1、手机工厂测试培训,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
2、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 : 95MHzPCS Freq
3、uency 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
4、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BS
5、C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
6、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
7、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
8、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,
9、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
10、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
11、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 663
12、11B,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
13、.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
14、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G
15、SM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 。
16、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
17、*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
18、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
19、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
20、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
21、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EGS
22、M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
23、。,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
24、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 r
25、adioOne 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 Contr
26、ol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）
27、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_CD
28、MA_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_O
29、FFSET,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
30、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_R
31、ANGE_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
32、_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_MA
33、STER_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,N
34、V_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0dbm） 保持TX_AGC_ADJ不变，改变信道，读取功率值 CDMA_TX_COMP_VS_FREQi=(Poweri-TxPowerAtReferenceChannel)*10,此为TX_COMP0 用相似的方法校准TX_COMP1,2,3,发射的温度校准,NV_THERM0对应60度 NV_THERM1对应-30度 改变环
35、境温度接近NV_THERM0+(NV_THERM1-NV_THERM0)*(0.5+n)/7 (n为0-7),计算方法,CDMA_TX_LIN_MASTER_OFF_0=CdmaTxLinMasterOff0 CDMA_TX_LIN_MASTER_SLPi=CdmaTxLinMasterSlp CDMA_TX_LIN_MASTER_OFF_0n=CdmaTxLinMasterOff0n CDMA_TX_LIN_MASTER_SLPin=CdmaTxLinMasterSlpn CDMA_TX_LIN_VS_TEMPn=CdmaTxLinMasterOff0n-CdmaTxLinMasterOff
36、0 CDMA_TX_SLP_VS_TEMPn=CdmaTxLinMasterSlpn-CdmaTxLinMasterSlp,发射的最大功率和温度的关系,NV_CDMA_LIM_VS_TEMP NV_CDMA_LIM_VS_TEMP=10*(DesiredPowerLimit60.3)-768 DesiredPowerLimit24dBm，因此NV_CDMA_LIM_VS_TEMP为75,HDET相关的NV(1),HDET电路提供更精确的功率在大功率状态下 CDMA_TX_LIM_VS_FREQ 设置到基准信道 设置PA为高功率状态 改变TX_AGC_ADJ使输出功率为一个精确值，如19.6或2
37、2.8，此输出功率为PowerRef 读取HDET值 改变信道测量功率Poweri NV_CDMA_TX_LIM_VS_FREQi=(PowerRef-Poweri)*10,HDET相关的NV(2),CDMA_EXP_HDET_VS_AGC 设置频率为基准信道 设置PA为高功率状态 设置TX_AGC_ADJ使输出功率从16.4到42dbm以步长为1.6 读取HDET，保存起来 HDET_OFF 发射功率在18dbm的时候的HDET HDET_SPN 发射功率在26dbm时的HDET值HDET_OFF,其他,NV_BATT1:0 设置电压为低电压3.2，读取ADC值 设置电压为高电压4.2，读取ADC值 保存,结束校准后用diag命令将校准结果写到手机里面 取消工厂测试模式 重新开机,谢谢大家,
