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如何測試手機發(fā)射性能, 精確的手機射頻測試方案


  來源: 電子發(fā)燒友 時間:2018-05-15 編輯:隋意
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手機消費市場競爭日趨激烈,在產(chǎn)品嚴重同質化的今天,除了從設計上尋求突破,產(chǎn)品品質也是各大廠商的關注重點,具體到射頻硬件部分,研發(fā)和生產(chǎn)階段的精確射頻測試也是保障品質的重要手段。

發(fā)射功率是手機發(fā)射機測試的重要指標之一,存在兩面性,一方面手機需要發(fā)射足夠高的功率以保證通信質量,另一方面在保證通信質量的前提下,發(fā)射功率越低越好,換言之,手機的發(fā)射功率需要根據(jù)實際情況被精確控制。接收靈敏度是接收機測試最重要指標之一,也是衡量接收機接收能力的重要體現(xiàn),必須精確測試。



圖1、手機射頻測試系統(tǒng)


典型的手機射頻測試系統(tǒng)如圖1所示,由綜測儀、測試夾具、待測手機(DUT)組成。測試夾具把綜測儀和DUT連接起來,具有一定的插損,這個插損基本恒定不變。綜測儀的發(fā)射功率和接收機測量都具有不確定度,儀器廠家給出的技術指標一般在0.5dB~1dB之間,重復性小于0.1dB,它們是一個統(tǒng)計特性,基于多臺儀器、各種不同的工作條件下和測試場景下得出的。那么對特定某一臺儀器,測試手機性能的不確定度是基本恒定的。夾具的插損和測試儀器的不確定度稱為路徑的系統(tǒng)損耗,可以通過校準來消除。


路徑損耗校準方案



圖2、綜測儀內部結構示意圖


如圖2所示綜測儀內部結構示意圖,綜測儀內部有信號源和信號分析儀兩個模塊,通過開關與綜測儀的射頻端口相連,外部連接測試夾具。發(fā)射和接收測試這兩種場景下信號傳輸路徑不同,為了獲得精確測量結果,需要分別校準信號源和信號分析儀連同外接設備(測試夾具)的路徑損耗。工程應用中,普遍使用金機校準法或矢量網(wǎng)絡分析儀測量法校準系統(tǒng)路徑損耗。

金機校準法:

預先挑選發(fā)射功率和接收電平穩(wěn)定的手機主板(或手機整機)標記為金機,其技術規(guī)格是基于其它測試儀器評估出來的,是已知的。校準系統(tǒng)路徑損耗時,用待校準的射頻測試系統(tǒng)測量金機發(fā)射功率和接收電平,計算當前測量結果與技術規(guī)格之間的差值,即得出系統(tǒng)路徑損耗。這種方法操作簡單、測量速度快,但在實際使用過程中常常遇到測不準的問題。產(chǎn)線中為兼顧不同測試工位,只能把測試門限適當放寬,這實際上相當于降低了測試標準。究其原因:

①金機原始數(shù)據(jù)是用綜測儀測得,綜測儀的典型不確定度約為0.5~1dB,這就造成不同金板之間的差異,參考值就已經(jīng)不精確。

②金機由于重復使用,天線測試座的磨損會帶來與測試夾具接觸不良的問題,增大隨機誤差,進而影響測量結果。

③某些產(chǎn)線測試環(huán)境較差,溫度、濕度波動明顯,導致金機發(fā)射功率和接收靈敏度隨之變化,穩(wěn)定性受影響,增大隨機誤差。

矢量網(wǎng)絡分析儀測量法:

使用矢量網(wǎng)絡分析儀測量夾具射頻線纜的S21參數(shù),當作系統(tǒng)路徑損耗值進行補償,矢量網(wǎng)絡分析儀的不確定度很低,一般小于0.05dB,可保證夾具測量的精確性,但這種方案只能測量手機天線測試座到綜測儀射頻端口之間的損耗,綜測儀的不確定性沒有消除。


功率探頭測量方案

信號源校準:

在測試手機接收機性能時,綜測儀輸出信號供手機接收。使用R&S®NRP-Z91型功率探頭測量測試夾具與手機天線測試座連接處的信號電平Pafter,與綜測儀信號源設置輸出電平Pbefore比較,差值即為在該頻率處路徑損耗值LOSSdl。

信號源校準原理圖:

R&S NRP-Z91是一款通用型功率探頭,一端輸入射頻信號,另一端通過USB線傳送測量數(shù)據(jù)給功率計主機,測得值即是功率探頭輸入信號電平值,R&S®NRP-Z91的不確定度典型值約為0.06dB,由此計算出的LOSSdl不確定度等同功率探頭。

關鍵詞:手機 測試 發(fā)射功率    瀏覽量:5932

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