《通信终端故障检测与维修》项目9手机测试训练

通信终端故障检测与维修手机测试训练项目9任务1：静电测试知识目标技能目标了解静电测试的基本原理1了解静电对手机的危害2完成手机静电测试报告33测试手机抗静电干扰能力41熟练使用静电测试仪2导入案例静电，是大家都非常熟悉的一种自然现象，在我国的北方，人们在脱外套或毛衣的时候，经常会听到一些噼里啪啦的声音，有时带着火花，这就是人体身上所携带的静电。随着家用电器增多以及冬天人们多穿化纤衣服，家用电器所产生的静电荷会被人体吸收并积存起来，加之居室内墙壁和地板多属绝缘体，空气干燥，因此更容易受到静电干扰。静电会给人们的生活带来种种不便，有时甚至会对人们的生命财产安全造成巨大的危害。消除静电的发生是几乎不可能的事情，那么人们可以通过在实验室检测物体抗静电的能力，以此来判断静电抗扰度。CTA是中国检测联盟，一款手机要想拿到入网标贴，必须通过CTA测试，也就是泰尔实验室的相关测试。静电抗扰ESD是CTA的一个必测项目，也是厂家最为担心的问题之一。对手机进行静电测试的目的是测试样机抗静电干扰能力，为评估该机型在实际使用中抗静电能力提供数据支持。静电测试需要在温度15℃～35℃，湿度30%～60%的环境下进行，测试需要用到的工具有静电枪和Keithley2302电源。案例分析1．测试方法（1）严酷度等级：接触放电：

2KV

2KV，

4KV

4KV空气放电：

2KV

2KV，

4KV

4KV，

8KV

8KV（2）对被测设备的监视：（3）测试步骤（4）测试条件与结果2．测试注意事项（a）空气放电测试（b）接触放电测试图9-1手机静电测试知识链接1．静电测试仪器的使用方法图9-2静电测试仪器2．静电测试台知识拓展手机的抗静电能力，很大程度上取决于前期的设计，包括主板的布线、板层数和结构设计，以及抗静电器件的选取，例如TVS管的使用，前期ID与MD评估的时候一定要严格，后续加贴导电布都是临时的处理措施，接地点的不稳定会带来更大的问题——

影响天线性能。手机的静电是主板和结构设计决定的，很大程度上取决于前期评估。静电放电对手机造成的危害主要有硬件损坏；自动关机，程序混乱；死机，程序混乱，要通过人为干预才能复位；死机，程序混乱，无法进行复位。通过静电放电试验的原则有三点：（1）防止静电荷积累，外壳直接接地屏蔽；（2）手机表面绝缘处理，使静电放电无法发生；（3）使静电放电路径处于受控状态，远离敏感源。金属/电镀导航键相当于在人和手机主板之间放置一块金属挡板，如果不接地，放电发生时，电场就存在于导航键和主板之间，这一电场在主板中感应出的电流会对系统造成很大影响，击打导航键手机关机、重启的主要原因就是它。任务小结目前在手机的静电抗扰测试中经常出现问题的地方有Receiver、MIC、键盘、Speaker、金属饰件、电池后盖、侧键及USB口、显示屏、中间缝隙、滑盖缝隙等。在对手机ESD出现问题的整改过程中，大致可采用以下两种方法：⑴导：就是用导电胶带导电泡棉或者铜箔，将静电引入GND；⑵堵：就是用类似绝缘胶带，堵住放电的路径，让静电放不出来。通过本任务的学习，学生能掌握静电测试仪的使用，能对手机样品进行静电测试并完成测试报告的填写工作，了解静电危害及静电测试标准，为后续任务的学习打下基础。操作训练教材P302页：静电放电测试训练任务2：电流指标测试知识目标技能目标了解手机出厂检测流程1理解手机电流测试的相关参数概念2能通过测量和分析完成电流指标测试报告33能熟练使用Keithley2302电源进行手机电流指标测试41能熟练测试手机电流相关参数指标2导入案例手机电流指标测试是对手机的各个电流指标进行精确测试的过程，这些电流指标是评价一个手机功耗合理与否的重要标准，也是检验手机性能是否达到要求的重要评价标准之一。手机电流指标测试中用到的测试工具是Keithley2302电源。Keithley2302电源与手机连接图见图9-15所示，其使用方法可参考项目7的任务1。案例分析1．关机电流测试关机电流是指手机在关机状态下内部电路消耗的电流，又称为漏电电流。关机电流的测试目的是检验手机的关机电流是否在正常范围（≤0.1mA）以内，当关机电流过大会造成待机和通话时间短，直接影响手机的待机时间。由于CTA要求手机电池的电压一般在3.7～4.2V，3.8V的时候手机显示的电压会很低，这样一些电流值会偏大，所以在实际测试的时候一般建议将电源供电改为4.0V。具体测试方法如下：将被测手机与Keithley2302电源连接起来，调节电源电压为3.8V，手机开机后再正常关机，等待1到2分钟，待电源上的电流数值稳定读出电流值即可。正常情况下关机电流应小于等于0.1mA。2．睡眠电流测试睡眠电流是指手机在开机并完成自检的全过程（2到3分钟）以后，手机处于睡眠（3秒）和检测广播信道（1秒）的交替工作状态，处于睡眠状态下的电流就是睡眠电流。睡眠电流的测试目的是检验手机的睡眠电流是否在正常范围（≤1.0mA）以内，当睡眠电流过大会造成待机和通话时间短。具体测试方法如下：将被测手机插好SIM卡并与Keithley2302电源连接起来，调节电源电压为3.8V，把手机开机，等待手机完成全部自检，电流稳定之后会在电源上看到手机睡眠时的电流和搜网时的电流交替出现，数值较小的就是睡眠电流。3．平均待机电流测试平均待机电流是手机在待机状态下的平均电流。平均待机电流的测试目的是检验手机的平均待机电流是否在正常范围（≤4.0mA）以内，当平均待机电流过大会造成待机和通话时间短，平均待机电流是主要影响手机待机时间的性能指标，需要严格把关。具体测试方法如下：将被测手机插好SIM卡并与Keithley2302电源连接起来，调节电源电压为3.8V，把手机开机，等待手机完成全部自检，电流稳定之后调节电源，使用电源的积分功能，积分时间为1分钟，积分时间满时电源上会出现一个数值，这个值就是平均待机电流。多读几次数值，以确保数据的准确性。因为待机电流要保证手机的搜网过程完成以后，前面的几个值可能收网没完成，如果正常的话，后面读出的值偏差不会很大，所以越到后面读出的值越准确。4．通话电流测试通话电流，即手机在通话状态下的电流。通话电流的测试目的是检验手机的通话电流是否在正常范围（≤250mA）以内，当手机通话电流过大会造成手机发热、通话时间短等故障，严重时会造成手机内部芯片损坏和手机提前老化等现象，需要严格把关。其测试方法如下：将被测手机插好白卡并与Keithley2302电源连接起来，调节电源电压为3.8V，再将手机与综测仪通过射频线连接起来，功率设置为5功率等级，把手机开机，等待手机完成全部自检，电流稳定后调节电源，使用电源的积分功能，积分时间为30秒，积分时间满时电源上会出现一个数值，这个值是平均待机电流。多读几次这个值以确保数据的准确性。5．通话峰值电流测试通话峰值电流是手机在通话状态下的最大电流。通话峰值电流的测试目的是检验手机的通话峰值电流是否在正常范围（≤1600mA）以内，当手机通话峰值电流过大会造成射频失配，即发射功率超过了GSM规范中规定的功率等级范围。其测试方法如下：将被测手机插好卡后与Keithley2302电源连接起来，调节电源电压为3.8V，再将手机与综测仪通过射频线连接起来，功率设置为5功率等级，把手机开机后，等待手机完成全部自检，并确保手机发射功率达到32.5dBm，使用电源的PulseCurrent功能读出手机的通话电流。知识链接电流测试中的相关测试参数有以下这些：（1）开机电流（2）待机电流（真实网络）（3）来电电流（4）通话电流（人工网络）（5）通话电流（真实网络）（6）背灯电流（7）振动电流（8）响铃电流（9）MP3播放电流（10）振动

响铃电流（11）Camera电流知识拓展手机出厂检测流程如下：（1）压力测试（2）抗摔性测试（3）高/低温测试（4）高湿度测试（5）百格测试（又称界豆腐测试）（6）翻盖可靠性测试（7）扭矩测试（8）静电测试（9）按键寿命测试（10）沙尘测试任务小结通过本任务的学习，学生能熟练进行手机电流指标测试，掌握关机电流、睡眠电流、平均待机电流、通话电流、通话峰值电流的测试方法，进一步熟练掌握Keithley2302电源的使用，理解开机电流、待机电流、来电电流、背灯电流、振动电流、响铃电流、MP3电流等概念，为后续任务的学习打下基础。操作训练根据任务内容对手机进行电流指标测试，并完成电流指标测试报告，如表9-6所示。任务3：传导测试知识目标技能目标理解手机测试条件1掌握发射载波峰值功率的概念和测试方法2掌握调制频谱、开关频谱的概念和测试方法33能熟练使用CMU200对手机进行传导测试41掌握手机在不同制式情况下的相位误差、频率误差的测试方法2能通过测试和分析完成传导测试报告33导入案例传导测试是通过CMU200模拟基站系统，将被测手机利用RF线与模拟基站相连，模拟用户实网打电话的过程，在CMU200上显示手机的各项指标，如频率误差，相位误差，接收质量等一系列参数，由此来判定手机的各项指标是否在设计要求的范围之内。传导测试分为power（功率）测试、modulation（调制）测试、spectrum（频谱）测试和receivequality（接收质量）测试。案例分析1．发射载波峰值功率测试发射载波峰值功率是指发射机载波功率在一个突发脉冲的有用信息比特时间上的平均值。即对该载频时隙突发脉冲串的有用信息比特部分（即时隙中段突发的有用信息比特部分，对常规信道为147比特，对允许接入信道（RACH）为87比特）测量的功率平均值。如果发射功率在相应的级别达不到指标要求，会造成很难打出电话的问题，即离基站近时容易打出而离基站远时不易打出，往往表现出发射时总是提示用户重拨号码。如果发射功率在相应的级别超出指标的要求，一方面可以克服空中损耗，降低对接收机接收灵敏度的要求，但会造成电池损耗大，待机时间短；另外扩大小区覆盖范围，引入邻道干扰。则需测量发射机的载波输出功率是否符合GSM规范的指标要求。（1）测试原理手机发射部分由发射信号形成电路、功率放大电路、功率控制电路三个单元组成。GSM850、GSM900频段分为124个信道，功率级别为5～33dBm，即LEVEL5～LEVEL19共15个级别；DCS频段分为373个信道（512～885），功率级别为0～30dBm，即LEVEL0～LEVEL15共15个级别；PCS频段分为298个信道（512～810），功率级别为0～30dBm，即LEVEL0～LEVEL15共15个级别；每个信道有15个功率等级，测试时选上、中、下三个信道对每个功率等级进行测试，具体是GSM850测试128、192、251三个信道，GSM900测试1、62、124三个信道，DCS测试512、698、885三个信道，PCS测试512、661、810三个信道，每个功率等级以2dBm增减。由于手机不断移动，手机和基站之间的距离在不断变化，因此手机的发射功率不是固定不变的，基站根据距离远近的不同向手机发出功率级别信号，手机收到功率级别信号后会自动调整自身的功率，离基站远时发射功率大，离基站近时发射功率小。具体过程如下：手机中的数据存储器存放有功率级别表，当手机收到基站发出的功率级别要求时，在CPU的控制下，从功率表中调出相应的功率级别数据，经数/模转换后变成标准的功率电平值，而手机的实际发射功率经取样后也转换成一个相应的电平值，两个电平比较产生出功率误差控制电压，去调节发射机激励放大电路、预放、功放电路的放大量，从而使手机的发射功率调整到要求的功率级别上。

（2）测试方法首先由MS按照一般的呼叫建立过程在一个绝对射频频道号（ARFCN）为60～65之间的TCH信道上建立一个呼叫，并将该MS的功率控制电平设置为其最大功率等级。CMU200与MS建立连接的一般设置如节末附图。连接完成后，选择Power，激活功率列表。在每个频段上，选择高中低三个信道，从低到高选择几个功率级别进行功率测试，记录测试数据。GSM频段选1、62、124三个信道；DCS频段选512、698、885三个信道。对每个功率级别进行测试。测试结果如图9-16所示。图9-16发射载波峰值功率测试结果

2．调制频谱测试调制频谱指数字比特流信息经GMSK调制后在临近频带上所产生的频谱。由于GSM调制信号的突发特性，因此输出射频频谱应考虑由于调制和射频功率电平切换而引起的对相邻信道的干扰。在时间上，连续调制频谱和功率切换频谱不是同时发生的，因而输出射频频谱可分为连续调制频谱和切换瞬态频谱。连续调制频谱是由GSM调制而产生的在其载频的不同频偏处（主要是在相邻频道）的射频功率。调制频谱的测试目的是防止带外频谱辐射，以免引起邻道干扰（指本频道对邻频道产生的干扰）。

（1）测试方法首先由MS按照一般的呼叫建立过程在一个绝对射频频道号（ARFCN）为60～65之间的TCH信道上建立一个呼叫，并将该MS的功率控制电平设置为其最大功率等级，设置该MS的时间提前量（TA）值为0。在综合测试仪CMU200屏幕设置BCCHANDTCH信道，选择Spectrum下的ModulationGSM并激活它，即可观测到调制频谱呈山字形的离散线条。用MARKER点选取各频点相对应的电平与标称值相比较即可判断出频谱的好坏。测试时手机分别设置为正常和调频两种模式。GSM频段选1、62、124三个频段，功率级别选最大LEVEL5；频点选

100KHZ、

200KHZ、

250KHZ、

400KHZ；DCS频段选512、698、885三个频道，功率级别选最大LEVEL0。频点选在

100KHZ、

200KHZ、

250KHZ、

400KHZ进行测试。测试结果如图9-17所示。图9-17调制频谱测试结果3．开关频谱测试开关频谱是指由于功率切换而在标称载频的临近频带上产生的射频频谱，即由于调制突发的上升和下降沿而产生的在其标称载频的不同频偏处（主要是在相邻频道）的射频功率。开关频谱的测试目的是防止频段切换时的开关脉冲对邻频道产生干扰（指本频道对邻频道产生的干扰）。（1）测试方法首先由MS按照一般的呼叫建立过程在一个绝对射频频道号（ARFCN）为60～65之间的TCH信道上建立一个呼叫，并将该MS的功率控制电平设置为其最大功率等级，设置该MS的时间提前量（TA）值为0。在综合测试仪CMU200上设置BCCHANDTCH信道，选择Spectrum下的SwitchingGSM并激活它，即可观测到开关频谱山字形状的离散线条。用MARKER点选取各频点相对应的电平与标称值相比较即可判断出频谱的好坏。GSM频段选1、62、124三个频段，功率级别选最大LEVEL5；频点选

400KHZ、

600KHZ、

1200KHZ、

1800KHZ进行测试；DCS频段选512、698、885三个频段，功率级别选最大LEVEL0；频点选

400KHZ、

600KHZ、

1200KHZ、

1800KHZ进行测试。测试结果如图9-18所示。

图9-18开关频谱测试结果

知识链接1．接收灵敏度测试接收灵敏度是指收信机在满足一定的误码率性能条件下收信机输入端需输入的最小信号电平。接收机在各种不同输入信号环境下的工作性能是由比特误码率来表示的。接收误码率是指基站发送给手机一定电平的数据信号，手机接收到这个数据信号后对它进行解调还原，然后再发送给