李 朵
(貴州航天林泉電機(jī)有限公司,貴州 貴陽 550003)
射頻(Radio Frequency,RF)全自動化測試系統(tǒng)的測試儀表僅能和一臺終端設(shè)備相互連接,在完成測試以后就需要測試人員對其及時更換掉,如若在無人條件下,系統(tǒng)將處在閑置狀態(tài),造成了資源浪費(fèi)的現(xiàn)象。而射頻全自動化測試系統(tǒng)的應(yīng)用能夠完成與多個終端進(jìn)行射頻全自動化檢測,同時可以自主完成多部終端之間的自動切換和自主測試功能,不用借助測試人員的輔助。此系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在晝夜無人條件下運(yùn)行,不僅能夠大大節(jié)省人力成本,而且同樣能夠提升儀表的有效利用率,使測試周期進(jìn)一步縮短。設(shè)計一套射頻全自動化測試系統(tǒng),同時通過一系列測試可以判斷此系統(tǒng)具備有效性。
射頻全自動化測試體系主要由工控機(jī)、測試儀器、待測終端系統(tǒng)、射頻線路等組成。在射頻測試期間,應(yīng)該結(jié)合實際需求科學(xué)選取測試方案。單個終端自動化檢測的工作程序是指,在實際測試期間借助射頻線路把綜測儀器連接到待檢測的終端上,這更有助于相應(yīng)數(shù)據(jù)信息的獲取。借助控制總線把工控機(jī)和綜測儀表連接在一起,此時各項的最終測試結(jié)果和相應(yīng)的數(shù)據(jù)會通過工控機(jī)體現(xiàn)出來,進(jìn)而方便對其實施分析。此檢測模式有一些弊端,需要工作人員來對所有測控過程進(jìn)行監(jiān)控,同時需要結(jié)合實際需求更換測試終端,相對而言測試效率偏低。
為有效解決以上問題,在檢測期間可把工作人員需要操作的任務(wù)利用先進(jìn)的機(jī)械手臂來替代,結(jié)合終端的實際狀況實時調(diào)整,特別是在整體終端數(shù)據(jù)相對較多的過程中,以確保其精準(zhǔn)度和測試效率。針對多個終端自動檢測系統(tǒng)而言,此檢測模式是在原有單個終端檢測模式的前提下開發(fā)的,在綜測儀器與未檢測的終端間設(shè)計了射頻的自動切換按鈕,其更有助于射頻檢測網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)自主切換功能,能夠有效把控運(yùn)營成本,提升測試效率,具體方案流程如圖1 所示。在測試過程中應(yīng)該根據(jù)實際狀況實施針對性的分析,確保設(shè)計參數(shù)更具科學(xué)合理化。另外,還應(yīng)該綜合考量自動切換按鈕與檢測終端間的通信模式,通常情況下會使用多線路的USB按鈕完成接連,確保通信工作能夠安全穩(wěn)固運(yùn)行[1]。
圖1 多終端自動測試方案
射頻全自動檢測體系中最關(guān)鍵的部分是開關(guān)裝置的設(shè)計,其有助于把工控機(jī)、綜測儀表以及待測終端有效連接在一起,構(gòu)成多個射頻的網(wǎng)絡(luò)線路,方便切換全自動系統(tǒng)等任務(wù)。相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)該進(jìn)一步分析射頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的實際需求狀況,對電路數(shù)量進(jìn)一步明確,達(dá)到優(yōu)化設(shè)計電路的目的[2]。
2.1.1 相關(guān)參數(shù)的設(shè)計方式
針對射頻開關(guān)的參數(shù)設(shè)計而言,需要先對阻抗特點、損耗情況、工作頻率范圍等進(jìn)一步明確到位,這更有助于參數(shù)設(shè)計質(zhì)量得到保障,防止其影響開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的實際運(yùn)行效果。如工作質(zhì)量受開關(guān)頻率范圍所產(chǎn)生的影響,頻率范圍相對較小時,將會對待測終端的數(shù)量產(chǎn)生一定的局限性,進(jìn)而對射頻測試效果產(chǎn)生一定的影響。頻率的范圍相對較大時,更有助于使測試范圍進(jìn)一步拓展,能夠使測試效果提升,可是隨之而來的測試成本也會增加,所以,應(yīng)該對參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)計。另外,如果開關(guān)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了嚴(yán)重的損耗問題,會對通信傳輸效率和傳輸質(zhì)量帶來直接影響,進(jìn)而會嚴(yán)重影響射頻測試的精準(zhǔn)度[3]。
2.1.2 電路設(shè)計
開關(guān)電路科學(xué)合理的設(shè)計直接影響系統(tǒng)能否正常運(yùn)行,可促使執(zhí)行指令和接收指令能夠得到保障。電子開關(guān)裝置的實際運(yùn)轉(zhuǎn)情況會受到管控電路的自主控制,應(yīng)該科學(xué)選取針對性的射頻通路,以確??刂菩Ч?。除此之外,為進(jìn)一步對各射頻通路的實際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效連接,可以將部分LED燈裝置在開關(guān)上,方便對其實施調(diào)整。為此,在選取微處理器的過程中,可以選擇MSP430類型的相關(guān)產(chǎn)品,其具備信號傳輸穩(wěn)定性強(qiáng)、內(nèi)存容量較大、耗能較低等優(yōu)勢,不但可以達(dá)到射頻測試的標(biāo)準(zhǔn)要求,而且還能夠滿足節(jié)能環(huán)保的設(shè)計理念。當(dāng)傳輸給此單片上位機(jī)的相關(guān)指令后,其能夠完成自動解析,同時提供給電平轉(zhuǎn)換芯片相應(yīng)的控制指令座位傳輸信號,進(jìn)而完成電平匹配工作。除此之外,還會給射頻開關(guān)傳輸控制信號,使其能夠根據(jù)相應(yīng)的控制指令完成相應(yīng)的動作,確保其能夠達(dá)到相應(yīng)的管理效果[4]。
現(xiàn)階段,國內(nèi)射頻全自動化檢測體系正處于終端檢測階段,其可以確保測試工作更具靈活性和高效性。所以,正常運(yùn)行期間,應(yīng)該把綜測儀器和其他需要檢測的終端接連在一起,達(dá)到測試終端指令的目的。由于受到各種因素的干擾,可能會造成綜測儀表和待測終端異常連接的問題,進(jìn)而使得相關(guān)數(shù)據(jù)無法有效傳輸,導(dǎo)致測試以失敗告終。一般情況下,以上狀況通常在單個終端檢測過程中不會出現(xiàn)。全自動化檢測方式也包含多個終端的自主檢測系統(tǒng),不用依靠相關(guān)工作人員來完成測試,此設(shè)施具備自主測試故障等功能,這樣更有助于能夠及時發(fā)現(xiàn)問題,同時能夠自動處理問題,進(jìn)而促使射頻測試系統(tǒng)設(shè)備能夠安全穩(wěn)固運(yùn)行[5]。
2.2.1 參數(shù)設(shè)計
上位機(jī)和未檢測終端間的通信作業(yè)是由USB裝置來完成的。將USB2.0作為USB裝置的接口型號,其高效性和適用性更強(qiáng),可以達(dá)到射頻測試的標(biāo)準(zhǔn)要求[6]。
2.2.2 電路設(shè)計
USB開關(guān)電路也具備管控功能,用以確保USB裝置的通信接連效果檢測,如系統(tǒng)自動完成待測終端系統(tǒng)的切換功能,那么USB通路也需要完成自動切換任務(wù),以達(dá)到完成相應(yīng)終端測試的目的。另外,還需要設(shè)置好控制電路相應(yīng)的參數(shù),促使其具有處理故障等作用,確保系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。在設(shè)計USB開關(guān)時,可以借助MSP430微處理器將其作為共用射頻開關(guān),達(dá)到節(jié)約成本的目的,但會對其穩(wěn)定性和安全性帶來一定的不良影響。為確保其安全穩(wěn)定性,最好單獨使用MSP430微處理器,提升系統(tǒng)電路的整體匹配度,同時控制好USB集線器[7]。
設(shè)計USB開關(guān)網(wǎng)絡(luò)和射頻開關(guān),有助于完善測試系統(tǒng)的構(gòu)建。為促使系統(tǒng)能夠安全的運(yùn)行,提升其檢測效率,應(yīng)該把二者進(jìn)行有效集成,構(gòu)成1個RFATP系統(tǒng)。此系統(tǒng)中共增設(shè)了16路電源顯示屏、指示燈等裝置,能夠?qū)⑾到y(tǒng)的實際運(yùn)行狀態(tài)體現(xiàn)出來。與此同時,在現(xiàn)有系統(tǒng)的前提下,還需要進(jìn)一步開發(fā)相應(yīng)的配套軟件,其更有助于控制和操作。除此之外,因測試環(huán)境存在一定的差異,也導(dǎo)致其測試效果有所不同,所以應(yīng)該結(jié)合具體環(huán)境狀況實時綜合分析[8]。
國內(nèi)的待測終端包含通用移動通信系統(tǒng)(Universal Mobile Telecommunications System,UMTS)待檢測終端、長期演進(jìn)技術(shù)(Long Term Evolution,LTE)待檢測終端、碼多分址(Code Division Multiple Access,DSMA)待檢測終端等,其中無線終端制式包含碼多分址CDMA有效終端、全球移動通信系統(tǒng)(Global System for Mobile Communications,GSM)有效終端、LTE有效終端等。下面對以上3個待檢測終端進(jìn)行講解,檢測指標(biāo)選取接收靈敏度和最大輸出功率,進(jìn)一步對比人工測試與RF-ATP全自動測試間存在的差異性。當(dāng)借助自動測試法進(jìn)行測試的過程中,UMTS、CDMA、LTE 3個待檢測終端的DL通道值、最大輸出功率和接收靈敏度的具體數(shù)值如表1所示。針對人工測試而言,UMTS、CDMA、LTE三者的DL通道均沒有發(fā)生變化,可是其他數(shù)值產(chǎn)生了相應(yīng)的變化,其最大輸出功率和接受靈敏度的具體數(shù)值如表2所示。由以上數(shù)據(jù)分析可見,2種測試最終所呈現(xiàn)出來的結(jié)果整體差異性偏低,但是針對待測終端實際運(yùn)行期間會有一些誤差存在,所以說射頻全自動化檢測體系的實際使用價值較為優(yōu)良[9]。除此之外,在分析測試效果的過程中,應(yīng)該展開相應(yīng)的計算。例如,在測試N個終端時,將其中需要耗費(fèi)的時間設(shè)為T,ZT表示測試過程中所使用的總時間。Y為此體系的射頻通道數(shù)值,其中工作人員工作時間為10 h,進(jìn)而來判定多終端工作A1天,單終端工作A2天。實際效率和檢測儀器的利用率計算公式為
表1 RF-ATP自動化測試系統(tǒng)測試結(jié)果
表2 人工測試系統(tǒng)測試結(jié)果
式中:Q代表實際效率;P代表檢測儀器的利用率。借助相關(guān)公式的計算可得,射頻檢測系統(tǒng)可以進(jìn)一步提升檢測儀器的實際利用效率和檢測水平,能夠促使測試周期進(jìn)一步降低,單個終端檢測相比于多個終端檢測效果更優(yōu)質(zhì),能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計的有效性[10]。
終端檢測的關(guān)鍵在于實現(xiàn)對射頻性能的進(jìn)一步檢測,現(xiàn)今國內(nèi)需運(yùn)用測試儀表來完成射頻指標(biāo)的設(shè)計,同時借助人工對其實施記錄和處理,但是此方式的測試精準(zhǔn)度和效率都偏低。為有效解決以上問題,設(shè)計了射頻全自動化測試,同時有效融合USB開關(guān)技術(shù)等,能夠?qū)崿F(xiàn)無人狀態(tài)的自動化測試,其應(yīng)用價值較高。因此,加強(qiáng)對射頻全自動化測試系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)方面的研究是極其有必要的。