射頻全自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李 朵

（貴州航天林泉電機(jī)有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550003）

0 引 言

射頻（Radio Frequency，RF）全自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試儀表僅能和一臺(tái)終端設(shè)備相互連接，在完成測(cè)試以后就需要測(cè)試人員對(duì)其及時(shí)更換掉，如若在無(wú)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(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的應(yīng)用能夠完成與多個(gè)終端進(jìn)行射頻全自動(dòng)化檢測(cè)，同時(shí)可以自主完成多部終端之間的自動(dòng)切換和自主測(cè)試功能，不用借助測(cè)試人員的輔助。此系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在晝夜無(wú)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(cè)試周期進(jìn)一步縮短。設(shè)計(jì)一套射頻全自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，同時(shí)通過(guò)一系列測(cè)試可以判斷此系統(tǒng)具備有效性。

1 射頻全自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的相關(guān)概念

射頻全自動(dòng)化測(cè)試體系主要由工控機(jī)、測(cè)試儀器、待測(cè)終端系統(tǒng)、射頻線路等組成。在射頻測(cè)試期間，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際需求科學(xué)選取測(cè)試方案。單個(gè)終端自動(dòng)化檢測(cè)的工作程序是指，在實(shí)際測(cè)試期間借助射頻線路把綜測(cè)儀器連接到待檢測(cè)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(cè)儀表連接在一起，此時(shí)各項(xiàng)的最終測(cè)試結(jié)果和相應(yīng)的數(shù)據(jù)會(huì)通過(guò)工控機(jī)體現(xiàn)出來(lái)，進(jìn)而方便對(duì)其實(shí)施分析。此檢測(cè)模式有一些弊端，需要工作人員來(lái)對(duì)所有測(cè)控過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)需要結(jié)合實(shí)際需求更換測(cè)試終端，相對(duì)而言測(cè)試效率偏低。

為有效解決以上問(wèn)題，在檢測(cè)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(lái)替代，結(jié)合終端的實(shí)際狀況實(shí)時(shí)調(diào)整，特別是在整體終端數(shù)據(jù)相對(duì)較多的過(guò)程中，以確保其精準(zhǔn)度和測(cè)試效率。針對(duì)多個(gè)終端自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)而言，此檢測(cè)模式是在原有單個(gè)終端檢測(cè)模式的前提下開發(fā)的，在綜測(cè)儀器與未檢測(cè)的終端間設(shè)計(jì)了射頻的自動(dòng)切換按鈕，其更有助于射頻檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)自主切換功能，能夠有效把控運(yùn)營(yíng)成本，提升測(cè)試效率，具體方案流程如圖1 所示。在測(cè)試過(guò)程中應(yīng)該根據(jù)實(shí)際狀況實(shí)施針對(duì)性的分析，確保設(shè)計(jì)參數(shù)更具科學(xué)合理化。另外，還應(yīng)該綜合考量自動(dòng)切換按鈕與檢測(cè)終端間的通信模式，通常情況下會(huì)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(dòng)測(cè)試方案

2 射頻全自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式及實(shí)現(xiàn)策略

2.1 開關(guān)裝置的設(shè)計(jì)方式

射頻全自動(dòng)檢測(cè)體系中最關(guān)鍵的部分是開關(guān)裝置的設(shè)計(jì)，其有助于把工控機(jī)、綜測(cè)儀表以及待測(cè)終端有效連接在一起，構(gòu)成多個(gè)射頻的網(wǎng)絡(luò)線路，方便切換全自動(dòng)系統(tǒng)等任務(wù)。相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該進(jìn)一步分析射頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際需求狀況，對(duì)電路數(shù)量進(jìn)一步明確，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)電路的目的[2]。

2.1.1 相關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì)方式

針對(duì)射頻開關(guān)的參數(shù)設(shè)計(jì)而言，需要先對(duì)阻抗特點(diǎn)、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(jì)質(zhì)量得到保障，防止其影響開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)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(duì)較小時(shí)，將會(huì)對(duì)待測(cè)終端的數(shù)量產(chǎn)生一定的局限性，進(jìn)而對(duì)射頻測(cè)試效果產(chǎn)生一定的影響。頻率的范圍相對(duì)較大時(shí)，更有助于使測(cè)試范圍進(jìn)一步拓展，能夠使測(cè)試效果提升，可是隨之而來(lái)的測(cè)試成本也會(huì)增加，所以，應(yīng)該對(duì)參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。另外，如果開關(guān)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了嚴(yán)重的損耗問(wèn)題，會(huì)對(duì)通信傳輸效率和傳輸質(zhì)量帶來(lái)直接影響，進(jìn)而會(huì)嚴(yán)重影響射頻測(cè)試的精準(zhǔn)度[3]。

2.1.2 電路設(shè)計(jì)

開關(guān)電路科學(xué)合理的設(shè)計(jì)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(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況會(huì)受到管控電路的自主控制，應(yīng)該科學(xué)選取針對(duì)性的射頻通路，以確?？刂菩Ч?。除此之外，為進(jìn)一步對(duì)各射頻通路的實(shí)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(duì)其實(shí)施調(diào)整。為此，在選取微處理器的過(guò)程中，可以選擇MSP430類型的相關(guān)產(chǎn)品，其具備信號(hào)傳輸穩(wěn)定性強(qiáng)、內(nèi)存容量較大、耗能較低等優(yōu)勢(shì)，不但可以達(dá)到射頻測(cè)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(jì)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(dòng)解析，同時(shí)提供給電平轉(zhuǎn)換芯片相應(yīng)的控制指令座位傳輸信號(hào)，進(jìn)而完成電平匹配工作。除此之外，還會(huì)給射頻開關(guān)傳輸控制信號(hào)，使其能夠根據(jù)相應(yīng)的控制指令完成相應(yīng)的動(dòng)作，確保其能夠達(dá)到相應(yīng)的管理效果[4]。

2.2 USB開關(guān)裝置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方式

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)射頻全自動(dòng)化檢測(cè)體系正處于終端檢測(cè)階段，其可以確保測(cè)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(cè)儀器和其他需要檢測(cè)的終端接連在一起，達(dá)到測(cè)試終端指令的目的。由于受到各種因素的干擾，可能會(huì)造成綜測(cè)儀表和待測(cè)終端異常連接的問(wèn)題，進(jìn)而使得相關(guān)數(shù)據(jù)無(wú)法有效傳輸，導(dǎo)致測(cè)試以失敗告終。一般情況下，以上狀況通常在單個(gè)終端檢測(cè)過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)。全自動(dòng)化檢測(cè)方式也包含多個(gè)終端的自主檢測(cè)系統(tǒng)，不用依靠相關(guān)工作人員來(lái)完成測(cè)試，此設(shè)施具備自主測(cè)試故障等功能，這樣更有助于能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，同時(shí)能夠自動(dòng)處理問(wèn)題，進(jìn)而促使射頻測(cè)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(jì)

上位機(jī)和未檢測(cè)終端間的通信作業(yè)是由USB裝置來(lái)完成的。將USB2.0作為USB裝置的接口型號(hào)，其高效性和適用性更強(qiáng)，可以達(dá)到射頻測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)要求[6]。

2.2.2 電路設(shè)計(jì)

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(cè)，如系統(tǒng)自動(dòng)完成待測(cè)終端系統(tǒng)的切換功能，那么USB通路也需要完成自動(dòng)切換任務(wù)，以達(dá)到完成相應(yīng)終端測(cè)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(jì)USB開關(guān)時(shí)，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(huì)對(duì)其穩(wěn)定性和安全性帶來(lái)一定的不良影響。為確保其安全穩(wěn)定性，最好單獨(dú)使用MSP430微處理器，提升系統(tǒng)電路的整體匹配度，同時(shí)控制好USB集線器[7]。

3 結(jié)果分析

3.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

設(shè)計(jì)USB開關(guān)網(wǎng)絡(luò)和射頻開關(guān)，有助于完善測(cè)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(cè)效率，應(yīng)該把二者進(jìn)行有效集成，構(gòu)成1個(gè)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(shí)際運(yùn)行狀態(tài)體現(xiàn)出來(lái)。與此同時(shí)，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(cè)試環(huán)境存在一定的差異，也導(dǎo)致其測(cè)試效果有所不同，所以應(yīng)該結(jié)合具體環(huán)境狀況實(shí)時(shí)綜合分析[8]。

3.2 測(cè)試結(jié)果

國(guó)內(nèi)的待測(cè)終端包含通用移動(dòng)通信系統(tǒng)（Universal Mobile Telecommunications System，UMTS）待檢測(cè)終端、長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)（Long Term Evolution，LTE）待檢測(cè)終端、碼多分址（Code Division Multiple Access，DSMA）待檢測(cè)終端等，其中無(wú)線終端制式包含碼多分址CDMA有效終端、全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（Global System for Mobile Communications，GSM）有效終端、LTE有效終端等。下面對(duì)以上3個(gè)待檢測(cè)終端進(jìn)行講解，檢測(cè)指標(biāo)選取接收靈敏度和最大輸出功率，進(jìn)一步對(duì)比人工測(cè)試與RF-ATP全自動(dòng)測(cè)試間存在的差異性。當(dāng)借助自動(dòng)測(cè)試法進(jìn)行測(cè)試的過(guò)程中，UMTS、CDMA、LTE 3個(gè)待檢測(cè)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(duì)人工測(cè)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(cè)試最終所呈現(xiàn)出來(lái)的結(jié)果整體差異性偏低，但是針對(duì)待測(cè)終端實(shí)際運(yùn)行期間會(huì)有一些誤差存在，所以說(shuō)射頻全自動(dòng)化檢測(cè)體系的實(shí)際使用價(jià)值較為優(yōu)良[9]。除此之外，在分析測(cè)試效果的過(guò)程中，應(yīng)該展開相應(yīng)的計(jì)算。例如，在測(cè)試N個(gè)終端時(shí)，將其中需要耗費(fèi)的時(shí)間設(shè)為T，ZT表示測(cè)試過(guò)程中所使用的總時(shí)間。Y為此體系的射頻通道數(shù)值，其中工作人員工作時(shí)間為10 h，進(jìn)而來(lái)判定多終端工作A1天，單終端工作A2天。實(shí)際效率和檢測(cè)儀器的利用率計(jì)算公式為

表1 RF－ATP自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果

表2 人工測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果

式中：Q代表實(shí)際效率；P代表檢測(cè)儀器的利用率。借助相關(guān)公式的計(jì)算可得，射頻檢測(cè)系統(tǒng)可以進(jìn)一步提升檢測(cè)儀器的實(shí)際利用效率和檢測(cè)水平，能夠促使測(cè)試周期進(jìn)一步降低，單個(gè)終端檢測(cè)相比于多個(gè)終端檢測(cè)效果更優(yōu)質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有效性[10]。

4 結(jié) 論

終端檢測(cè)的關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)對(duì)射頻性能的進(jìn)一步檢測(cè)，現(xiàn)今國(guó)內(nèi)需運(yùn)用測(cè)試儀表來(lái)完成射頻指標(biāo)的設(shè)計(jì)，同時(shí)借助人工對(duì)其實(shí)施記錄和處理，但是此方式的測(cè)試精準(zhǔn)度和效率都偏低。為有效解決以上問(wèn)題，設(shè)計(jì)了射頻全自動(dòng)化測(cè)試，同時(shí)有效融合USB開關(guān)技術(shù)等，能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人狀態(tài)的自動(dòng)化測(cè)試，其應(yīng)用價(jià)值較高。因此，加強(qiáng)對(duì)射頻全自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方面的研究是極其有必要的。