MSEGEPT101手機(jī)測(cè)試原理

1、手機(jī)測(cè)試原理介紹教材編寫(xiě)人教材編寫(xiě)人 劉劉 虎虎 教材編寫(xiě)日期教材編寫(xiě)日期 20072007年年 6 6 月月教材適合對(duì)象教材適合對(duì)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(zhuān)理趙夀民專(zhuān)理課程大綱課程大綱( (本講重點(diǎn)本講重點(diǎn)) )：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(jī)電路結(jié)構(gòu)手機(jī)電路結(jié)構(gòu)介紹介紹n3. 3. 測(cè)試原理介紹測(cè)試原理介紹課程目標(biāo)：課程目標(biāo)：n了解手機(jī)結(jié)構(gòu)和測(cè)試基本原理了解手機(jī)結(jié)構(gòu)和測(cè)試基本原理n通過(guò)學(xué)習(xí)，能夠?qū)κ謾C(jī)測(cè)試問(wèn)題的處理有一定的通過(guò)學(xué)習(xí)，能夠?qū)κ謾C(jī)測(cè)試問(wèn)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(shí)操實(shí)操課時(shí)

2、：課時(shí)：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(mén)與電信管理聯(lián)合移動(dòng)特別小組提出的一種通信協(xié)議.由于其技術(shù)相對(duì)成熟而被大部分國(guó)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(chēng)為全球通.nGSM的系統(tǒng):u使用頻率: GSM900,DCS1800,PCS1900.GSM: Group Special Mobile中國(guó)DCS:

4、Data Communication System中國(guó)PCS: Personal Communication System美國(guó)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(gè)等間隔的頻道(或稱(chēng)信道)供不同的用戶使用。FDMACH0CH1CH2Frequency (X坐標(biāo)軸）Level (Y坐標(biāo)軸) GSM系統(tǒng)概述TDMASlot 1Slot 2時(shí)分多址時(shí)分多址:(TDMA)是把時(shí)間分割成周期性的幀，每一幀再分割成若干個(gè)時(shí)隙(無(wú)論幀或時(shí)隙都時(shí)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(shí)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(biāo)軸）Frequency (Z坐標(biāo)軸)Level (Y坐標(biāo)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(kuò)頻技術(shù)為基礎(chǔ)，利用不同碼型實(shí)現(xiàn)不同用戶的信息傳輸。擴(kuò)頻技術(shù)是一種經(jīng)過(guò)偽隨機(jī)序列調(diào)制的寬帶信號(hào)其帶寬通常比原始信號(hào)帶寬高幾個(gè)量級(jí)。nGSM采用FDMA & TDMA技術(shù).（目前采用（目前采用 )Algorithms(運(yùn)算法則）手機(jī)電路結(jié)構(gòu)手機(jī)電路結(jié)構(gòu)介紹介紹手機(jī)內(nèi)部典型結(jié)構(gòu)射頻處理部分射頻部分：手機(jī)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(kāi)關(guān)、天線等。接收部分 接收部分包括天線、天線開(kāi)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(duì)接收信號(hào)進(jìn)行一級(jí)一級(jí)處理，最后得到推動(dòng)聽(tīng)筒發(fā)聲的音頻信號(hào)邏輯/音頻部分 n音頻處理部分 1發(fā)送音頻處理過(guò)程。來(lái)自送話器的話音信號(hào)經(jīng)音頻放大集成模塊放大后進(jìn)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(jìn)行下一步的處理。 2接收音頻處理過(guò)程。從中頻輸出的RXI、RXQ信號(hào)送到調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行解調(diào)，之后進(jìn)行信道解碼、D/A變換，再送到音頻放大集成模塊進(jìn)行放大。最后，用放大的音頻信號(hào)去推動(dòng)聽(tīng)筒發(fā)聲。n邏輯處理部分 手機(jī)射頻、音頻部分及外圍的顯示、聽(tīng)音

13、、送語(yǔ)、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(tīng)音、送話、卡座等部分，有時(shí)也稱(chēng)界面部分。 GSM Mobile Block DiagramSpeech&ChancodersModulatedsynthesizerDown convert&DemodPALNADuplexerAntennaTestPortMicro-ControllerKeyboard&DisplayBatteryGSM900DCS1800Selecting GSM Measurements for Your Application測(cè)試原理介紹測(cè)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(cè)試工站分分類(lèi)nPCBA測(cè)試測(cè)試nFlip TestnFlash DownloadnBoard TestnRF TestnBaseband Testn整機(jī)測(cè)試整機(jī)測(cè)試nRF TestnMMI TestBasebandFlip TestFlash

15、 DownloadBoard TestBaseband TestMMI TestRF測(cè)試測(cè)試RF Test從工藝流程來(lái)分：從技術(shù)角度來(lái)分： GSM測(cè)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(shí)間 35 s n開(kāi)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(wàn)用表如：Keithley 2001/HP34401An電腦 DELL P4n音頻信號(hào)源 E4421Bn手機(jī)綜合測(cè)試儀如：CMU200/HP8960n信號(hào)發(fā)生器 HP33120An.30 dB

16、衰減器 GSM測(cè)試工站的一般連線圖手機(jī)綜合測(cè)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(xiě)入到主板上。線外DownLoad: 在SMT前直接將程序代碼寫(xiě)入到FLASH元件中。 Flash 工站圖例工站圖例RF(Radio Frequency) 測(cè)試n依據(jù)手機(jī)中各部件功能的不同可將RF測(cè)試 粗略地分為：接收系統(tǒng)測(cè)試，發(fā)射系統(tǒng)測(cè)試， 頻率合成系統(tǒng)測(cè)試，天線系統(tǒng)測(cè)試等。接收系統(tǒng)測(cè)試n靈敏度測(cè)試如各種誤碼率(BER)的測(cè)試n接收電平性能測(cè)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(dāng)兩個(gè)或三個(gè)不同頻率的信號(hào)同時(shí)輸入到非線性電路時(shí)，由於非線性器件的作用，會(huì)產(chǎn)生許多諧波和組合頻率分量，其中輿所需信號(hào)頻率相接近的組合頻率分量會(huì)順利地通過(guò)接收機(jī)而形成干擾接收系統(tǒng)測(cè)試鄰近通道功率測(cè)量(頻域)接收系統(tǒng)測(cè)試鄰近通道功率測(cè)量(時(shí)域)接收系統(tǒng)測(cè)試接收靈敏度（BER）發(fā)射系統(tǒng)測(cè)試n發(fā)射功率測(cè)試n相角及頻率錯(cuò)誤測(cè)試n頻譜檢測(cè)n穩(wěn)定性檢測(cè)發(fā)射系統(tǒng)測(cè)試功率測(cè)試功率測(cè)試發(fā)射系統(tǒng)測(cè)試相角及頻率錯(cuò)誤測(cè)試相角及頻率錯(cuò)誤測(cè)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(cè)試調(diào)制測(cè)試調(diào)制測(cè)試發(fā)射系統(tǒng)測(cè)試頻譜測(cè)試頻譜測(cè)試l1.Due to Modulationl2.Due to Ramping Output RF Spectrum頻率合成系統(tǒng)測(cè)試頻率合成系統(tǒng)測(cè)試 主要是執(zhí)行本振頻率，頻譜及鎖 相環(huán)頻率鎖定時(shí)間的測(cè)量。 首先電腦調(diào)整基本參考頻率，如13M ，調(diào)校的參數(shù)會(huì)存入EEPROM內(nèi)。天線系統(tǒng)測(cè)試天線系統(tǒng)測(cè)試匹配性檢測(cè).通常在成品機(jī)后利用綜合測(cè)試儀，測(cè)試相關(guān)

19、的發(fā)射與接收，如Power and BER 等。Baseband測(cè)試(整機(jī)及Board Level)手機(jī)手機(jī)BaseBandBaseBand測(cè)試涉及的范圍較廣，內(nèi)容較測(cè)試涉及的范圍較廣，內(nèi)容較多，主要依據(jù)手機(jī)本身功能的強(qiáng)弱。現(xiàn)以一多，主要依據(jù)手機(jī)本身功能的強(qiáng)弱。現(xiàn)以一般性能的般性能的 手機(jī)手機(jī) BaseBandBaseBand測(cè)試項(xiàng)目為例，簡(jiǎn)測(cè)試項(xiàng)目為例，簡(jiǎn)單介紹之。單介紹之。Baseband測(cè)試內(nèi)容n開(kāi)機(jī)電流、漏電流測(cè)試開(kāi)機(jī)電流、漏電流測(cè)試nSIM 卡卡測(cè)試測(cè)試n咪咪 及接收器測(cè)試及接收器測(cè)試n喇叭測(cè)試?yán)葴y(cè)試n耳機(jī)測(cè)試耳機(jī)測(cè)試n工作指示燈測(cè)試工作指示燈測(cè)試n按鍵背光按鍵背光燈燈測(cè)試測(cè)試nL

20、CD 顯示屏測(cè)試顯示屏測(cè)試n振動(dòng)馬達(dá)測(cè)試振動(dòng)馬達(dá)測(cè)試n按鍵測(cè)試按鍵測(cè)試n電池充電電路測(cè)試電池充電電路測(cè)試nLCD 背光測(cè)試背光測(cè)試開(kāi)機(jī)電流、漏電流測(cè)試開(kāi)機(jī)電流、漏電流測(cè)試n首先由供電源供電給被測(cè)手機(jī)，此時(shí)手機(jī)未開(kāi)機(jī)首先由供電源供電給被測(cè)手機(jī)，此時(shí)手機(jī)未開(kāi)機(jī)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(biāo)準(zhǔn)值與測(cè)量值比較電腦將漏電流標(biāo)準(zhǔn)值與測(cè)量值比較 , 判定是否正判定是否正常常?n按下手機(jī)開(kāi)機(jī)鍵使手機(jī)開(kāi)機(jī)按下手機(jī)開(kāi)機(jī)鍵使手機(jī)開(kāi)機(jī)n電腦經(jīng)供電源電腦經(jīng)供電源, 讀回開(kāi)機(jī)電流值讀回開(kāi)機(jī)電流值(VBAT)n電腦將開(kāi)機(jī)電流標(biāo)準(zhǔn)值與測(cè)量值比較電腦將開(kāi)機(jī)電流標(biāo)準(zhǔn)值與測(cè)量

21、值比較 , 判定是否判定是否正常正常?SIM卡測(cè)試卡測(cè)試n電腦與被測(cè)手機(jī)相連電腦與被測(cè)手機(jī)相連n電腦下指令給被測(cè)手機(jī)讀取電腦下指令給被測(cè)手機(jī)讀取SIM卡的卡的IMSI值值SIM-用戶識(shí)別模塊用戶識(shí)別模塊IMSI-國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別碼國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)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(cè)試n電腦下指令使被測(cè)手機(jī)進(jìn)入音頻回路模式電腦下指令使被測(cè)手機(jī)進(jìn)入音頻回路模式(AUDIO LOOP-BACK MODE)n電腦下指令電腦下指令,通過(guò)音頻信號(hào)發(fā)生器傳通過(guò)音頻信號(hào)發(fā)生器傳1KHZ信號(hào)信號(hào) 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(hào)信號(hào) n電腦比較兩信號(hào)電腦比較兩信號(hào) , 判斷是否相同判斷是否相同?喇叭測(cè)試n電腦下指令使被測(cè)手機(jī)進(jìn)入音頻回路模式電腦下指令使被測(cè)手機(jī)進(jìn)入音頻回路模式(AUDIO LOOP-BACK MODE)n電腦下指令電腦下指令,通過(guò)音頻信號(hào)發(fā)生器傳通過(guò)音頻信號(hào)發(fā)生器傳1KHZ信號(hào)信號(hào) 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(hào)信號(hào) n電腦比較兩信號(hào)電腦比較兩信號(hào) , 判斷是否相同判斷是否相同?耳機(jī)測(cè)試n電腦下指令使被測(cè)手機(jī)進(jìn)入音頻回路模式電腦下指令使被測(cè)手機(jī)進(jìn)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(guò)音頻信號(hào)發(fā)生器傳通過(guò)音頻信號(hào)發(fā)生器傳1KHZ信號(hào)信號(hào) 至耳機(jī)上的咪至耳機(jī)上的咪n電腦下指令電腦下指令, 讀回耳機(jī)上的接收器讀回耳機(jī)上的接收器 (RECEIVER) 輸出的輸出的1KHZ信號(hào)信號(hào) n電腦比較兩信號(hào)電腦比較兩信號(hào) , 判斷是否相同判斷是否相同?工作指示燈測(cè)試n電腦下指令使被測(cè)手機(jī)電腦下指令使被測(cè)手機(jī) 工作指示燈點(diǎn)亮工作指示燈點(diǎn)亮n電腦下指令電腦下指令,通過(guò)萬(wàn)用表讀回電阻值或電通過(guò)萬(wàn)用表讀回電阻值或電壓值壓值n電腦電腦 將標(biāo)準(zhǔn)值與測(cè)試值比較將標(biāo)準(zhǔn)值與測(cè)試值比較 , 判斷是否判斷是否 正常正常?LCD 顯示屏測(cè)試顯示屏測(cè)試n電腦下指令驅(qū)動(dòng)被測(cè)手機(jī)電腦下指令驅(qū)動(dòng)被測(cè)手機(jī) 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(dòng)馬達(dá)測(cè)試振動(dòng)馬達(dá)測(cè)試n電腦下指令給被測(cè)手機(jī)電腦下指令給被測(cè)手機(jī) 使振動(dòng)馬達(dá)開(kāi)使振動(dòng)馬達(dá)開(kāi)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(biāo)準(zhǔn)值與測(cè)試值比較將標(biāo)準(zhǔn)值與測(cè)試值比較 , 判斷是否判斷是否 正正常常?按鍵測(cè)試按鍵測(cè)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(dòng)氣驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)閥擊打動(dòng)閥擊打被測(cè)手機(jī)被測(cè)手機(jī) 相應(yīng)的被測(cè)鍵相應(yīng)的被測(cè)鍵n電腦讀