本實用新型涉及電流檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種NB-IOT終端多種工作模式下的精密電流檢測裝置。

背景技術(shù)：

基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)(Narrow Band Internet of Things，NB-IOT)成為萬物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個重要分支。NB-IOT構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò)，只消耗大約180KHz的帶寬，可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò)，以降低部署成本、實現(xiàn)平滑升級。

NB-IOT是IOT領(lǐng)域一個新興的技術(shù)，支持低功耗設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接，也被叫作低功耗廣域網(wǎng)(LPWA)。NB-IOT支持待機(jī)時間長、對網(wǎng)絡(luò)連接要求較高設(shè)備的高效連接。據(jù)說NB-IOT設(shè)備電池壽命可以提高至至少10年，同時還能提供非常全面的室內(nèi)蜂窩數(shù)據(jù)連接覆蓋。

這些特點對NB-IOT模塊的供電及功耗提出了極高的要求，而且對模塊在各種狀態(tài)下的功耗和電流測試變得極其困難。主要有：

休眠模式：此時模塊處于非工作狀態(tài)，屬于一種常態(tài)，但電流極低，甚至低于1uA。

喚醒模式：模塊接收指令，由休眠進(jìn)入工作狀態(tài)。在轉(zhuǎn)化狀態(tài)下，電流在短時間內(nèi)將急速增加，達(dá)到mA級的電流量，比休眠狀態(tài)高出104量級，而持續(xù)時間極短。

工作模式：模塊的正常通信狀況，由于業(yè)務(wù)需求，這種狀態(tài)持續(xù)時間較短，電流也較大，業(yè)務(wù)結(jié)束之后立刻轉(zhuǎn)入休眠模式。

以上幾種狀態(tài)，對于功耗和電流的監(jiān)測都比較困難，主要有以下幾個方面：

測量量程寬，休眠模式和工作模式，電流相差5-6個量級，需要不同量程的電流計；

測量時間短，除了休眠模式是一種常態(tài)，喚醒模式和工作模式的時間極短，普通電流計無法響應(yīng)。比如，用市面上的電流計無法測量工作模式下的模塊電流。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種體積小、重量輕、測量速度快的NB-IOT終端多種工作模式下的精密電流檢測裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：

一種NB-IOT終端多種工作模式下的精密電流檢測裝置，包括整體調(diào)度單元、射頻單元、基帶信號發(fā)生單元、基帶信號處理單元、合路器、同步處理單元、高速AD轉(zhuǎn)換單元、多檔電流計和電壓輸出單元，所述射頻單元包括射頻發(fā)射單元和射頻接收單元，所述整體調(diào)度單元的輸出端分別連接基帶信號發(fā)生單元的輸入端、同步處理單元的輸入端和多檔電流計的輸入端，所述基帶信號發(fā)生單元的輸出端通過射頻發(fā)射單元連接合路器的輸入端，所述合路器的輸出端依次通過射頻接收單元和基帶信號處理單元連接整體調(diào)度單元的輸入端，所述多檔電流計的輸出端分別連接電壓輸出單元的輸入端和高速AD轉(zhuǎn)換單元的輸入端，所述高速AD轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接同步處理單元的輸入端，所述電壓輸出單元的輸出端和合路器均連接被測單元。

作為本實用新型進(jìn)一步的方案：所述整體調(diào)度單元為NB-IOT協(xié)議棧。

作為本實用新型進(jìn)一步的方案：所述整體調(diào)度單元為計算機(jī)和USB接口，所述標(biāo)準(zhǔn)計算機(jī)分別連接USB接口和被測單元。

作為本實用新型進(jìn)一步的方案：所述被測單元和合路器之間通過射頻接口連接。

作為本實用新型再進(jìn)一步的方案：所述被測單元和電壓輸出單元之間通過電源供電接口連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：

本實用新型裝置通過協(xié)議棧和電源電流一體化設(shè)計，實現(xiàn)了對NB-IOT模塊任意時刻的電流精確測量，從而解決了這種時變系統(tǒng)的電流測量問題，不僅可以測量NB-IOT模塊不同狀態(tài)的工作電流，亦可實現(xiàn)射頻性能的測試，比如終端發(fā)射功率、信號帶寬、接收靈敏度等，具有一定的通用性，可實現(xiàn)微秒級的動態(tài)電流測量，測量速度快，并且具有良好的同步性，可以精確測量不同模式的工作電流情況；亦可以實現(xiàn)其它通信模塊的測量，比如手機(jī)終端模塊、無線上網(wǎng)卡模塊等。另外，本裝置具有良好的性價比，并且體積小、重量輕，比傳統(tǒng)的測量系統(tǒng)使用便捷性大大提高。信令模式測量下，無需任何外部設(shè)計即可完成全部測量，大大提高了測量效率。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖之一。

圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖之二。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本專利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。

請參閱圖1-2，一種NB-IOT終端多種工作模式下的精密電流檢測裝置，包括整體調(diào)度單元、射頻單元、基帶信號發(fā)生單元、基帶信號處理單元、合路器、同步處理單元、高速AD轉(zhuǎn)換單元、多檔電流計和電壓輸出單元，所述射頻單元包括射頻發(fā)射單元和射頻接收單元，所述整體調(diào)度單元的輸出端分別連接基帶信號發(fā)生單元的輸入端、同步處理單元的輸入端和多檔電流計的輸入端，所述基帶信號發(fā)生單元的輸出端通過射頻發(fā)射單元連接合路器的輸入端，所述合路器的輸出端依次通過射頻接收單元和基帶信號處理單元連接整體調(diào)度單元的輸入端，所述多檔電流計的輸出端分別連接電壓輸出單元的輸入端和高速AD轉(zhuǎn)換單元的輸入端，所述高速AD轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接同步處理單元的輸入端，所述電壓輸出單元的輸出端和合路器均連接被測單元。

所述基帶信號發(fā)生單元產(chǎn)生基站基帶信號，射頻發(fā)射單元將基帶信號調(diào)制到高頻的制定頻率上；射頻接收單元實現(xiàn)上行鏈路信號的下變頻，基帶信號處理單元完成信號的解調(diào)分析，整體調(diào)度單元實現(xiàn)整個任務(wù)的完整調(diào)度，并可以同步進(jìn)行多檔電流計測量的控制。

所述整體調(diào)度單元為NB-IOT協(xié)議棧；或者所述整體調(diào)度單元為計算機(jī)和USB接口，所述標(biāo)準(zhǔn)計算機(jī)分別連接USB接口和被測單元。

鑒于功耗和電流測量對NB-IOT模塊的重要性，本實用新型采用內(nèi)置電壓源和電流計，與NB-IOT通信模塊協(xié)議一體，實現(xiàn)對模塊的同步控制與測量，從而可以在各種狀態(tài)下對模塊的工作電流進(jìn)行測量，從而滿足NB-IOT模塊的研發(fā)和生產(chǎn)測試需求。

如圖1所示，本實用新型核心是一體化測量裝置，內(nèi)置NB-IOT協(xié)議棧，模擬NB-IOT基站信號，采用NB-IOT標(biāo)準(zhǔn)對被測單元進(jìn)行收發(fā)控制，通過射頻單元發(fā)射模擬基站信號，并接收來自被測單元的射頻信號，通過解調(diào)分析被測單元的工作狀態(tài)。同時，根據(jù)被測單元的工作狀態(tài)，同步控制電流計的檔位，并實時測量相應(yīng)的電流量，從而實現(xiàn)對被測模塊不同工作狀態(tài)下電流的精確測量。

一體化測量裝置與被測單元主要有射頻接口和電源供電接口，射頻接口可以通過射頻電纜直連，亦可通過天線經(jīng)空口進(jìn)行連接，這大大提高了測試效率。被測單元的供電電源由一體化測量裝置提供，可通過電纜連接，亦可通過探針進(jìn)行注入。

合路器實現(xiàn)上下行的分離，下行鏈路由一體化測量裝置發(fā)射NB-IOT標(biāo)準(zhǔn)的基站下行信號，上行鏈路接收被測單元的射頻信號。其中，基帶信號發(fā)生單元產(chǎn)生基站基帶信號，射頻發(fā)射單元將基帶信號調(diào)制到高頻的制定頻率上；射頻接收單元實現(xiàn)上行鏈路信號的下變頻，基帶信號處理單元完成信號的解調(diào)分析，NB-IOT協(xié)議棧實現(xiàn)整個任務(wù)的完整調(diào)度，并可以同步進(jìn)行電流計測量的控制。

所述電壓輸出單元提供一個可以程控的電壓范圍，模擬模塊的電池供電，輸出端串接一個多檔電流計，根據(jù)模塊的不同，一般至少需要三擋，mA、uA、nA級的測量，從而滿足不同工作狀態(tài)下的電流測量。所述高度AD轉(zhuǎn)換單元對多檔電流計的數(shù)值進(jìn)行采樣，通過同步處理單元刷選關(guān)鍵時刻的測量值。

所述整體調(diào)度單元為NB-IOT協(xié)議棧時的測量方式采用信令方式測量，從而無需外部控制即可實現(xiàn)所有參數(shù)的測量。但信令方式下的協(xié)議棧較復(fù)雜。本實用新型亦可提供一種非信令測量方式，簡化裝置復(fù)雜度并降低成本。如圖2所示：本實用新型裝置內(nèi)部無協(xié)議棧，通過標(biāo)準(zhǔn)計算機(jī)分別對被測單元和測量裝置進(jìn)行控制，同步時序完全由計算機(jī)進(jìn)行控制，一體化測量裝置中的發(fā)射、接收和電源三部分可以看成是獨立的功能單元。這種方式要求，被測單元具有控制接口和完整的控制指令。由于不需要協(xié)議棧，這種測量更具成本優(yōu)勢。

本實用新型裝置通過協(xié)議棧和電源電流一體化設(shè)計，實現(xiàn)了對NB-IOT模塊任意時刻的電流精確測量，從而解決了這種時變系統(tǒng)的電流測量問題，不僅可以測量NB-IOT模塊不同狀態(tài)的工作電流，亦可實現(xiàn)射頻性能的測試，比如終端發(fā)射功率、信號帶寬、接收靈敏度等，具有一定的通用性，可實現(xiàn)微秒級的動態(tài)電流測量，測量速度快，并且具有良好的同步性，可以精確測量不同模式的工作電流情況；亦可以實現(xiàn)其它通信模塊的測量，比如手機(jī)終端模塊、無線上網(wǎng)卡模塊等。另外，本裝置具有良好的性價比，并且體積小、重量輕，比傳統(tǒng)的測量系統(tǒng)使用便捷性大大提高。信令模式測量下，無需任何外部設(shè)計即可完成全部測量，大大提高了測量效率。

上面對本專利的較佳實施方式作了詳細(xì)說明，但是本專利并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下作出各種變化。