.vi選擇測試臺信號源TR板通道1發(fā)射輸出作為塔放接收增益用信號源；c)PC向串口發(fā)消息，調(diào)用指令函數(shù)Send Tx Data.vi向TR發(fā)命令，設定發(fā)射增益，發(fā)射信號類型，增益因子及發(fā)射信號頻率；d)PC讀頻譜儀數(shù)據(jù)，計算此時塔放基站端接收功率，將此功率減去接收校準值即得接收增益。
e)通過調(diào)用關閉輸出函數(shù)RxSel.Vi置通道1為接收，從而關閉測試臺信號源輸出。
(4)發(fā)射增益測試a)PC向串口發(fā)消息，調(diào)用頻率鎖定函數(shù)Lock Freqency Channel.vi鎖定相應頻率；b)PC向串口發(fā)消息，調(diào)用通道選擇函數(shù)Send Tx chanselectflag.vi選擇通道0發(fā)射輸出作為塔放接收增益用信號源；c)PC向串口發(fā)消息，調(diào)用指令函數(shù)Send Tx Data.vi向TR發(fā)命令，設定發(fā)射增益，發(fā)射信號類型，增益因子及發(fā)射信號頻率；d)PC讀頻譜儀數(shù)據(jù)，計算此時塔放天線端發(fā)射功率，將此功率減去發(fā)射校準值即得發(fā)射增益。
e)通過調(diào)用關閉輸出函數(shù)RxSel.Vi置通道0為接收，從而關閉測試臺信號源輸出。
f)最大輸出功率g)PC向串口發(fā)消息，調(diào)用Lock Freqency Channel.vi鎖定相應頻率；h)PC向串口發(fā)消息，調(diào)用頻率鎖定函數(shù)Send Tx chanselectflag.vi，選擇通道0發(fā)射輸出作為塔放接收增益用信號源；i)調(diào)用增益函數(shù)Find TX_gain of some Power.vi，PC控制調(diào)整測試臺信號源輸出功率，如果在調(diào)增益值TX_gain(0～60)的過程中能得到最大功率值，則最大功率滿足指標；j)讀頻譜儀數(shù)據(jù)按公式P＝10*log10(10P1/10+10P2/10)計算發(fā)射功率；(5)三階交調(diào)在最大功率下測試三階交調(diào)圖7示出了一個發(fā)射信號頻譜。三階交調(diào)時，調(diào)用三階交調(diào)函數(shù)PowerIM3test.vi，得到三階交調(diào)值，判斷三階交調(diào)，超標則停止測試且報錯。其中，三階交調(diào)函數(shù)Power IM3test.vi執(zhí)行過程如下a)根據(jù)調(diào)制原理，發(fā)射信號的頻譜為雙峰，以載頻為中心，左右偏移調(diào)制頻率，用offset來表示離散后三階交調(diào)頻率點偏移一階頻率點的index數(shù)，調(diào)制頻率由全局變量SinFreq表示，所以有offset=2SinFreqspan/400]]>b)調(diào)用求值函數(shù)Get Value of Signal from SA.vi，讀回頻譜分析儀整屏信號，得到最大峰值P1(對應頻率F1的index1)、次大峰值P2(對應頻率F2的index2)；根據(jù)上一步驟得到的offset值可得到2個三階交調(diào)處頻率值的index3，index4，通過在該index附近尋找最大值得到功率值P3和P4，從而得到三階交調(diào)值Min(P1，P2)-Max(P3，P4)c)通過調(diào)用關閉輸出函數(shù)RxSel.Vi置通道0為接收，從而關閉測試臺信號源輸出。
(6)收發(fā)雜波(自激)觀察在接收增益和發(fā)射增益測試結束后，將頻譜儀SPAN打至2G，此時4403B的每個點間隔為5MHz，因此只需找最大峰值和次大峰值，先找到最大峰值Pmax1，然后尋找次大峰值Pmax2，如果Pmax1-Pmax2大于我們設定的某個值，則認為無雜波。雜波觀察有自動和手動測觀察兩種方式選擇，前者約為2秒左右，后者需關閉彈出的提示對話框后方可進行下一步測試。
(7)圓形連接器6、7腳極性判斷在塔放輸入輸出電纜連接正確的情況下，如果塔放接收增益很小，則PC控制塔放轉(zhuǎn)換到發(fā)射狀態(tài)，若此時塔放接收增益趨于正常，則說明圓形連接器6、7腳接反，則彈出對話框提示檢查6、7腳極性。若此時塔放接收增益仍不正常，說明接收部分有故障。
(8)收發(fā)轉(zhuǎn)換變化在測試塔放整機或接收和發(fā)射增益時同時，收發(fā)轉(zhuǎn)換三次，三次測試值最大變化不超過一定值。
應用本發(fā)明的SCDMA系統(tǒng)塔頂放大器的測試裝置，可以達到下述有益效果1)使用便捷、減輕勞動力度。測試過程中操作人員不用再調(diào)整測試設備和做測試記錄，而是直接由測試軟件來完成，操作便捷的同時大大減輕了勞動力度。
2)節(jié)約成本。首先，多個測試工位共用一個功率計，每測試工位節(jié)約了兩臺專用信號源，每測試工位節(jié)約了價值大約為180000.00人民幣的固定資產(chǎn)投入資本，其次充分利用現(xiàn)有的TR板、SYN板和MDM板等運用到設計中，節(jié)約了成本的同時，也體現(xiàn)的大膽創(chuàng)新。
3)增加了更多的測試功能。增加的功能有自激檢測，收發(fā)轉(zhuǎn)換時收發(fā)gain(增益)的變化范圍控制及限流保護提示等功能，改善了不能人機交互的情況。
4)軟件與硬件的充分結合，方便了操作的進一步更新。在該測試設備中，PC機完成了人機交互、參數(shù)設置、運算處理及測試等功能。通過PC機與測試臺的通信協(xié)議達成了軟件與硬件的充分結合。
權利要求
1.一種SCDMA系統(tǒng)塔頂放大器的測試裝置，包括一個PC機；一個頻譜儀，其與被測塔頂放大器電連接，以對被測塔頂放大器信號進行采集；其還通過一個接口總線和該PC機電連接，以向該PC提供所測得的頻譜信息；一個測試臺，其通過一個通訊接口和該PC機電連接，以接受測試指令；其還和被測塔頂放大器電連接；其特征在于所述測試臺包括一個測試臺信號源、一個和該測試臺信號源電連接的測試臺控制板和一個向該測試臺控制板提供電源的直流電源；該測試臺信號源向被測塔頂放大器提供信號；所述PC機用來控制測試臺信號源輸出，提供不同輸出波形、不同功率范圍、且輸出波形及幅度可控的信號，測試塔頂放大器的收、發(fā)增益及三階交調(diào)指標；并控制測試臺控制板實施對被測塔頂放大器的收發(fā)狀態(tài)控制及測試，同時提供電源控制。
2.如權利要求1所述的塔頂放大器測試裝置，其特征在于，所述測試臺信號源包括一個射頻控制板，一個頻綜板和一個射頻板；該射頻控制板分別和該頻綜板和該射頻板電連接；該射頻控制板還和所述測試臺控制板的串口復用接口電連接；該頻綜板和該射頻板電連接；所述PC機控制射頻控制板對頻蹤板發(fā)出頻率要求以及對射頻板發(fā)出(調(diào)制信號種類、信道號碼、增益值、收發(fā)轉(zhuǎn)換等等)指令，利用射頻板的任意一個通道，使射頻板輸出兩種輸出波形，包括單峰、雙峰；兩種功率范圍、輸出波形幅度達到+11～31dBm；其中+11dBm的信號用于被測設備的發(fā)射指標測試，-31dBm用于接收增益測試；其中，通道發(fā)射功率在8～11dBm，主要是11dBm時，做到穩(wěn)定且三階交調(diào)最小，其增益在參數(shù)設置里可調(diào)；通道發(fā)射功率在-25～-31dBm時做到穩(wěn)定且三階交調(diào)最小，其增益在參數(shù)設置里可調(diào)。
3.如權利要求1或2所述的塔頂放大器測試裝置，其特征在于，所述測試臺控制板包括一個串口復用接口、一個電纜測試及控制模塊；所述串口復用接口主要是實現(xiàn)測試臺控制板與所述測試臺信號源復用一個串口；該電纜測試及控制模塊還通過一個接口和被測的塔頂放大器電連接，以對被測的塔頂放大器進行控制及測試，并提供電源，包括接收、發(fā)射轉(zhuǎn)換控制、電流限流及報警、內(nèi)部電纜連接測試。
4.如權利要求3所述的塔頂放大器測試裝置，其特征在于，所述測試臺控制板的電纜測試及控制模塊包括一個中央處理單元，一個電源開斷控制模塊，一個塔放收發(fā)電流限流、過流保護模塊和一個塔放收發(fā)轉(zhuǎn)換控制模塊；該中央處理單元和這些模塊電連接，以提供控制；該中央處理單元還通過一個串口和所述PC機通迅；該輸出電源開斷控制模塊置于電源電路，以對輸出電源進行控制；一個塔放收發(fā)電流限流、過流保護模塊與電源電路，以對被測塔頂放大器提供保護；該塔放收發(fā)轉(zhuǎn)換控制模塊通過一個接口和被測塔頂放大器電連接，以進行控制。
5.如權利要求4所述的塔頂放大器測試裝置，其特征在于，測試臺控制板向被測塔頂放大器提供電源和控制的接口為一個7芯航空插座。
6.如權利要求5所述的塔頂放大器測試裝置，其特征在于，所述測試臺控制板的電纜測試及控制模塊包括一個7芯航空插座短路檢測模塊，其和中央處理單元及7芯航空插座電連接，可以從所述中央處理單元接收指令以對7芯航空插座進行短路檢測。
7.如權利要求4所述的塔頂放大器測試裝置，其特征在于，所述測試臺控制板還包括一個蜂鳴器，該蜂鳴器和所述中央處理單元電連接。
8.如權利要求6所述的塔頂放大器測試裝置，其特征在于，所述測試臺控制板還包括一個蜂鳴器，該蜂鳴器和所述中央處理單元電連接。
9.如權利要求1、6、7所述的塔頂放大器測試裝置，其特征在于，還包括一個和被測塔頂放大器相連的功率計，以便配合所述頻譜儀對該塔頂放大器進行校準。
10.一種測試SCDMA系統(tǒng)塔頂放大器的方法，其特征在于，PC與測試臺之間通過一個串口通信，用來控制測試臺信號源輸出及控制塔放的收發(fā)及電源供電，測試臺上射頻板的射頻通路與塔放的基站端或天線端相連，頻譜儀相應的接塔放的天線端或基站端，PC通過接口讀頻譜儀數(shù)據(jù)，然后分析計算測試結果與指標是否相符，主要包括以下步驟A.測試狀態(tài)選擇；B.進行參數(shù)設置，包括系統(tǒng)參數(shù)、測試指標和測試項目；C.進行系統(tǒng)校準，包括接收、發(fā)射和功率預校準；D.進行測試；所述步驟D進一步包括D1.PC機通過測試臺控制板的串口復用接口向測試臺信號源發(fā)出測試指令，以控制測試臺信號源發(fā)出測試信號；并通過射頻通路向傳給塔頂放大器；D2.PC機通過測試臺控制板的串口復用接口控制塔放的收發(fā)及電源供電，其中，測試臺的直流電源通過測試臺控制板向塔頂放大器提供電源，測試臺控制板的電纜測試及控制模塊對塔頂放大器進行控制；D3.所述PC機通過接口總線讀取頻譜儀數(shù)據(jù)，然后分析計算測試數(shù)據(jù)并判斷測試結果；其中，頻譜儀根據(jù)測試的收發(fā)狀態(tài)，交替連接塔頂放大器的基站端或天線端。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述測試臺信號源包括一個射頻控制板，一個頻綜板和一個射頻板；該射頻控制板分別和該頻綜板和該射頻板電連接；該射頻控制板還和所述測試臺控制板通過串口復用接口電連接；該頻綜板和該射頻板電連接；該射頻板通過其上的任意一個通道通過射頻通路向被測塔頂放大器發(fā)射信號；從PC機經(jīng)測試臺控制板的串口復用接口傳來的指令控制射頻控制板對頻綜板發(fā)出頻率要求以及對射頻板發(fā)出調(diào)制信號種類、信道號碼、增益值和收發(fā)轉(zhuǎn)換指令。
12.如權利要求11所述的方法，其特征在于，所述的射頻板輸出幅度為+11～-31dBm。
13.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述測試臺控制板的電纜測試及控制模塊包括一個中央處理單元，一個電源開斷控制模塊，一個塔放收發(fā)電流限流、過流保護模塊和一個塔放收發(fā)轉(zhuǎn)換控制模塊；測試臺控制板的電纜測試及控制模塊的中央處理單元還通過一個接口從PC機接受指令；該輸出電源開斷控制模塊置于電源電路，以對輸出電源進行控制；一個塔放收發(fā)電流限流、過流保護模塊與電源電路，以對被測塔頂放大器提供保護；該塔放收發(fā)轉(zhuǎn)換控制模塊通過一個接口和被測塔頂放大器電連接，以進行控制。
14.如權利要求13的測試塔頂放大器的方法，其特征在于，測試臺控制板還包括以下控制步驟(1)系統(tǒng)啟動參數(shù)初始化；(2)等待從PC串口傳來的測試或控制命令；(3)對測試臺控制板和塔頂放大器之間的接口插座進行短路檢測，并將結果回傳給PC機；(4)將塔頂放大器的收、發(fā)狀態(tài)置為接收或發(fā)射；(5)在塔頂放大器的收、發(fā)測試時，檢測塔頂放大器電流是否超標；(6)在短路監(jiān)測失敗或收發(fā)測試過流時，通過蜂鳴器發(fā)出警報。
15.如權利要求10-14之一所述的測試塔頂放大器的方法，其特征在于，還包括選擇對塔頂放大器進行單腔或整機測試的步驟，其中進行整機測試時還進一步包括對整機通道進行選擇的步驟。
16.如權利要求10-14之一所述的測試塔頂放大器的方法，其特征在于，還包括對測試儀進行調(diào)試的步驟。
17.如權利要求10-14之一所述的測試塔頂放大器的方法，其特征在于，還包括對測試結果進行查看的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提出一種SCDMA系統(tǒng)塔頂放大器的測試裝置及測試方法，該裝置包括一PC機；一頻譜儀，其與被測塔頂放大器電連接，其還與PC機電連接；一測試臺，和PC機電連接，其還和被測塔頂放大器電連接；所述測試臺包括一測試臺信號源、一和該測試臺信號源電連接的控制板和一直流電源；該測試臺信號源向被測塔頂放大器提供信號；所述PC機用來控制測試臺信號源輸出，提供不同輸出波形、不同功率范圍、且輸出波形及幅度可控的信號，測試塔頂放大器的收、發(fā)增益及三階交調(diào)指標；并控制測試臺控制板實施對被測塔頂放大器的收發(fā)狀態(tài)控制及測試，同時提供電源控制。應用本發(fā)明，使用便捷、節(jié)約成本、增加了更多的測試功能、實現(xiàn)了軟件與硬件的充分結合。
文檔編號H04B17/00GK1917404SQ20051009091
公開日2007年2月21日 申請日期2005年8月19日 優(yōu)先權日2005年8月19日
發(fā)明者
田宏, 譚遠輝, 向嚴峻, 張宗杰, 李秀華, 李元明 申請人:重慶信威通信技術有限責任公司