项目说明
在室内,手机可能由于信号较弱而无法工作。为帮助那些需要在家庭办公室和小企业中使用手机的人们,RadioFrame Networks 公司(www.radioframenetworks.com)开发了一些基站,能让用户通过 DSL 或线缆调制解调器连至蜂窝网络。
为了测试 RadioFrame 的这些基站,测试开发经理 Paul Knight 需要一套系统来测量和校准发射器和接收器。他把一种商用射频测试系统作为自己系统的基础,并添加了一些使它能执行完整功能测试的元件。该系统可在数字控制之下执行射频测量、频率测量、功率测量,由此测试生产型基站。
基本的射频测试系统包括 8 槽 PXI 机箱、嵌入式控制器、信号发生器、矢量信号分析仪(VSA)、功能测试软件库。RadioFrame 的工程师们用一种 18 槽 PXI 机箱取代了这种 8 槽机箱,然后添加了一些 PXI 模块、GPIB 仪器,以及控制它们所需的代码(如图)。

测试操作员把被测单元(UUT)板连至测试夹具之后,系统通过串口把一个地址编程输入板中。编程之后,UUT 就能借助 Telnet 接口在以太网上工作。
测试初始是针对基本的功能测量,如功耗和振荡器频率。电源用于测量电流,而计数/计时卡则测量板上的处理器时钟的震荡器频率、现场可编程门阵列(FPGA)时钟,以及射频参考时钟上的振荡器频率。DMM 则测量板上的所有电平:2.5 V、3.0 V、3.3 V、3.6 V 和 5.0 V。
校准占据了 15 分钟测试时间的大部分。在发射器校准中,系统命令 UUT 产生一个指定功率(19 dBm、42 dBm 或 67 dBm)。VSA 测量射频功率,而系统则调整功率,直到它在容限以内。然后,在四个频带进行重复测量。在测量了每个功率级别之后,系统计算校正因数,并把它们存在 EEPROM 中。
发射器校准后,VSA 测量发射功率、频率误差、相位误差、邻道功率,以及(发射突发的)功率与时间对比情况。
在信号发生器产生一个具有已知频率和功率的已调制载波时,系统校准 UUT 的接收器。UUT 包含的诊断功能会报告接收的功率级别。利用这些报告,测试系统计算校正因数。在校准后,系统对接收器执行 BER 测试。
除了测量以外,测试系统还把以太网电缆安置到位,由此实现测试设置各部分的自动化。Knight 说:“我们取下以太网电缆的夹子,并用螺线管把它们连接到 UUT。”
经验教训
Knight 说:“当最初开始测试这些板时,我们把射频测量极限设得太严了,把好板子也判定为不合格。一些测试极限很灵活,而且在能适当设定测试极限之前,我们需要统计大量的测试样本。”
附文:被测器件 能让用户在室内通过 LAN 使用手机的基站。该基站连至 DSL 或线缆调制解调器,并通过 GSM、数字通信系统(DCS)或个人通信服务(PCS)网络连至手机。
挑战
测量和校准发射器输出功率以及接收器灵敏度。测试射频发射和接收功能的功率、频率、频谱、误码率(BER)。测量电压和功耗。控制那些实现测试电缆连接自动化的机电设备。
工具 Agilent Technologies:机架安装式电源、带有内部网卡的数字万用表(DMM)。
www.agilent.com。
Amfax:基于 PXI 的射频测试系统,包括机箱、控制器、信号发生器、矢量信号分析仪。
www.amfax.co.uk。
National Instruments:PXI 数据采集卡、PXI 数字 I/O 卡、PXI 计数计时卡、PXI RS-232 接口卡、PXI RS-485 接口卡、图形化编程语言。
www.ni.com。