MSEGEPT101手机测试原理

1、手機测试原理介紹教材編寫人教材編寫人 刘刘 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 师一师一 师三师三教材審定主管教材審定主管 趙夀民专理趙夀民专理課程大綱課程大綱( (本講重點本講重點) )：n1. 1. GSMGSM网络系统介绍网络系统介绍 n2. 2. 手机电路结构手机电路结构介绍介绍n3. 3. 测试原理介绍测试原理介绍課程目標：課程目標：n了解手机结构和测试基本原理了解手机结构和测试基本原理n通过学习，能够对手机测试问题的处理有一定的通过学习，能够对手机测试问题的处理有一定的帮助。帮助。考核方式：考核方式：出勤出勤+ +实操实操课时

2、：课时：4HGSMGSM网络系统介绍网络系统介绍 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系统概述nGSM最早是由欧洲邮政部门与电信管理联合移动特别小组提出的一种通信协议.由于其技术相对成熟而被大部分国家采用。n1989年GSM被接納入ETSI組織在ETSI組織的領導下GSM系統被改名為(Global System for mobile communication).称为全球通.nGSM的系统:u使用频率: GSM900,DCS1800,PCS1900.GSM: Group Special Mobile中国DCS:

4、Data Communication System中国PCS: Personal Communication System美国GSM系统概述uGSM(900M)频率与信道:GSM上下行频率各占25MHz,Total124Channel 范围1-124.Channel间隔200KHz,收发间隔45MHz.TX(上行链路):890.2-915.2MHz. 915.2-890.2=25MRX(下行链路):935.2-960.2MHz. 935.2-860.2=25MuEGSM(900M)频率与信道:(Extended GSM)Channel 范围:975-1023. Total 49 Channel

5、.TX(上行):880-915MHz. 880-915=35MRX(下行):925-960MHz. 925-960=35MGSM系统概述uDCS(1800M)频率与信道:DCS上下行频率各占75MHz,Total374Channel 范围512-885 Channel间隔200KHz,收发间隔95MHz.TX(上行):1710.2-1784.8MHz.RX(下行):1805.2-1879.8MHz.uPCS(1900M):频率与信道:(部分与DCS重叠)PCS上下行频率各占60MHz,Total300Channel范 围512-810 Channel间隔200KHz,收发间隔80MHz.TX:

6、1850-1910MHz. RX:1930-1990MHz.GSM系统概述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 (收发间隔收发间隔)1930.6 - 1850.6 = 80M (收发间隔收发间隔)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系统概述nGSM的主要通信技术:n

10、多址接入技术: (FDMA,TDMA,CDMA)频分多址:(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坐标轴）Level (Y坐标轴) GSM系统概述TDMASlot 1Slot 2时分多址时分多址:(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坐标轴）Frequency (Z坐标轴)Level (Y坐标轴)T

11、otal 8 slot (slot 0 to slot 7) GSM系统概述C D M A0101110101 0101110101 0101110101 01011101010101110101码分多址码分多址:(CDMA) 是以擴頻技術為基礎，利用不同碼型實現不同用戶的信息傳輸。擴頻技術是一種經過偽隨機序列調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技术.（目前采用（目前采用 )Algorithms(运算法则）手机电路结构手机电路结构介绍介绍手機內部典型結構射频处理部分射频部分：手机射频接收与射频发射部分 发射部分 发部分包括带通滤波、中频、发射本振

12、、射频功率放大器、发射滤波器、天线开关、天线等。接收部分 接收部分包括天线、天线开关、高频滤波、高频放大、混频、中频滤波和中频放大等电路。对接收信号进行一级一级处理，最后得到推动听筒发声的音频信号逻辑/音频部分 n音频处理部分 1发送音频处理过程。来自送话器的话音信号经音频放大集成模块放大后进行A/D变换、话音编码、信道编码、调制，最后送到射频发射部分进行下一步的处理。 2接收音频处理过程。从中频输出的RXI、RXQ信号送到调制解调器进行解调，之后进行信道解码、D/A变换，再送到音频放大集成模块进行放大。最后，用放大的音频信号去推动听筒发声。n逻辑处理部分 手机射频、音频部分及外围的显示、听音

13、、送语、插卡等部分均是在逻辑控制的统一指挥下完成其各自功能。输入输出部分n 输入输出部分主要指： 显示、按键、振铃、听音、送话、卡座等部分，有时也称界面部分。 GSM Mobile Block DiagramSpeech&ChancodersModulatedsynthesizerDown convert&DemodPALNADuplexerAntennaTestPortMicro-ControllerKeyboard&DisplayBatteryGSM900DCS1800Selecting GSM Measurements for Your Application测试原理介绍测试原理介绍 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测试测试RF Test从工艺流程来分：从技术角度来分： GSM測試工站所需的一般儀器設備n系統電源如：HP66311B/Agilent 6632B 要求瞬態響應時間 35 s n開關/控制單元如：HP3488, HP3235, HP75000VXTn供電源及電池仿真器如： Keithley 2306 /HP6033n數字萬用表如：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供電源Flash Download目的目的將應用軟體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 工站图例工站图例RF(Radio Frequency) 測試n依據手機中各部件功能的不同可將RF測試 粗略地分為：接收系統測試，發射系統測試， 頻率合成系統測試，天線系統測試等。接收系統測試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互調抑制比 互調干擾是由傳輸信

17、道中的非線性電路產生的。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測試鄰近通道功率測量(頻域)接收系統測試鄰近通道功率測量(時域)接收系統測試接收灵敏度（BER）發射系統測試n發射功率測試n相角及頻率錯誤測試n頻譜檢測n穩定性檢測發射系統測試功率測試功率測試發射系統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)發射系統測試調制測試調制測試發射系統測試頻譜測試頻譜測試l1.Due to Modulationl2.Due to Ramping Output RF Spectrum頻率合成系統測試頻率合成系統測試 主要是執行本振頻率，頻譜及鎖 相環頻率鎖定時間的測量。 首先电脑调整基本参考频率，如13M ，调校的参数会存入EEPROM内。天線系統測試天線系統測試匹配性檢測.通常在成品机后利用综合测试仪，测试相关

19、的发射与接收，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，內容較測試涉及的范圍較廣，內容較多，主要依據手機本身功能的強弱。現以一多，主要依據手機本身功能的強弱。現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電腦經供電源電腦經供電源, 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電腦經供電源電腦經供電源, 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電腦判斷是否與預設值相同電腦判斷是否與預設值相同?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,通過音頻信號發生器傳通過音頻信號發生器傳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,通過音頻信號發生器傳通過音頻信號發生器傳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,通過音頻信號發生器傳通過音頻信號發生器傳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電腦下指令驅動被測手機電腦下指令驅動被測手機 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電腦讀回相應的電壓值電腦讀回相應的電壓值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 驅動氣驅動氣動閥擊打動閥擊打被測手機被測手機 相應的被測鍵相應的被測鍵n電腦讀