MSEGEPT101手機測試原理

1、手機測試原理介紹教材編寫人教材編寫人 劉劉 虎虎 教材編寫日期教材編寫日期 20072007年年 6 6 月月教材適合對象教材適合對象 師一師一 師三師三教材審定主管教材審定主管 趙夀民專理趙夀民專理課程大綱課程大綱( (本講重點本講重點) )：n1. 1. GSMGSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)介紹網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)介紹 n2. 2. 手機電路結(jié)構(gòu)手機電路結(jié)構(gòu)介紹介紹n3. 3. 測試原理介紹測試原理介紹課程目標：課程目標：n了解手機結(jié)構(gòu)和測試基本原理了解手機結(jié)構(gòu)和測試基本原理n通過學(xué)習(xí)，能夠?qū)κ謾C測試問題的處理有一定的通過學(xué)習(xí)，能夠?qū)κ謾C測試問題的處理有一定的幫助。幫助?？己朔绞剑嚎己朔绞剑撼銮诔銮? +實操實操課時

2、：課時：4HGSMGSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)介紹網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)介紹 History of GSMnIn 1981s,Joint Fransco-German Study for Pan-European Digital cellular Technique,nIn 1982s, Group Special Mobile was formed within the GEPT,nIn 1986s, Memorandum of Understanding (MoU) for Digital system Standard.nIn 1989s, GSM was Moved into ETSI.nIn 1990s, GS

3、M specification developed an offshoot-DCS1800.nIn 1991s, GSM system was operated.GSM系統(tǒng)概述nGSM最早是由歐洲郵政部門與電信管理聯(lián)合移動特別小組提出的一種通信協(xié)議.由于其技術(shù)相對成熟而被大部分國家采用。n1989年GSM被接納入ETSI組織在ETSI組織的領(lǐng)導(dǎo)下GSM系統(tǒng)被改名為(Global System for mobile communication).稱為全球通.nGSM的系統(tǒng):u使用頻率: GSM900,DCS1800,PCS1900.GSM: Group Special Mobile中國DCS:

4、Data Communication System中國PCS: Personal Communication System美國GSM系統(tǒng)概述uGSM(900M)頻率與信道:GSM上下行頻率各占25MHz,Total124Channel 范圍1-124.Channel間隔200KHz,收發(fā)間隔45MHz.TX(上行鏈路):890.2-915.2MHz. 915.2-890.2=25MRX(下行鏈路):935.2-960.2MHz. 935.2-860.2=25MuEGSM(900M)頻率與信道:(Extended GSM)Channel 范圍:975-1023. Total 49 Channel

5、.TX(上行):880-915MHz. 880-915=35MRX(下行):925-960MHz. 925-960=35MGSM系統(tǒng)概述uDCS(1800M)頻率與信道:DCS上下行頻率各占75MHz,Total374Channel 范圍512-885 Channel間隔200KHz,收發(fā)間隔95MHz.TX(上行):1710.2-1784.8MHz.RX(下行):1805.2-1879.8MHz.uPCS(1900M):頻率與信道:(部分與DCS重疊)PCS上下行頻率各占60MHz,Total300Channel范 圍512-810 Channel間隔200KHz,收發(fā)間隔80MHz.TX:

6、1850-1910MHz. RX:1930-1990MHz.GSM系統(tǒng)概述ChannelsCH975880.2925.2CH1023889.8934.8CH0890.0935.0CH1890.2935.2CH2890.4935.4CH3890.6935.6CH124914.8959.8CH5121710.21805.2CH5131710.41805.4CH5141710.61805.6CH8851784.81879.8CH5121850.21930.2CH5131850.41930.4CH5141850.61930.6CH8101909.81989.8GSM900: E-GSM + P-GSM

7、 = 49 + 124 channelsGSM1800: 374 channelsGSM1900: 299 channels890.4-890.2 = 200KGSM 25MEGSM 35MDCS 75M935.6-890.6 = 45M1805.6 - 1710.6 = 95M (收發(fā)間隔收發(fā)間隔)1930.6 - 1850.6 = 80M (收發(fā)間隔收發(fā)間隔)PCS 60MGSM NetworksMSBTSBSCMSCOMC-ADCNMCOSIVLREIRAUCHLRInterface to otherNetworks.MS -Mobile Stations, BTS -Base Tran

8、sceiver Station,BSC -Base Station Controller MSC- Mobile Switching Center,VLR -Visitors Location Register, HLR-Home Location Register, AUC -Authentication Center, EIR-Equipment Identify Register, OMC -Operations and Maintenance CenterNMC -Network ManagementPrivate Land Mobile Networks,Public Switche

9、d Telephone Networks Etc.GSM NetworksGSM Air InterfacenSeparate Bands for Uplink and DownlinknTDMA and FDMA Multiplex -124 Frequency Channels(ARFCN) for GSM900 -200kHz Channels -8 Mobiles share ARFCN by TDMAn0.3GMSK Modulation -270.833kbits/sec.rate. Variable TX Power and Timing GSM系統(tǒng)概述nGSM的主要通信技術(shù):n

10、多址接入技術(shù): (FDMA,TDMA,CDMA)頻分多址:(FDMA)是將給定的頻譜資源劃分為若干個等間隔的頻道(或稱信道)供不同的用戶使用。FDMACH0CH1CH2Frequency (X坐標軸）Level (Y坐標軸) GSM系統(tǒng)概述TDMASlot 1Slot 2時分多址時分多址:(TDMA)是把時間分割成周期性的幀，每一幀再分割成若干個時隙(無論幀或時隙都時互不重疊的)在頻分雙工(FDD)方式中，上行鏈路和下行鏈路的幀分別在不同的頻率上。在時分雙工(TDD)方式中，上行鏈路和下行鏈路的幀都在相同的頻率上。Time (X坐標軸）Frequency (Z坐標軸)Level (Y坐標軸)T

11、otal 8 slot (slot 0 to slot 7) GSM系統(tǒng)概述C D M A0101110101 0101110101 0101110101 01011101010101110101碼分多址碼分多址:(CDMA) 是以擴頻技術(shù)為基礎(chǔ)，利用不同碼型實現(xiàn)不同用戶的信息傳輸。擴頻技術(shù)是一種經(jīng)過偽隨機序列調(diào)制的寬帶信號其帶寬通常比原始信號帶寬高幾個量級。nGSM采用FDMA & TDMA技術(shù).（目前采用（目前采用 )Algorithms(運算法則）手機電路結(jié)構(gòu)手機電路結(jié)構(gòu)介紹介紹手機內(nèi)部典型結(jié)構(gòu)射頻處理部分射頻部分：手機射頻接收與射頻發(fā)射部分 發(fā)射部分 發(fā)部分包括帶通濾波、中頻、發(fā)射本振

12、、射頻功率放大器、發(fā)射濾波器、天線開關(guān)、天線等。接收部分 接收部分包括天線、天線開關(guān)、高頻濾波、高頻放大、混頻、中頻濾波和中頻放大等電路。對接收信號進行一級一級處理，最后得到推動聽筒發(fā)聲的音頻信號邏輯/音頻部分 n音頻處理部分 1發(fā)送音頻處理過程。來自送話器的話音信號經(jīng)音頻放大集成模塊放大后進行A/D變換、話音編碼、信道編碼、調(diào)制，最后送到射頻發(fā)射部分進行下一步的處理。 2接收音頻處理過程。從中頻輸出的RXI、RXQ信號送到調(diào)制解調(diào)器進行解調(diào)，之后進行信道解碼、D/A變換，再送到音頻放大集成模塊進行放大。最后，用放大的音頻信號去推動聽筒發(fā)聲。n邏輯處理部分 手機射頻、音頻部分及外圍的顯示、聽音

13、、送語、插卡等部分均是在邏輯控制的統(tǒng)一指揮下完成其各自功能。輸入輸出部分n 輸入輸出部分主要指： 顯示、按鍵、振鈴、聽音、送話、卡座等部分，有時也稱界面部分。 GSM Mobile Block DiagramSpeech&ChancodersModulatedsynthesizerDown convert&DemodPALNADuplexerAntennaTestPortMicro-ControllerKeyboard&DisplayBatteryGSM900DCS1800Selecting GSM Measurements for Your Application測試原理介紹測試原理介紹 1

14、:Prioritize Tests 2:select Test Equipment to Meet Your Needs avoid false failures catch all real failures interpret failures lWhy are you Testing ?lWhat are you Looking For ? GSM測試工站分分類nPCBA測試測試nFlip TestnFlash DownloadnBoard TestnRF TestnBaseband Testn整機測試整機測試nRF TestnMMI TestBasebandFlip TestFlash

15、 DownloadBoard TestBaseband TestMMI TestRF測試測試RF Test從工藝流程來分：從技術(shù)角度來分： GSM測試工站所需的一般儀器設(shè)備n系統(tǒng)電源如：HP66311B/Agilent 6632B 要求瞬態(tài)響應(yīng)時間 35 s n開關(guān)/控制單元如：HP3488, HP3235, HP75000VXTn供電源及電池仿真器如： Keithley 2306 /HP6033n數(shù)字萬用表如：Keithley 2001/HP34401An電腦 DELL P4n音頻信號源 E4421Bn手機綜合測試儀如：CMU200/HP8960n信號發(fā)生器 HP33120An.30 dB

16、衰減器 GSM測試工站的一般連線圖手機綜合測試儀電腦屏蔽箱系統(tǒng)供電源Flash Download目的目的將應(yīng)用軟體Download到FLASH中。方式方式在線DownLoad: SMT后利用PC將程序代碼寫入到主板上。線外DownLoad: 在SMT前直接將程序代碼寫入到FLASH元件中。 Flash 工站圖例工站圖例RF(Radio Frequency) 測試n依據(jù)手機中各部件功能的不同可將RF測試 粗略地分為：接收系統(tǒng)測試，發(fā)射系統(tǒng)測試， 頻率合成系統(tǒng)測試，天線系統(tǒng)測試等。接收系統(tǒng)測試n靈敏度測試如各種誤碼率(BER)的測試n接收電平性能測試n鄰近通道抑制比n互調(diào)抑制比 互調(diào)干擾是由傳輸信

17、道中的非線性電路產(chǎn)生的。例如，當兩個或三個不同頻率的信號同時輸入到非線性電路時，由於非線性器件的作用，會產(chǎn)生許多諧波和組合頻率分量，其中輿所需信號頻率相接近的組合頻率分量會順利地通過接收機而形成干擾接收系統(tǒng)測試鄰近通道功率測量(頻域)接收系統(tǒng)測試鄰近通道功率測量(時域)接收系統(tǒng)測試接收靈敏度（BER）發(fā)射系統(tǒng)測試n發(fā)射功率測試n相角及頻率錯誤測試n頻譜檢測n穩(wěn)定性檢測發(fā)射系統(tǒng)測試功率測試功率測試發(fā)射系統(tǒng)測試相角及頻率錯誤測試相角及頻率錯誤測試nModulation measurements.nFrequency error （-50Hz -50Hz). Average difference b

18、etween left and right rotations.nPhase error. RMS Phase error (5degree) Peak Phase error (20degree)發(fā)射系統(tǒng)測試調(diào)制測試調(diào)制測試發(fā)射系統(tǒng)測試頻譜測試頻譜測試l1.Due to Modulationl2.Due to Ramping Output RF Spectrum頻率合成系統(tǒng)測試頻率合成系統(tǒng)測試 主要是執(zhí)行本振頻率，頻譜及鎖 相環(huán)頻率鎖定時間的測量。 首先電腦調(diào)整基本參考頻率，如13M ，調(diào)校的參數(shù)會存入EEPROM內(nèi)。天線系統(tǒng)測試天線系統(tǒng)測試匹配性檢測.通常在成品機后利用綜合測試儀，測試相關(guān)

19、的發(fā)射與接收，如Power and BER 等。Baseband測試(整機及Board Level)手機手機BaseBandBaseBand測試涉及的范圍較廣，內(nèi)容較測試涉及的范圍較廣，內(nèi)容較多，主要依據(jù)手機本身功能的強弱?，F(xiàn)以一多，主要依據(jù)手機本身功能的強弱?，F(xiàn)以一般性能的般性能的 手機手機 BaseBandBaseBand測試項目為例，簡測試項目為例，簡單介紹之。單介紹之。Baseband測試內(nèi)容n開機電流、漏電流測試開機電流、漏電流測試nSIM 卡卡測試測試n咪咪 及接收器測試及接收器測試n喇叭測試喇叭測試n耳機測試耳機測試n工作指示燈測試工作指示燈測試n按鍵背光按鍵背光燈燈測試測試nL

20、CD 顯示屏測試顯示屏測試n振動馬達測試振動馬達測試n按鍵測試按鍵測試n電池充電電路測試電池充電電路測試nLCD 背光測試背光測試開機電流、漏電流測試開機電流、漏電流測試n首先由供電源供電給被測手機，此時手機未開機首先由供電源供電給被測手機，此時手機未開機n電腦經(jīng)供電源電腦經(jīng)供電源, 讀回漏電流值讀回漏電流值(VBAT). n電腦將漏電流標準值與測量值比較電腦將漏電流標準值與測量值比較 , 判定是否正判定是否正常常?n按下手機開機鍵使手機開機按下手機開機鍵使手機開機n電腦經(jīng)供電源電腦經(jīng)供電源, 讀回開機電流值讀回開機電流值(VBAT)n電腦將開機電流標準值與測量值比較電腦將開機電流標準值與測量

21、值比較 , 判定是否判定是否正常正常?SIM卡測試卡測試n電腦與被測手機相連電腦與被測手機相連n電腦下指令給被測手機讀取電腦下指令給被測手機讀取SIM卡的卡的IMSI值值SIM-用戶識別模塊用戶識別模塊IMSI-國際移動用戶識別碼國際移動用戶識別碼n電腦判斷是否與預(yù)設(shè)值相同電腦判斷是否與預(yù)設(shè)值相同?咪及接收器測試n電腦下指令使被測手機進入音頻回路模式電腦下指令使被測手機進入音頻回路模式(AUDIO LOOP-BACK MODE)n電腦下指令電腦下指令,通過音頻信號發(fā)生器傳通過音頻信號發(fā)生器傳1KHZ信號信號 至咪至咪(Microphone) n電腦下指令電腦下指令, 讀回接收器讀回接收器(RE

22、CEIVER)輸輸出的出的1KHZ信號信號 n電腦比較兩信號電腦比較兩信號 , 判斷是否相同判斷是否相同?喇叭測試n電腦下指令使被測手機進入音頻回路模式電腦下指令使被測手機進入音頻回路模式(AUDIO LOOP-BACK MODE)n電腦下指令電腦下指令,通過音頻信號發(fā)生器傳通過音頻信號發(fā)生器傳1KHZ信號信號 喇叭喇叭 n電腦下指令電腦下指令, 讀回讀回 喇叭喇叭 輸出的輸出的1KHZ信號信號 n電腦比較兩信號電腦比較兩信號 , 判斷是否相同判斷是否相同?耳機測試n電腦下指令使被測手機進入音頻回路模式電腦下指令使被測手機進入音頻回路模式(AUDIO LOOP-BACK MODE)n電腦下指令

23、電腦下指令,通過音頻信號發(fā)生器傳通過音頻信號發(fā)生器傳1KHZ信號信號 至耳機上的咪至耳機上的咪n電腦下指令電腦下指令, 讀回耳機上的接收器讀回耳機上的接收器 (RECEIVER) 輸出的輸出的1KHZ信號信號 n電腦比較兩信號電腦比較兩信號 , 判斷是否相同判斷是否相同?工作指示燈測試n電腦下指令使被測手機電腦下指令使被測手機 工作指示燈點亮工作指示燈點亮n電腦下指令電腦下指令,通過萬用表讀回電阻值或電通過萬用表讀回電阻值或電壓值壓值n電腦電腦 將標準值與測試值比較將標準值與測試值比較 , 判斷是否判斷是否 正常正常?LCD 顯示屏測試顯示屏測試n電腦下指令驅(qū)動被測手機電腦下指令驅(qū)動被測手機 LCD顯示屏顯顯示屏顯示各種圖像示各種圖像n檢查顯示圖像檢查顯示圖像 ，判斷是否判斷是否 正常？正常？振動馬達測試振動馬達測試n電腦下指令給被測手機電腦下指令給被測手機 使振動馬達開使振動馬達開n電腦讀回相應(yīng)的電壓值電腦讀回相應(yīng)的電壓值n電腦電腦 將標準值與測試值比較將標準值與測試值比較 , 判斷是否判斷是否 正正常常?按鍵測試按鍵測試n電腦下指令給電腦下指令給DAQ卡，由卡，由 DAQ卡卡 驅(qū)動氣驅(qū)動氣動閥擊打動閥擊打被測手機被測手機 相應(yīng)的被測鍵相應(yīng)的被測鍵n電腦讀