TWI447410B - 測試多組無線射頻模組之測試系統及方法 - Google Patents

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Description

測試多組無線射頻模組之測試系統及方法
本發明有關於射頻測試系統，特別是有關於測試多組無線射頻模組之測試系統及其方法。
由於無線通信技術的進步，安裝無線射頻模組的電子裝置可以利用現有的無線頻段或無線通信架構以傳送或接收資料(或信號)。再者，目前利用無線傳送或接收資料的頻寬也逐漸趨近於傳統的乙太網路(Ethernet)的頻寬，因此無線通信已被廣大的使用者所接收並使用。例如：藍芽(Bluetooth)、無線保真(Wireless Fidelity，WiFi)與全球定位系統(Global Positioning System，GPS)等是常被使用的。就目前來說，通信裝置所具有的無線射頻模組仍然佔有通信裝置的成本中的主要部分，且無線射頻模組的品質與效能是製造商與使用者所重視的。因此，在無線射頻模組製造完成後至出貨前，製造商對於無線射頻模組進行測試可以確認無線射頻模組的製造良率與確保通信裝置的品質。
對無線射頻模組進行測試時，射頻信號分析器是常被使用的儀器，利用射頻信號分析器可以對無線射頻模組逐一進行接收或發送射頻信號的測試。然而，對製造商而言射頻信號分析器造價昂貴，每一部射頻信號分析器可以同時對無線射頻模組測試的數目也常受限於射頻信號分析器的輸出/輸入埠的數量。因此，利用射頻信號分析器對大量的無線射頻模組進行測試可能會有耗費過多測試時間與增加測試成本等問題。
本發明提供一種測試多組無線射頻模組之測試系統及其方法，用以同時測試複數個無線射頻模組，藉此節省測試時間與測試成本。
本發明實施例提供一種測試多組無線射頻模組之測試系統，用以在同一工作模式下測試複數個無線射頻模組，此測試系統包括射頻信號分析器、射頻交換器、控制模組與複數個測試模組。射頻交換器電性連接射頻信號分析器，射頻交換器的工作頻段包括複數個無線射頻模組收發射頻信號的頻段。控制模組電性連接射頻信號分析器與射頻交換器，藉此控制射頻信號分析器以及射頻交換器。複數個測試模組分別電性連接控制模組，並受控於控制模組。每一個測試模組具有一個儲存單元，儲存單元用以儲存測試結果。射頻交換器以及複數個測試模組用以使每一個無線射頻模組電性連接於射頻交換器與每一個測試模組之間。
本發明實施例提供一種測試多組無線射頻模組的測試方法，適用於測試多組無線射頻模組之測試系統，此系統包括射頻信號分析器、射頻交換器、控制模組與複數個測試模組，此測試方法用以測試複數個無線射頻模組，此測試方法包括以下步驟。首先，控制模組使複數個測試模組分別對複數個無線射頻模組設定為同一個工作模式。然後，控制模組判斷要對複數個無線射頻模組進行發送測試或接收測試。接著，若要進行接收測試，控制模組使無線信號分析器傳送第一射頻信號至射頻交換器，並使射頻交換器將第一射頻信號分別傳送至複數個無線射頻模組，控制模組再使複數個測試模組分別接收複數個無線射頻模組接收第一射頻信號後所產生的測試結果。再來，若要進行發送測試，控制模組使複數個測試模組分別控制複數個無線射頻模組分別發送第二射頻信號至射頻交換器，控制模組控制射頻交換器接收來自複數個無線射頻模組的第二射頻信號，控制模組使射頻交換器所接收的第二射頻信號傳送至射頻信號分析器，並使射頻信號分析器將接收第二射頻信號所產生的測試結果傳送至控制模組。
綜上所述，本發明實施例所提供的測試多組無線射頻模組之測試系統及其方法可以提升射無線射頻模組的測試效率與節省測試成本。
為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。
 [測試多組無線射頻模組之測試系統的實施例]
請參照圖1，圖1是本發明實施例之測試多組無線射頻模組之測試系統的功能方塊圖。測試多組無線射頻模組之測試系統1(以下簡稱測試系統)，用以在同一工作模式下測試複數個無線射頻模組。上述工作模式包括無線射頻模組接收(Rx)射頻信號或是發送(Tx)射頻信號，或者無線射頻模組選定使用的頻段。在本實施例中，無線射頻模組的數量是以四個為例，但本發明並不因此限定。如圖1所示，測試系統1包括射頻信號分析器10、射頻交換器11、控制模組17與測試模組161～164。
射頻交換器11電性連接射頻信號分析器10。控制模組17電性連接射頻信號分析器10與射頻交換器11。測試模組161～164分別電性連接控制模組17。每一個無線射頻模組12～15中分別電性連接於射頻交換器11與每一個測試模組161～164之間。換句話說，無線射頻模組12電性連接於射頻交換器11與測試模組161之間。無線射頻模組13電性連接於射頻交換器11與測試模組162之間。無線射頻模組14電性連接於射頻交換器11與測試模組163之間。無線射頻模組15電性連接於射頻交換器11與測試模組164之間。在本實施例中，測試模組161～164與無線射頻模組12～15為一對一連接，亦即測試模組161～164的數量與無線射頻模組12～15的數量相同。
控制模組17控制射頻信號分析器10、射頻交換器11與測試模組161～164。控制模組17可以透過例如是通用介面匯流排(General Purpose Interface Bus，GPIB)控制射頻信號分析器10與射頻交換器11，但本發明並不因此限定。控制模組17可以透過例如RS-232(Recommended Standard 232)等序列資料通信介面(Serial Bus)控制測試模組161～164，或者當控制模組17與測試模組161～164分別是一部電腦時，控制模組17與測試模組161～164可以透過乙太網路(Ethernet)連接，但本發明並不因此限定。
復參照圖1，射頻信號分析器10受控於控制模組17，並用以產生射頻信號或接收射頻信號。如圖1所示，射頻信號分析器10可以接收來自於射頻交換器11的射頻信號。或者，射頻信號分析器10可以產生並傳送射頻信號t1至射頻交換器11。當要對無線射頻模組12～15進行接收(Rx)測試時，射頻信號分析器10產生的射頻信號t1透過射頻交換器11被傳送至無線射頻模組12～15。當要對無線射頻模組12～15進行發送(Tx)測試時，無線射頻模組12～15所產生的射頻信號t21～t24可以透過射頻交換器11被傳送至射頻信號分析器10。另外，當要對無線射頻模組12～15進行發送(Tx)測試時，射頻信號分析器10可以依據所接收的射頻信號t21～t24產生測試結果並傳送至控制模組17。
需要注意的是，上述的測試結果包括射頻信號t21～t24的功率或信號的強度。射頻信號t21～t24的功率是射頻信號分析器10實際上所接收到的射頻信號t21～t24的功率。射頻交換器11連接至射頻信號分析器10與無線射頻模組12～15的方式一般是透過低損耗的同軸電纜來實現。進行發送(Tx)測試時，由於無線射頻模組12～15被設計的輸出功率為已知，且在已知同軸電纜的損耗值與射頻交換器11的內部損耗(通常以dB為單位)的情況下，依據射頻信號分析器10接收到的射頻信號t21～t24的功率與信號強度，則可以輕易計算得知無線射頻模組12～15的輸出功率。另外，無線射頻模組12～15的輸出功率為已計算得知的情況下，無線射頻模組12～15的功率效能(power efficiency)可以依據無線射頻模組12～15的輸出功率與無線射頻模組12～15的實際用電功率(或稱為功率消耗)的比例得知。需要注意的是，無線射頻模組12～15的靈敏度(Sensitivity)可以經由對無線射頻模組12～15的接收(Rx)測試得到，將在後面的敘述中說明。
射頻交換器11的工作頻段包括無線射頻模組12～15收發射頻信號的頻段。例如：受測的無線射頻模組12～15分別可以是全球定位系統(GPS)模組、無線保真(WiFi)模組、藍芽(Bluetooth)模組、頻率調變(Frequency Modulation，FM)收音模組等。由於各個受測的無線射頻模組12～15的工作頻段可能不相同，所以射頻交換器11的工作頻段可以包括上述受測的無線射頻模組12～15收發射頻信號的頻段。
例如：全球定位系統(GPS)的頻段是以1575.42KHz為中央頻率，且頻寬至少為2.046MHz(用以接收L1通道)。無線保真(WiFi)所使用的頻段可以包括工業科學與醫學(Industrial,Scientific and Medical，ISM)頻段中以2.45GHz與5.8GHz為中心頻率的頻段，即工業科學與醫學(ISM)頻段中的2.4GHz～2.5GHz與5.725GHz～5.875GHz的頻段。藍芽(Bluetooth)包括2.4GHz～2.5GHz的頻段。頻率調變(Frequency Modulation，FM)廣播的頻段為76～108MHz。需要注意的是，射頻交換器11的工作頻段依據受測的無線射頻模組12～15來決定，射頻交換器11的工作頻段並不限定於上述列舉的頻段。
更進一步地說，射頻交換器11受控於控制模組17，當要對無線射頻模組12～15進行接收(Rx)測試時，射頻交換器11可以將射頻信號分析器10產生的射頻信號t1傳送至每一個無線射頻模組12～15。當要對無線射頻模組12～15進行發送(Tx)測試時，控制模組17控制測試模組161～164分別發送測試信號t31～t34至無線射頻模組12～15，無線射頻模組12～15依據測試信號產生射頻信號t21～t24。無線射頻模組12～15所產生的射頻信號t21～t24可以透過射頻交換器11被傳送至射頻信號分析器10。
值得一提的是，在本實施例中，為了進行發送(Tx)測試，每一個無線射頻模組12～15分別產生射頻信號t21～t24，因此控制模組17可以控制射頻交換器11將所接收到的射頻信號t21～t24分別傳送至射頻信號分析器10以進行分析。例如：先將射頻信號t21傳送至射頻信號分析器10，再將射頻信號t22傳送至射頻信號分析器10，接著，依序將射頻信號t23、t24傳送至射頻信號分析器10。射頻交換器11依序傳送射頻信號t21～t24至射頻信號分析器10的好處是可以避免信號的干擾並減少測試誤差。
測試模組161～164受控於控制模組17。測試模組161～164中的每一個可以具有一個儲存單元(未圖式)，儲存單元用以儲存測試結果。所述儲存單元可以例如是硬碟、記憶體。尤其是在進行無線射頻模組12～15的接收(Rx)測試時，無線射頻模組12～15接收測試信號t1所產生的測試結果可以被傳送至測試模組161～164並被測試模組161～164所儲存。上述測試模組161～164所儲存的測試結果包括無線射頻模組12～15所接收到的射頻信號t1的功率(power)或射頻信號t1的強度(intensity)。依據無線射頻模組12～15所接收到的射頻信號t1的功率，可以計算得知無線射頻模組12～15的功率效能(power efficiency)。在測量無線射頻模組12～15接收射頻信號的靈敏度方面，射頻交換器11透過同軸電纜線傳送至無線射頻模組12～15的射頻信號t1的功率是可測得的，則無線射頻模組12～15依據所接收到的射頻信號t1獲得在每一個子頻段(或稱通道(Channel))中的信號強度相對於傳送至無線射頻模組12～15的射頻信號t1的功率，可以計算得到無線射頻模組12～15的靈敏度(Sensitivity)。值得一提的是，上述的功率與靈敏度的測試或計算方式僅是用來說明，並非用以限定本發明。
值得一提的是，測試模組161～164與控制模組17的連接方式是以有線的方式連接為佳，例如可以是利用同軸電纜。反之，若使用無線鏈結測試模組161～164與控制模組17，則有可能對無線射頻模組12～15造成干擾並增加測試誤差。
[測試多組無線射頻模組之測試系統的另一實施例]
請同時參照圖1與圖2，圖2是本發明另一實施例之測試多組無線射頻模組之測試系統的功能方塊圖。本實施例的測試系統2是圖1的測試系統1的其中一種實施方式。測試系統2包括射頻信號分析器20、射頻交換器21、控制模組27與測試模組261～264。控制模組27與測試模組261～264是電腦。
射頻交換器21電性連接射頻信號分析器20。控制模組27電性連接射頻信號分析器20與射頻交換器21。測試模組261～264分別電性連接控制模組27。每一個無線射頻模組22～25電性連接於射頻交換器21與每一個測試模組261～264之間。換句話說，本實施例的測試系統2的元件連接關係與圖1的測試系統1相同，不再贅述。
復參照圖2，在本實施例中，控制模組27透過通用介面匯流排(GPIB)與射頻信號分析器20以及射頻交換器21連接。控制模組27與測試模組261～264以有線的乙太網路方式連接。例如：控制模組27與測試模組261～264以傳輸控制協定/網際網路協定(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCPIP)等通信協定彼此通信。無線射頻模組22～25與測試模組261～264的連接方式可以直接使用無線射頻模組22～25所應用的產品所使用的連接介面。例如：無線射頻模組22～25是以外接卡形式連接於筆記型電腦，如利用通用序列匯流排埠(Universal Serial Bus，USB)、個人電腦記憶卡國際協會(Personal Computer Memory Card International Association，PCMCIA)的標準等介面，但本發明並不因此限定。另外，無線射頻模組22～25與測試模組261～264(即電腦)也可以直接透過無線射頻模組22～25本身所具有的介面連接，藉此省去了開發測試模組261～264的時間。
[測試多組無線射頻模組之測試系統的另一實施例]
請同時參照圖2與圖3，圖3是本發明另一實施例之測試多組無線射頻模組之測試系統的功能方塊圖。測試系統3包括射頻信號分析器30、射頻交換器31、控制模組38與測試模組37、361～363。測試模組361～363是電腦。本實施例的測試系統3與圖2的測試系統2大致相同，其差異僅在於控制模組38與測試模組37是以同一部電腦39實施。換句話說，電腦39兼具了控制模組38與測試模組37的功能。值得一提的是，電腦39必須具備如同測試模組361～363的執行測試的效能，且電腦39需要同時控制測試模組361～363、射頻信號分析器30與射頻交換器31。測試系統3的其他部分可以與圖2的測試系統2相同，不再贅述。
[測試多組無線射頻模組的測試方法的實施例]
請同時參照圖1與圖4，圖4是本發明實施例之測試多組無線射頻模組的測試方法的流程圖。測試多組無線射頻模組的測試方法(以下簡稱測試方法)適用於測試多組無線射頻模組之測試系統1，此測試系統1包括射頻信號分析器10、射頻交換器11、控制模組17與測試模組161～164，測試系統1的元件連結方式與功能請參照先前實施例的說明，不再贅述。此測試方法用以同時測試複數個無線射頻模組12～15，此測試方法包括以下步驟。
首先，在步驟S410中，控制模組17使測試模組161～164分別對複數個無線射頻模組12～15設定為同一個工作模式。上述工作模式包括無線射頻模組12～15接收(Rx)射頻信號或是發送(Tx)射頻信號，或者無線射頻模組12～15選定使用的頻段。
然後，在步驟S420中，控制模組17判斷要對複數個無線射頻模12～15組進行發送(Tx)測試或接收(Rx)測試。若要進行接收(Tx)測試，則進行步驟S430。若要進行發送(Rx)測試，則進行步驟S440。
接著，在步驟S430中，控制模組17使無線信號分析器10傳送第一射頻信號t1至射頻交換器11，並使射頻交換器11將射頻信號t1分別傳送至複數個無線射頻模組12～15，控制模組17再使複數個測試模組161～164分別接收複數個無線射頻模組12～15接收射頻信號t1後所產生的測試結果。上述測試結果包括複數個無線射頻模組12～15所接收到的射頻信號t1的功率或射頻信號t1的強度，以及複數個無線射頻模組12～15的功率效能或靈敏度。當步驟S430結束後，再次執行步驟S410。值得一提的是，射頻信號t1依據無線射頻模組12～15的設計而有所差異，例如可以是藍芽信號、無線保真(WiFi)信號或全球定位系統(GPS)的信號，但本發明並不因此限定。
再來，在步驟S440中，控制模組17使複數個測試模組161～164分別控制複數個無線射頻模組12～15分別發送射頻信號t21～t24至射頻交換器11，控制模組17控制射頻交換器11接收來自複數個無線射頻模組12～15的射頻信號t21～t24，控制模組17使射頻交換器11所接收的射頻信號t21~t24傳送至射頻信號分析器10，並使射頻信號分析器10將接收射頻信號t21~t24所產生的測試結果傳送至控制模組17。
值得一提的是，依據無線射頻模組12~15的種類，無線射頻模組12~15所發送(或傳送)的射頻信號可以不相同。例如：無線射頻模組12~15可以傳送與接收藍芽或無線保真(WiFi)的射頻信號。然而，為了提高測試效率，在步驟S410中已經將複數個無線射頻模組12~15設定為同一個工作模式，故在每次執行步驟S440時，射頻信號t21~t24皆為相同。在下次執行步驟S410時，複數個無線射頻模組12~15已設定為另一個工作模式。例如：第一次執行步驟S410時射頻信號t21~t24是藍芽信號，第二次執行步驟S410時射頻信號t21~t24是無線保真信號。當步驟S440結束後，再次執行步驟S410。然而，複數個無線射頻模組12~15所傳送的射頻信號t21~t24的種類並不因此限定。
〔實施例的可能功效〕
根據本發明實施例，上述的測試多組無線射頻模組之測試系統及其方法可以同時測試複數個無線射頻模組。不同種類的無線射頻模組也可以只利用一部無線信號分析器與一部射頻交換器進行測試。在測試時，將複數個無線射頻模組設定在同一個工作模式。對複數個無線射頻模組在一個工作模式測試完後，在切換到另一個工作模式以節省測試無線射頻模組的成本與時間，藉此提升測試效率。
以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。
1、2、3‧‧‧測試多組無線射頻模組之測試系統
10、20、30‧‧‧射頻信號分析器
11、21、31‧‧‧射頻交換器
12、13、14、15、22、23、24、25、32、33、34、35‧‧‧無線射頻模組
161、162、163、164、261、262、263、264、361、362、363、37‧‧‧測試模組
39‧‧‧電腦
17、27、38‧‧‧控制模組
S410、S420、S430、S440‧‧‧步驟流程
圖1是本發明實施例之測試多組無線射頻模組之測試系統的功能方塊圖。
圖2是本發明實施例之測試多組無線射頻模組之測試系統的功能方塊圖。
圖3是本發明實施例之測試多組無線射頻模組之測試系統的功能方塊圖。
圖4是本發明實施例之測試多組無線射頻模組的測試方法的流程圖。
1．．．測試多組無線射頻模組之測試系統
10．．．射頻信號分析器
11．．．射頻交換器
12～15．．．射頻模組
161～164．．．測試模組
17．．．控制模組

Claims (8)

  1. 一種測試多組無線射頻模組之測試系統，用以在同一工作模式下測試複數個無線射頻模組，該系統包括：一射頻信號分析器；一射頻交換器，電性連接該射頻信號分析器，該射頻交換器的工作頻段包括該些無線射頻模組收發射頻信號的頻段；一控制模組，電性連接該射頻信號分析器以及該射頻交換器，藉此控制該射頻信號分析器以及該射頻交換器；以及複數個測試模組，分別電性連接該控制模組，並受控於該控制模組，其中每一該測試模組具有一儲存單元，該儲存單元用以儲存一測試結果；其中，該射頻交換器以及該些測試模組用以使每一該無線射頻模組電性連接於該射頻交換器以及每一該測試模組之間，其中該控制單元與該些測試模組透過乙太網路(Ethernet)或序列資料通信介面(Serial Bus)連接，其中該測試結果包括該些無線射頻模組所接收到的一射頻信號的功率或該射頻信號的強度，以及該些無線射頻模組的功率效能或靈敏度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之測試多組無線射頻模組之測試系統，其中該工作模式系該些無線射頻模組接收射頻信號、發送射頻信號以及該些無線射頻模組選定使用的頻段。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之測試多組無線射頻模 組之測試系統，其中該些無線射頻模組為無線保真(WiFi)模組、藍芽(Bluetooth)模組、全球定位系統(GPS)模組或頻率調變(FM)模組。
  4. 一種測試多組無線射頻模組的測試方法，適用於一測試多組無線射頻模組之測試系統，該系統包括一射頻信號分析器、一射頻交換器、一控制模組以及複數個測試模組，該測試方法用以測試複數個無線射頻模組，該測試方法包括：該控制模組使該些測試模組分別對該些無線射頻模組設定為同一工作模式；該控制模組判斷要對該些無線射頻模組進行一發送測試或一接收測試；若要進行該接收測試，該控制模組使該無線信號分析器傳送一第一射頻信號至該射頻交換器，並使該射頻交換器將該第一射頻信號分別傳送至該些無線射頻模組，該控制模組再使該些測試模組分別接收該些無線射頻模組接收該第一射頻信號所產生的測試結果；若要進行該發送測試，該控制模組使該些測試模組分別控制該些無線射頻模組分別發送一第二射頻信號至該射頻交換器，該控制模組控制該射頻交換器接收來自該些無線射頻模組的該第二射頻信號，該控制模組使該射頻交換器所接收的該第二射頻信號傳送至該射頻信號分析器，並使該射頻信號分析器將接收該第二射頻信號所產生的測試結果傳送至該控制模組。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之測試多組無線射頻模組的測試方法，其中該工作模式系該些無線射頻模組接收 射頻信號、發送射頻信號以及該些無線射頻模組選定使用的頻段。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之測試多組無線射頻模組的測試方法，其中在該控制模組使該些測試模組分別對該些無線射頻模組設定為同一該工作模式的步驟中，更包括設定該些無線射頻模組為接收射頻信號、發送射頻信號或設定該些無線射頻模組所使用的頻段。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之測試多組無線射頻模組的測試方法，其中該測試結果包括該些無線射頻模組所接收到的該第一射頻信號的功率或該第一射頻信號的強度，及該些無線射頻模組的功率效能或靈敏度。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之測試多組無線射頻模組的測試方法，其中該控制單元與該些測試模組透過乙太網路或序列資料通信介面連接。
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