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手机工厂测试培训,孙晓明 2007年3月7日,目录,基本概念 测试仪器简介 测试流程 连线及测试方法 测试项解释和测量方法 CMU使用介绍 新增功能的测试 测试中遇到的常见问题 CDMA校准介绍,基本概念,GSM是Global System for Mobile Communication 的缩写。意思是全球移动通信系统。分GSM900、DCS1800和PCS1900三个频段，一般的所谓的双频手机就是在GSM900和DCS1800频段切换的手机。PCS1900则是别的一些国家使用的频段(如美国)。 GSM900/1800分别是工作在890960mhz/17101880mhz频段的。GSM900的手机最大功率是8W（实际中移动台没这么大的功率，一般的手机最大功率是2W，车载功率大）， 而DCS1800的手机的最大功率是1W。,GSM 频段,GSM900 F(CH) = 890 + (CH-1024)*0.20 CH 955,1023 F(CH) = 890 + CH*0.20 CH 0,124 TX/RX Duplex : 45MHz MS Tx 890 914.8 MHz MS Rx 935 959.8 MHz DCS Frequency Channel GSM1800 F(CH) = 1710.2 + (CH-512)*0.20 CH 512,885 TX/RX Duplex : 95MHz PCS Frequency Channel GSM1900 F(CH) = 1850.2 + (CH-512)*0.20 CH 512,885 TX/RX Duplex : 80MHz,网络组成基站,BTS 基站：base transceiver station 基站首要是收发器，收发器的多少决定小区的容量，一个收发器能支持8个用户。一个小区由3个天线，一个发射，两个接收（分级接收）。,每个BTS都会有一套收发器。 一个BTS覆盖一个小区，BTS发送BCH信号在RF信道的0时隙。BCH帮助Mobile识别/寻找网络。 小区的手机用户容量依靠信道数 GSM空中接口的数据传输速率是13Kbps, 即BTS收发语音数据速率是13KB/S. 有BTS命令手机设置其发射功率、迁时、切换。,网络组成基站控制器,几个BTS基站连接一个BSC, 基站安排信道配置、切换、和BTS连接BSC; 所有的BSC连接至MSC 每个BTS连结BSC用abis 接口，是2Mbps的连接。使用microwave link、optical fiber、 co-axial line等方式连接. Microwave link 经常是最好的连接方式选择。 BSC连结MSC使用的是A口 在BSC可提供小区广播等服务。,图表1 GSM网络,网络组成Mobile Switching Center,是网络的核心，呼叫建立、保持、和释放；链接BSC和PSTN、 认证、呼叫转接、短信息、收费等。当用户增加到一定数量时，可增加MSC；MSC与MSC之间使用GMSC连结（GATEWAY）,当呼叫建立时，MSC起到保持通话和断开通话的功能。 存储所有的用户数据和它们的相关特征。 介于MS和PSTN之间，交换通信数据. MSC是GSM 网络的心脏。是与别的GSM 网络、非GSM网络的连接口。 MSC主要功能：认证、位置更新、连接、收费、呼叫转接、SMS。 当用户增加时，超过一个MSC的容量， 就需要多一个MSC， 就增加一倍的用户,网络组成其他,TRAN-Trans coding/rate adapter unit速率适配器 HLR-Home location register归属位置寄存器 VLR-visiting location register访问位置寄存器 AUC-Authentication center鉴权中心 EIR-Equipment identify register装备身份中心 BC-Billing center收费中心 OMC-Operation and maintenance center操作运营中心 SMSC-短信中心,CI-Cell Identity,小区身份，网络中每个小区都有唯一的识别号CI，一个小区有56个用户可同时通话。,调制方式,GSM 采用的是0.3GMSK调制 高斯最小频移键控，0.3是描述滤波器带宽和比特率的关系,不是相位调制，是一种典型的数字调频调制，实际上是调频。0和1代表的是载波加减不同的频率+67.708KHZ 和-67.708KHZ，1被看作是相位增加90度，0被看作是相位在相反方向改变，两个频率表示频移键控; 语音编码速率时13kbps. 数据速率(调制速率)BIT传送速率是270.833Kbps。刚好是四倍于射频频移。这样一来就有效的减少调制频谱和提高了通道利用率. 高斯滤波: 剧烈的频率变化会导致频谱扩散, 所以用滤波器进行滤波平滑后, 减少频谱扩散; RF载频加67.708和减67.708KHZ; 靠频率转移.,手机开机的步骤,搜索所有的BCH,开机,跟网络同步时间和频率 由FCH/SCH调整,解码BCH子通道BCCH,网络检查SIM卡的合法身份，是否是网络允许的SIM卡,手机位置更新,网络鉴权,手机主叫过程,由BCH指定传输信道SDCCH,手机给基站发送通道请求， 即手机发送一个短的随即接入的突发脉冲（RACH Burst）,手机和基站在独立的 专用信道SDCCH上通信,权限认证,指定手机在一个业务信道（TCH）上通信,手机被叫过程,手机发送RACH,BTS在PCH呼叫通道上使用SIM中的IMSI号码来呼叫用户,通道指定的BCH,手机和基站在SDCCH上通信,手机用户被鉴权,手机被指定TCH通道,在TCH通道上进行 语音和数据通信,上行和下行,上行是手机通过上行频率发信息给基站，下行是相反。上行和下行组成一对频率对（45MHZ分割），上行滞后下行3个时隙；上行和下行使用相同的时隙号；上行和下行使用相同的通道号；上行和下行使用不同的波段。（间隔45MHZ）。,功率等级,由于手机在小区内移动，它的发射功率要随着移动，当他靠近基站时，防止干扰别的用户功率要减小，当他远离基站是为防止衰减要增大发射功率。总共有19个功率等级, 功率等级存于手机的EEPROM中. 功率控制的好处是：手机可以省电、基站减少干扰。,由基站在SACCH上发送命令手机改变发射功率 改变功率是和路径的衰减成比例。TX Level 5 33dbm ，19-5dbm。 每个等级之间是间隔2dbm. BTS需要在上行开始的Rxlev、Rxqual 每480ms 发送报告给BSC 关于Rxlev、Rxqual。 每一定时间跟初始的进行比较。,时迁Timing Advance,Timing advance 就是为了保证信号能在准确的时间内到达BS, 当MS移动时, 随着MS距离BS 的远近, 上行传递的时延的可变，基站命令移动台提前发送。 由BS在SACCH信道上命令MS来改变它的迁时的大小. 手机在空闲模式时接收机站和解码BCH，在BCH中的SCH允许手机调整它的内部时间，当手机接收到SCH时不知道距离基站多远，通过SACH特殊的 短突发。当手机在下行的SACCH上获得迁时信息，才发送正常的突发，30KM 手机设置迟延100US.,信道介绍,BCH广播信道 CCCH专用控制信道 DCCH专用控制信道 TCH业务信道 RACH随机接入信道,其他,IMEI：international mobile equipment identity国际移动设备识别号。 小区接入技术FDMA TDMA CDMA Timeslot 1timeslot576.92us,1frame=8timeslots 跳频,基本仪器简介,电源 信号发生器 频谱分析仪 万用表 示波器 综合测试仪 其他,电源（Power supply）,Keithley2304,2306 Agilent 66311B,1.提供电压电流 2.sense的用途 使测量更精确，消除路径损耗。,信号发生器（Signal Generator）,Agilent4432B Anritsu MG3681A R&S,1.提供射频信号,频谱分析仪（spectrum analyzer）,Agilent4405B Advantest R3267 R&S,1.输出频谱 2.测量功率 3.观察谐波失真,万用表和示波器,1.Debug维修用 2.示波器观察相位失真,综合测试仪,Agilent8960 Anritsu MT8820A R&S CMU,1.综合测试 2.Debug维修 3.性能参数，调制频谱,其他仪器,1.功率计 2.FM调制解调 3.Bluetooth发射器 4.GPS发射器,测试流程,以上海某公司的一款手机为例，介绍一下手机由设计到上市的过程，其中以生产为重点介绍。,研发阶段的测试,测试跟研发是并行的 根据产品提出测试方案 编写测试程序 根据需要修改测试程序 保证程序的稳定性和可靠性,生产阶段的测试,烧录芯片,SMT,扫入SN,校准,天线测试,人机接口 测试,终测,FQA,写ESN （或其他）,软件升级,组装,包装出货,USB 蓝牙 GPS测试,SN,SN写号工位 此工位是把SN号和进程控制的信息写到手机里，用来跟踪 手机的测试过程中的进度和测试的结果。,人机接口测试,检查最终用户所使用的手机功能, 有以下几项: 摄像功能 按键测试 主显示屏检查 小屏检查 Sub-LCD 扬声器检查 Speaker 听筒检查 Receiver 话筒检查 MIC 震铃检查 Vibrator 背景灯检查 Indicator 录音检查 恢复出场设置,连线及测试方法,设备连线图 不同工位的需求 不同设备的连线图 不同产品的连线图,手机测试连线图综测仪,根据厂家不同连线有所不同 根据成本要求不同连线有所不同,手机测试连线图SG&SA,PC,信号发生器,频谱分析仪,耦合器,待测件,电源,其他测试连线1,PC,待测件,USB,蓝牙GPS 测试仪,综合测试仪,天线耦合器,其他测试连线2,其他测试方法简介,测试项解释和测量方法,目前GSM的平台有很多，但校准和终测的方法大体相同，其基本理念都是一样的，下面以两款平台介绍一下校准和终测的方法和步骤。,校准终测的目的,现在生产的相同型号手机虽然使用都是相同器件,但这相同器件还是有的一定的偏差,由此组合的手机就必然存在着差异,但这差异是在一定的范围,超出了就视为手机不良。因此校准的目的就是将手机的这种差异调整在符合国标的范围，而终测是对于校准的检查，因为校准无法对手机的每个信道，每个功率级都进行调整，只能选择有代表性的（试验经验点）进行，所以校准通过的手机并不能肯定它是良品，只有通过终测检验合格的才算是。,电池校准,对基带电路中的A/D的参考电压的校准，以保证A/D读数的准确 。 设置外部电源在4.2V，读取手机电压表示值 设置外部电源在3.5V，读取手机电压表示值 将上面两值存入手机中,发射机校准,不同的平台有不同的校准方法，但其大致的原理是一样的。就是通过一定的方法调整在一个或者几个试验经验点（全部功率级）的功率值的表示值，使其符合国标的要求。 对不同信道，不同功率级别进行校准 下面讲述两种校准方法。,手机发射部分原理框图,发射信号,发射信号（部分）,Figure 3: PmW vs Element,所用公式,V=(P*R)1/2=(0.05*P)1/2=10(PdBm-13)/20),PmW(t)=(A-B)Sin3(K*t)+B 其中 K=180/(2*T),TXP=m*V+c,m=(TXPH-TXPL)/(VH-VL) c=TXPH-m*VH,测试步骤,TxPH推,TxPL推,PH推,PL推,VH推,VL推,M0，c0,TxPHreq,TxPLreq,PHreq,PLreq,VHreq,VLreq,方法二：逐次逼近法,将手机仪器都设置在Test Mode 设置仪器一个合适的信道，发送PTE指令控制手机处于连续发射状态，信道与仪器对应. 写入该功率级的默认值，调整默认值（或加或减）使手机的发射功率达到期望值，将此数据换算的Ramp值存入手机，对该信道的各个功率级都进行这样计算、存值。,接收机校准,不同平台有不同的方法 下面讲述两种平台的校准方法。,手机接收部分框图平台1,设置工作点,主要的目的是寻找CSP中ADC处信号电平在-20dBfs时且通道增益已定义的情况下的Cellpower。 设置手机放大器状态RxGainA = 0，RxGainB = 202 选择一个任意的测试信道 执行ReadRSS命令 读到的结果换算成dbfs: 10 log (Reading1 + Reading2 + Reading3 + Reading4) / (4 * 32767),测试边带信道,根据上面的方法读取所有信道的值 计算每个频段的平均值Mn(n=18) 计算所有频段的平均值Mo 计算补偿：(Mn-Mo)*16(n=18),Rx基本通道增益补偿（LNA开启）,1设置手机信道channel=62,根据上步得到： 2当RxGainB=202时，信号发生器的信号电平为-54.5 3设置手机RxGainB=162时，提高信号发生器的电平到-49.5。 4读取结果并换算成dbfs(mean)，根据Setworkingpoint的方法，调整到-20dbfs左右。 5取出上面的频段补偿 6根据公式计算基本通道增益*16保存： Basic Rx Path Gain=mean-信号发生器的电平-基带部分开关增益-频段补偿 7重复以上操作，将BB_Gain设为-2，26，40，54等计算结果与12db的值的差值*16取整。,Rx基本通道增益补偿（LNA关闭）,1设置手机信道channel=62,根据上步得到： 2当RxGainB=322时，（RxGainA=0;RxGainB=1536+322,此RG0 and RG1为1，使LNA完全关闭）根据Setworkingpoint的方法，调整到-20dbfs左右。此时信号发生器的电平为-39.86dbm。（mean=-20.0566） 3取出上面的频段补偿 4由于BB_Gain=52db，在46和62之间，因此其基带功率补偿为13/16=0.8125。 5根据公式计算基本通道增益*16保存(-994:FC1E)： Basic Rx Path Gain=mean-信号发生器的电平-基带部分开关增益-频段补偿 分两部分保存，写入手机。,DC偏移量校准,1开启DCOffset外部校准（发送一个命令） 2设置信道539，BB_Gain=62db（RxGainA=0,RxGainB=362）,LNA=ON 3设置适当的初始值。（SetDCROffset） 4ReadRSS,并换算成dbfs.判断是否小于-30。 从DSP读取测试值 4eaf =20143 AND 1FFF(8191)-EAF=3759 08bb=2235-=2235 读取4组求平均值 重复上步骤在其他信道获取7组值（539，593，648，702，755，809，860）存入手机。,手机接收部分框图平台2,接收图说明,前置低噪放大器，打开时EGSM和GSM850有15dB的增益，DCS和PCS有13dB;关闭时EGSM和GSM850为0dB, DCS和PCS有8dB，可控； 低通滤波器，规格375k，3dB;PGA,0-16dB,步长4dB； AGAIN，有117dB的增益，可调；（模拟补偿） DGAIN，0-63dB的增益，步长1dB,可调；（数字补偿） 晶振部分，要求调整一个6bit的CDAC值和一个12bit的AFC值,振荡器校准13M频率校准,设置经验值。 设置手机连续发射 设置手机主振荡器的频率偏置（CDAC） 设置仪器的band和信道跟手机一置。 读取频率误差 正确：保存CDAC,错误：保存CDACFreqErr、1000。,振荡器校准控制频率的数模转换器校准,设置手机连续发射 设置仪器的band和信道跟手机一置。 读取频率误差 测量两点，计算斜率，保存,这个校准是校准当外部环境（如温度等）改变后，要使振荡器正常工作，而引入的一个反馈补偿，它呈线性，手机存储这直线的斜率,终测测试项,测试方法在CMU中一起介绍 测试项概括,Tx 发射,发射平均功率 均方根相位误差 峰值相位误差 频率误差 功率与时间曲线 调制、切换频谱,Rx 接收,接收误码率 02.439 接收电平 （RxLevel） 411 接收质量 04,Rx 接收,接收误码率 接收电平 接收质量,国内GSM手机进网检测的测试标准,发射机 相位误差和频率误差 多径与干扰条件下的频率误差 发射机载频峰值功率与突发脉冲定时 输出射频频谱,接收机 坏帧指示性能 参考灵敏度 接收机适用的输入电平范围 同信道抑制 临信道抑制 互调抑制 阻塞与杂散响应抑制 杂散辐射,音频测试 发射灵敏度/频率响应 发送响度评定值 接收灵敏度/频率响应 接收响度评定值 侧音掩蔽评定值 电话声耦合损耗,失真 带外信号抑制 空闲信道噪声,CMU使用介绍,参见另外文档,新增功能的测试,蓝牙 GPS MP3 FM,测试中遇到的常见问题,关机电流不正常：有短路存在 开机电流不正常：虚焊等问题 Call不上：电路焊接有问题，检查射频线 终测失败：检查是否校准,CDMA 校准方法,For radioOne chipset 以6系列芯片为例,目录,什么是RF校准 相关用语 准备工作 RX校准 DVGA offset校准 LNA range offset校准 IM2 频率相关校准 TX校准 Tx linearizer Curve Rise Fall value 频率和温度关系的校准 Max limit power和HDET 其他,不同的手机有不同的特性 同样器件不同设计方法有不同的特性,一个测量数据的过程 校准结果存入NV（non-volatile） DMSS在正常运行中使用校准值来确保系统性能 NV项可用DIAG命令读取修改,RF校准,AGC:Automatic Gain Control自动增益控制 DMSS: Dual Mode Subscriber Software LNA Low Noise Amplifier低噪声放大器 NV Non-Volatile PDM Pulse Density Modulation IF Intermediate Frequency,相关用语,仪器准备 电源，综合测试仪，射频线 夹具，屏蔽盒,将一些NV清0 NV_FR_TEMP_OFFSET NV_CDMA_DACC_I_ACCUM4:0 NV_CDMA_DACC_Q_ACCUM4:0 所有跟频率和温度有关的测试项,准备工作,支持16信道的频率校准和补偿 选择一个为基准信道（202） 设置手机为工厂测试模式FTM,频率信道的选择,RX框图,设置信号发生器发出NV_CDMA_LNA_FALL(-92.2db) 执行GET_DVGA_OFFSET命令，保存结果,NV_CDMA_VGA_OFFSET,设置信号发生器为NV_CDMA_LNA_RISE（-88.2）和NV_CDMA_LNA_FALL（-92.2）中间值-90.2，执行GET_LNA_OFFSET命令，保存结果 设置信号发生器为NV_CDMA_LNA_2_RISE（-78.2）和NV_CDMA_LNA_2_FALL（-82.2）中间值-80.2，执行GET_LNA_OFFSET命令，保存结果 设置信号发生器为NV_CDMA_LNA_3_RISE（-59）和NV_CDMA_LNA_3_FALL（-63）中间值-90.2，执行GET_LNA_OFFSET命令，保存结果 设置信号发生器为NV_CDMA_LNA_4_RISE（-45.8）和NV_CDMA_LNA_4_FALL（-49.8）中间值-47.8，执行GET_LNA_OFFSET命令，保存结果,NV_LNA_RANGE_OFFSET,上面结果依次得到的是： NV_LNA_RANGE_OFFSET NV_LNA_RANGE_12_OFFSET NV_LNA_RANGE_3_OFFSET NV_LNA_RANGE_4_OFFSET,NV_LNA_RANGE_OFFSET,设置信号发生器发生一个AM信号含适当的相位噪声，相位噪声在5MHz偏移处应小于-140dbc/Hz. 设置LNA为最大增益处，执行GET_CDMA_IM2，等待几秒钟，记录结果。,IM2 校准,NV_CDMA_VGA_GAIN_OFFSET_VS_FREQ NV_CDMA_LNA_OFFSET_VS_FREQ NV_CDMA_LNA_12_OFFSET_VS_FREQ NV_CDMA_LNA_3_OFFSET_VS_FREQ NV_CDMA_LNA_4_OFFSET_VS_FREQ,Rx的频率补偿校准1,1.切换频率根据信道表 2.确保跟频率相关的各项NV已经清0 3.在各个信道做所有的Rx校准（除了IM2）,Rx的频率补偿校准2,NV_CDMA_VGA_GAIN_OFFSET_VS_FREQi= (VgaOffsetVsFreqi-NV_CDMA_VGA_OFFSET)/12 NV_CDMA_LNA_OFFSET_VS_FREQi= LnaOffsetVsFreqi-NV_LNA_RANGE_OFFSET NV_CDMA_LNA_12_OFFSET_VS_FREQi= Lna12OffsetVsFreqi-NV_LNA_12_RANGE_OFFSET NV_CDMA_LNA_3_OFFSET_VS_FREQi= Lna3OffsetVsFreqi-NV_LNA_3_RANGE_OFFSET NV_CDMA_LNA_4_OFFSET_VS_FREQi= Lna4OffsetVsFreqi-NV_LNA_4_RANGE_OFFSET,Rx的频率补偿校准3,Tx框图,Tx AGC用模拟功放控制输出功率 校准发射增益和控制电压（PDM）之间的关系 DMSS60XX和61XX支持102.4dB的动态范围 校准37功率等级,Tx校准,PA支持4个状态，每种状态包含自己的线性关系 NV_CDMA_TX_LIN_MASTER0 NV_CDMA_TX_LIN_MASTER1 NV_CDMA_TX_LIN_MASTER2 NV_CDMA_TX_LIN_MASTER3 每个NV_CDMA_TX_LIN_MASTERx包含37个数据 CDMA_LIN_MASTER_OFF_0是第一个数据对应在48.4dBm的PDM值 CDMA_TX_LIN_MASTER_SLP是各个功率等级的PDM的差值,Tx校准项,NV_CDMA_TX_LIN_MASTER0,继续Rx的测试，不需要重新启动，确保在FTM模式 切换信道在基准信道 打开Tx发射，设置PA的状态（R00，R10） 用SET_PDM调节Tx_AGC_ADJ PDM接近功率点（48.4，45.2，42，-63.6，-66.8） 调节-60point26的点，其余的用线性公式推算出来 计算 NV_CDMA_TX_LIN_MASTER_OFF_0=TX_AGC_ADJ0 NV_CDMA_TX_LIN_MASTER_SLPn=TX_AGC_ADJn+1-TX_AGC_ADJn,功率等级,NV_CDMA_TX_LIN_MASTER13,用SET_PA_RANGE命令，设置PA的状态 用相同的方法校准其他PA的状态 NV_CDMA_TX_LIN_MASTER123 很多PA只支持2个功率等级 速度更快的方法 设置TX_AGC_ADJ从100 到450，步长为10,校准PA_RISE/FALL,校准PA的特性 NV_R1_RISE=2.5*(PA_RISE+60) 如果PA只有两种状态，则NV_R2_RISE/FALL,NV_R3_RISE/FALL设置为255 一般设置NV_R1_RISE/FALL分别为185和175，表示RISE和FALL的范围为14dbm和10dbm,发射的频率校准,确保跟频率相关的NV项清零 设置PA为最小增益状态 设置TX_AGC_ADJ使输出功率为一值（如