手机电磁兼容测试演示系统设计方案

1、手机电磁兼容测试演示系统设计方案1.1标识a) 本文档在整个项目开发中标识号为： HTJ10063 FA；b) 本文档在整个项目开发中完整的标题名称为： 手机电磁兼容测试演示系统设计方案；1.2设计任务手机电磁兼容测试演示系统的设计内容主要是可完成的测试项。作为测试环境的电波暗室不在设计范围。1.3设计依据手机电磁兼容测试演示系统研制任务书（HTJ10063 RW）。1.4本文档概述根据测试功能的要求，本文档描述了测试系统的基本设计，并以其作为软件开发设计的依据。2 引用文档及标准2.1引用标准YD1032-2000 900/1800MHz TDMA数字蜂窝移动通信系统电磁兼容性限值和测量方法

2、第一部分：移动台及其辅助设备。2.2引用文档手机电磁兼容测试演示系统研制任务书（HTJ10063 RW）3 系统主要技术指标3.1可测量的项目a) 便携手机的机壳端口杂散骚扰；b) 辅助设备的机壳端口连续骚扰；c) 机壳端口的辐射骚扰抗扰度测量。3.2系统的测量指标频率范围： 30MHz-6GHz4 系统方案设计4.1幅射杂散骚扰技术方案4.1.1测量条件4.1.1.1手机工作模式的初始化测量杂散骚扰时，手机处于专用和空闲两种工作模式。a) 专用模式1) 在居中的绝对射频信道号（ ARFCN）对应的信道上， SS按照一般呼叫过程建立与手机的通信， 例如，对于 GSM900MHz，ARFCN的值

3、在 60-65 之间；2) SS 命令手机将信道译码器的输出环回到信道编码器的输入端；3) SS发送标准测试信号 C1；4) SS命令手机工作于最大输出功率电平下。b) 空闲模式1) 设置 SS，使手机从服务小区接收到的广播控制信道（ BCCH）消息内容，确保不使用“周期性的位置更新” ，寻呼模式连续地设置为“寻呼重组”且 BS-AG-BLKS-RES设置为 0，以便手机可以连续地工作；2) 设置 CCCH-CONF为 000，一个未与 SDCCH（独立专用控制信道）组合的基本物理信道被用于 CCCH（公共控制信道）；3) 使手机处于移动性管理（ MM）下的空闲模式。4.1.2测试流程测试流程

4、也包括两个：专用模式测试流程和空闲模式测试流程。4.1.2.1专用模式测试流程a) 按照“ 4.1.1.1 手机工作模式的初始化”中专用模式的要求对手机进行初始化；b) 接收机采用峰值检波，并设置为峰值保持；c) 把测试接收天线放在距离手机 3 米位置；d) 按照表 2 设置接收机带宽：表 2测量带宽设置频段频偏测量带宽视频带宽30-50MHz10kHz30kHz50-500MHz100kHz300kHz500-6000MHz0-10MHz100kHz300kHz不包括以下手机相距 相=10MHz300kHz1MHz应的发射频段：应 的=20MHz1MHz3MHzP-GSM： 890-915M

5、Hz发 射E-GSM： 880-915MHz频段=30MHz3MHz3MHzDCS：1710-1785MHzP-GSM： 890-915MHz距 离1.8-6.0MHz30kHz100kHzE-GSM： 880-915MHz载频6.0MHz100kHz300kHzDCS：1710-1785MHze)转动转台（通常是每转 150 停一下进行测量），以便接收机获得手机幅射的最大功率；f) 用“置换测试法”确定手机的幅射杂散骚扰功率；g) 改变测试天线的极化方向重复步骤 b)-h) ；测试流程图请参见图 1（下一页）。将手机和预校准器都开始放置在转台上，关闭预校准器，打开手机将手机外接电压设置为正常

6、额定电压将接收天线调整到水平极化状态按标准对手机进行初始化设置接收机为峰值检波，并设置为峰值保持在3MHz-6GHz范围内对EUT进行扫描查找辐射杂散骚扰频率测试合格否存在辐射杂散骚扰频率吗？是转动转台，按标准设置接收机，测量选定的杂散骚扰频率点找出旋转过程中测量到的最大幅值，并将它记录下来骚扰频率点测量完毕否？是否是加入到超标列表幅值超标吗？否结束关闭手机，打开预校准器，令预校准器逐频点产生与手机等幅值的信号，则预校准器的指示值就是该频率点的骚扰值骚扰频率点测量完毕否？是将接收天线极化方向调整到垂直状态将手机外接电压设置为极低电压将手机外接电压设置为极高电压否否测试完毕吗？是否测试完毕吗？是

7、否测试完毕吗？是图 1 手机幅射杂散骚扰测试流程图4.1.2.2空闲模式测试流程a) 按照空闲模式要求对手机进行初始化；b) 接收机采用峰值检波，并设置为峰值保持；c) 把测试天线放置距离手机 3 米位置；d) 把接收机调谐到步骤 c) 中检测到的频率上；e) 按照表 3 设置接收机带宽：表 3 测量带宽设置频段测量带宽视频带宽30-50MHz10kHz30kHz50-6000MHz100kHz300kHzf) 转动转台（通常是每转 150 停一下进行测量），以便接收机获得手机幅射的最大功率；g) 用“置换测试法”确定手机的幅射杂散骚扰功率；h) 改变测试天线的极化方向重复步骤 b)-h) ；

8、i) 在极限电压下重复步骤 a)-i) 。测试流程图请参见图1。4.1.3测试布置如图 2 所示，通过 SS子系统与手机建立通信连接，通过接收控制子系统对手机的幅射杂散骚扰信号进行测量，并通过预校准器来确定骚扰频点的骚扰幅值。天线电波暗室SS信号转接板射频链路计算机频谱仪滤波器预校准器手机信号转接接收天线板转台图 2 手机幅射杂散骚扰测试布置示意图4.2连续骚扰的测量方法和限值当手机与辅助设备一起测量时，手机的辐射发射应被忽略，但应记录在测试报告中。4.2.1测量方法测量距离为 3 米。4.2.2限值辐射连续骚扰限值如下：频率范围限值（准峰值）30230MHz36dBV/ m2301000 M

9、Hz43dBV/ m4.3辐射骚扰抗扰度测试测试应在 MS，或者 MS与其辅助设备相结合的典型配置下进行。4.3.1抗扰度测试条件和布置对收发信机进行抗扰度测试时，发信机应工作在最大额定输出功率情况下，采用正常测试调制，并建立起通信联系。当要求 EUT处于发射 / 接收模式时，应满足下列条件：a) EUT工作在最大发射功率情况下。b) 监视下行链路的 RXQUAL。c) 如图 3 所示，在测试之前，下行链路和上行链路的语音输出信号的参考电平都应记录在测试仪器中。对于下行链路，参考电平等效于在 ERP处 1KHZ 时的 0dBPa, 对于上行链路，则等效于在 MRP 处 1KHZ 时的 5dBP

10、a。把 EUT的音量设成额定音量或中等音量。d)如图 4 所示， EUT下行链路的语音信道输出信号在ERP处的电平通过测量SPL来评估。e) 在 SS的模拟输出口测量 EUT上行语音信道输出的译码后的信号电平，使 EUT的麦克风拾取的外来背景噪声达到最小。电波暗室1KH Z测试源SSBPRCF=1KH Z转换器BW=200H Z射频链路ERP声波管音频输出BPF0dBPaCF=1KH ZBW=200H ZMRP-5dBPaEUT音频分析仪1KH Z测试源音频分析仪注：上行链路校准时， EUT在图示位置；下行链路校准时，无 EUT。图 3 音频校准布置图电波暗室SSBPRCF=1KH Z转换器B

11、W=200H Z射频链路ERP声波管音频输出BPFCF=1KH ZBW=200H ZMRP封条EUT音频分析仪EMC 音频分析仪测试系统图 4 音频测量布置图4.3.2测试等级及要求a) 测试等级为 3V/m，骚扰源经过 1KHZ 的音频信号进行 80%的幅度调制；b) 频率扫描步长应为瞬时频率的 1%；c) 测试应在 80MHZ1GHZ整个频率范围内进行， 但发信机、收信机或作为收发信机的一部分的收信机的免测频段除外。如果收信机或作为发信机一部分的收信机在离散频率点的响应是窄带响应，那么此响应忽略不计。测试频率应记录在测试报告中。4.3.3性能判据4.3.3.1发信机在连续骚扰下的性能判据测

12、试时，手机应建立并保持通信连接。当通过一个 CF为 1KHZ、BW为 200HZ 的音频 BPF对音频进行测量时，上行和下行语音输出电平应至少比记录的参考电平低35dB。测试后，手机应正常工作，没有用户控制功能的丧失或存储数据的丢失，且保持通信连接。还应进行空闲模式下的试验，且发信机不产生误操作。4.3.3.2收信机在连续骚扰下的性能判据测试时，手机建立并保持通信连接。测试期间，手机下行链路的RXQUAL的值应不超过 3。当通过一个 CF为 1KHZ、BW为 200HZ 的音频 BPF进行音频测量时，上行和下行语音输出电平应至少比记录的参考电平低35dB。测试后，手机应正常工作，没有用户控制功

13、能的丧失或存储数据的丢失，且保持通信连接。5 系统配置电波暗室BPRCMU200转台 2065-1.2CF=1KH ZBW=200H Z射频链路转换器ERP声波管音频输出BPFCF=1KH ZBW=200H ZMRPAT4218封条EUTAT5026音频分析仪定向耦合器DC3001AFL7004/Kit/DC7144A音频分析仪功放E4419B10W1000C/5S1G4滤波器组E8257DE4440A控制器FM70042090计算机图 5 系统配置示意图5.1幅射杂散骚扰测试概述该测试系统主要按照YD1032-2000 有关规定对手机的电磁兼容辐射杂散性能进行测试， 如果不合格必须指出频率点

14、及其对应的幅度值，以备产品设计人员有针对性地改进，将问题较早消除，为产品进入市场前能顺利通过国家指定认证机构的测试奠定基础。系统所采取的测试方法按照YD1032-2000 中有关幅射杂散骚扰测试部分所规定的程序进行，即测试方法采用“置换测试法”，在手机的专用模式和空闲模式下分别对其进行测试，并与规定的限值进行比较和分析，最后能以报表的形式提交测试配置和测试数据信息。测试系统包括硬件和软件两个部分：a）硬件部分：包括四个分系统：系统模拟器（SystemSimulation,SS）子系统（包括手机综测仪、通信天线和高频电缆）、预校准器子系统（信号发生器和通信天线）和控制子系统（包括计算机、 GPI

15、B卡及线缆、频谱仪、接收/ 发射天线、功率放大器、电场探头、功率计、滤波器和高频电缆）；b）软件部分，在本系统中：1) SS子系统通过通过天线与手机建立通信连接，通过综测仪实现；2) 预校准器子系统需要控制信号发生器在特定频率点上产生一定幅值，这个过程将自动完成， 需要设计控制程序；3) 控制子系统负责接收来自接收天线的信号，并完成与标准极限线的比较和输出报表等， 这里涉及到大量的数据处理功能，需要设计专门的控制分析软件。抗扰度测试时需要控制信号源输出电压通过功率放大器放大， 由发射天线辐射出去，这个过程由软件控制；5.2子系统描述在“ 5.1 系统功能概述”中将整个系统分成了三个子系统，下面

16、对各个子系统所实现的功能及其选择的物理设备进行描述。5.2.1SS 子系统a) 功能完成对手机的初始化设置， 包括专用模式的初始化和空闲模式的初始化。b) 组成一台综测仪、一副天线（小通信天线）、两根高频同轴电缆（通过信号转接板连接综测仪和天线） 。c) 主要设备介绍1） SS （基站模拟器）能够与待测试的手机建立通信连接，该设备为 R&S的手机综测仪 CMU200。2）通信天线与 SS配合使用，与手机建立通信连接。用户自己配置。5.2.2预校准器子系统a) 功能在特定频点产生辐射骚扰测试获得的电平幅值，用此时预校准器的输出幅值读数作为该频点手机的骚扰值。b) 组成一台信号发生器、一副通信天线

17、。c) 主要设备介绍1) 信号发生器可以产生30-6000MHz范围内的连续正弦波，该设备选用 Agilent8257D 520。2) 通信天线与信号发生器配合使用的发射天线，类型与手机自身天线相同。5.2.3接收控制子系统a) 功能1) 通过接收天线将手机和预校准器的射频信号接收下来并通过高频同轴电缆传递给频谱仪。2) 频谱仪控制并接收来自天线的射频信号， 然后进行频谱分析，最后将分析得到的频谱信号（测试曲线）传递给控制计算机（上面安装了测试软件） 。3) 控制计算机通过 GPIB 卡控制频谱仪的设置并启动扫描过程；读取频谱仪上的测试曲线数据， 然后与指定的极限线进行比较，提取骚扰频点的频率和幅值信息； 逐点逐角度测试每一个