趙衛(wèi)東

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手機(jī)射頻生產(chǎn)測試方案優(yōu)化

趙衛(wèi)東

（維沃移動(dòng)通信有限公司）

針對手機(jī)射頻生產(chǎn)與研發(fā)測試參數(shù)多、復(fù)雜等問題，提出一種手機(jī)射頻生產(chǎn)測試方案。以WCDMA為例，闡述手機(jī)射頻生產(chǎn)的主要測試項(xiàng)目；然后介紹手機(jī)射頻生產(chǎn)測試硬件系統(tǒng)組成；最后介紹手機(jī)射頻生產(chǎn)測試方案與優(yōu)化方法，對手機(jī)生產(chǎn)制造測試有一定的參考價(jià)值。

射頻生產(chǎn)；測試方案；優(yōu)化

隨著全球移動(dòng)通信業(yè)的迅速發(fā)展，手機(jī)已成為人民生活中不可缺少的一個(gè)重要物品[1]。手機(jī)生產(chǎn)制造商必須提供功能強(qiáng)大、品質(zhì)優(yōu)良的產(chǎn)品，才能在市場競爭中立于不敗之地[2-3]。常見的手機(jī)射頻模塊包括Wi-Fi、BT、GPS和NFC，只有射頻模塊功能正常，通話、導(dǎo)航、藍(lán)牙傳輸和Wi-Fi上網(wǎng)等功能才能正常使用[4-5]。手機(jī)出廠前，為使手機(jī)的各射頻器件工作在最佳狀態(tài)，需校正各射頻指標(biāo)，例如頻率、功率等[6-7]；為確保手機(jī)射頻功能正常，必須對各項(xiàng)射頻指標(biāo)進(jìn)行全面的測試[8-9]。本文主要討論手機(jī)射頻生產(chǎn)測試方案，希望能給相關(guān)的手機(jī)生產(chǎn)測試研究人員提供借鑒和參考。

1　手機(jī)射頻生產(chǎn)測試與研發(fā)測試的區(qū)別

在研發(fā)設(shè)計(jì)階段，對手機(jī)進(jìn)行各種測試，包括天線方向性測試、輻射特性的OTA暗室測試等[10]。測試項(xiàng)目中，發(fā)射參數(shù)有TRP、NHPRP；接收參數(shù)有TIS、NHPIS；在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)下的外場測試包括通話測試、搜網(wǎng)測試、接通率測試等，及高低溫、鹽霧、冷熱沖擊、防水、跌落測試等惡劣環(huán)境下的可靠性測試。經(jīng)過一系列測試，基本能夠保證手機(jī)的設(shè)計(jì)輸出質(zhì)量。

研發(fā)測試主要特點(diǎn)：

1)測試項(xiàng)目多，詳細(xì)評估手機(jī)的指標(biāo)是否滿足設(shè)計(jì)質(zhì)量要求；

2)測試周期長，一臺(tái)手機(jī)需要多人合作，經(jīng)多個(gè)工作日才能完成各種測試；

3)測試成本高，測試設(shè)備精度高，測試項(xiàng)目復(fù)雜，周期長，導(dǎo)致測試成本較高；

4)測試輸出質(zhì)量好，經(jīng)過研發(fā)測試通過的個(gè)體機(jī)器質(zhì)量是合格的。

研發(fā)測試通過不等于手機(jī)批量成品功能正常。手機(jī)在大批量生產(chǎn)過程中，由于來料一致性、貼片工藝、裝配工藝和制程控制等原因，可能造成手機(jī)射頻指標(biāo)不滿足產(chǎn)品要求。因此須將手機(jī)射頻測試覆蓋到每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，并要求在最短時(shí)間內(nèi)，通過必要的測試項(xiàng)目，以降低成本。

射頻生產(chǎn)測試主要特點(diǎn)：

1)測試時(shí)間短，大批量生產(chǎn)中，時(shí)間就是成本，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)出的手機(jī)越多，其成本就越低；

2)測試成本低，須通過可靠、簡化的測試方案，降低測試成本；

3)測試輸出質(zhì)量要求高，雖然測試時(shí)間短，沒有使用高精密儀器進(jìn)行測試，但因是手機(jī)上市前的最后一道品質(zhì)檢驗(yàn)關(guān)口，測試要求較高。

2　手機(jī)射頻生產(chǎn)測試方案研究

2.1手機(jī)射頻生產(chǎn)測試項(xiàng)目的選擇

手機(jī)射頻性能參數(shù)眾多，本文選擇具有代表性的參數(shù)作為測試項(xiàng)目。手機(jī)主要通過接收機(jī)測試和發(fā)射機(jī)測試完成生產(chǎn)射頻測試。下面以手機(jī)通話、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相關(guān)的測試指標(biāo)說明常見的射頻生產(chǎn)測試項(xiàng)目。

以WCDMA為例，表1列出發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的測試項(xiàng)目。1)主要通過與發(fā)射功率、發(fā)射頻率相關(guān)的一系列測試項(xiàng)目評估和驗(yàn)證手機(jī)發(fā)射特性指標(biāo)；2)通過接收電平、誤碼率指標(biāo)來檢驗(yàn)手機(jī)的接收特性。

表1　WCDMA的測試項(xiàng)目

2.2手機(jī)射頻生產(chǎn)測試硬件系統(tǒng)

手機(jī)射頻生產(chǎn)測試系統(tǒng)是指以計(jì)算機(jī)為核心，在PC程序指令的控制下，為完成手機(jī)射頻測試任務(wù)而組合起來的測量儀器和其他設(shè)備的有機(jī)整體。

手機(jī)射頻生產(chǎn)測試系統(tǒng)框圖、系統(tǒng)組成分別如圖1、圖2所示，主要包括6部分：

1)控制部分，系統(tǒng)的指揮、控制中心，包括PC、單片機(jī)、控制總線；

2)程控設(shè)備，通過程序控制能完成一定測試或控制任務(wù)的硬件，如程控電源、信號源、綜合測試儀、射頻控制開關(guān)、伺服系統(tǒng)等；

3)總線與接口，連接PC與各種程控儀器、設(shè)備通路的硬軟件接口，完成命令、數(shù)據(jù)的傳輸與交換，如GPIB接口、PXI、串口、網(wǎng)絡(luò)接口等；

4)測試軟件，為完成測試任務(wù)而開發(fā)的各種應(yīng)用軟件，如測試主程序、驅(qū)動(dòng)程序、測試結(jié)果打印程序、I/0程序、數(shù)據(jù)庫處理程序等；

5)被測對象，如手機(jī)，需要通過有線或者無線的方式與PC、設(shè)備相連；

6)輔助設(shè)備，如機(jī)械手、傳送帶、氣動(dòng)夾具等，用于將被測單元運(yùn)送到指定位置，固定后等待測試。

圖1　手機(jī)射頻生產(chǎn)測試系統(tǒng)框圖

3　手機(jī)射頻生產(chǎn)測試方案實(shí)施與優(yōu)化方法

測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)完成后，下一步的工作就是將系統(tǒng)應(yīng)用于大批量生產(chǎn)中。有幾種測試方案可供手機(jī)射頻批量生產(chǎn)測試使用：

1)分段部署測試，手機(jī)生產(chǎn)過程中，同一個(gè)產(chǎn)品功能，不同生產(chǎn)階段，部署不同測試方案，能夠更好地控制成本和提升產(chǎn)品制造質(zhì)量。常規(guī)情況下分2階段進(jìn)行：板測階段，射頻以RF點(diǎn)測為主，確保手機(jī)主板功能正常；整機(jī)測試，以確保裝配和整機(jī)天線特性功能正常。

2)信令與非信令結(jié)合，射頻信令測試與非信令測試各有優(yōu)缺點(diǎn)，信令成本高，但最接近實(shí)網(wǎng)；非信令成本低，但部分手機(jī)指標(biāo)不支持非信令測試方案。將2種方案同時(shí)應(yīng)用于手機(jī)生產(chǎn)測試，可做到質(zhì)量與成本的平衡。

3)詳細(xì)測試與精簡測試結(jié)合，產(chǎn)品研發(fā)階段，輸出不穩(wěn)定，設(shè)計(jì)、來料都可能存在問題，需詳盡測試射頻相關(guān)的每一個(gè)指標(biāo)，以最大化識(shí)別設(shè)計(jì)與來料缺陷。量產(chǎn)階段，設(shè)計(jì)缺陷已解決，來料特性也相對穩(wěn)定，可采用精簡測試方案以降低測試成本、提高測試效率。

4)多站合一測試方案與乒乓測試，手機(jī)功能越來越復(fù)雜、頻段多、功能多。傳統(tǒng)測試是按照功能模塊定義測試站，比如校準(zhǔn)站、綜測站、GPS站、Wi-Fi站，BT站。通過算法優(yōu)化，將GPS、BT、Wi-Fi三站合一，可最大化減少系統(tǒng)等待時(shí)間和操作員取放板時(shí)間，提高測試效率。另一方面，每個(gè)射頻功能在測試過程中，都需要先進(jìn)入對應(yīng)測試模式后才能開始測試。在進(jìn)入測試模式的過程中，儀器處于等待狀態(tài)，通過測試方案優(yōu)化，使1臺(tái)儀器同時(shí)與2臺(tái)手機(jī)相連接，A手機(jī)測試過程中，B手機(jī)提前進(jìn)入測試模式，A手機(jī)測試完成，B手機(jī)無需等待，可直接測試，以此提高儀器利用率。

5)一發(fā)多收方案與ListMode方案，在手機(jī)接收電平等項(xiàng)目測試過程中，每臺(tái)手機(jī)接收的信號要求都是一樣的。因此，1臺(tái)儀器可與多臺(tái)手機(jī)同時(shí)進(jìn)行連接，儀器以廣播的形式發(fā)出信號，多臺(tái)手機(jī)同時(shí)接收到信號，同時(shí)并行測試，提升測試效率。ListMode方案解決了PC與儀器之間頻繁交互通信而導(dǎo)致測試效率降低的問題。常規(guī)測試中，每測試1個(gè)信道，儀器需要初始化配置1次。通過ListMode方式，PC通知儀器接下來要測試的每個(gè)頻段信息，一次性將需求信息傳送至儀器，儀器接收后，按照此清單逐一測試，可大大減少PC與儀器之間的交互時(shí)間。

4　結(jié)語

手機(jī)的射頻功能是手機(jī)關(guān)鍵功能，射頻功能異常，會(huì)導(dǎo)致用戶無法正常通話。為保證手機(jī)的品質(zhì)和性能符合用戶的期望，各手機(jī)廠商需在手機(jī)測試方面建立一套完整、科學(xué)的測試體系，才能持續(xù)提升產(chǎn)品質(zhì)量。

[1] 劉春斌.手機(jī)生產(chǎn)線在線測試系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D].北京:北京郵電大學(xué),2010.

[2] 楊繼華.關(guān)于手機(jī)射頻測試技術(shù)的研究[J].電子技術(shù)與軟件工程,2015(6):145.

[3] 孫小進(jìn).LTE 和LTE-A 通用射頻測試方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)及實(shí)際應(yīng)用[J].電子制作,2013(15):145-146.

[4] 白星龍.GSM/WCDMA手機(jī)射頻電路的設(shè)計(jì)與測試[D].西安:西安電子科技大學(xué),2013.

[5] 閆營崗.具有藍(lán)牙、WiFi和模擬電視功能的手機(jī)射頻前端技術(shù)研究[D].成都:電子科技大學(xué),2012.

[6] 沈聰.一種簡化的WCDMA_GSM七頻段手機(jī)射頻前端的設(shè)計(jì)與開發(fā)[D].上海:東華大學(xué),2012.

[7] 蘇少博.移動(dòng)無線通信與射頻識(shí)別一體化物聯(lián)網(wǎng)手機(jī)設(shè)計(jì)[D].成都:電子科技大學(xué),2011.

[8] 郗丹.雙模手機(jī)射頻前端技術(shù)研究[D].西安:西安電子科技大學(xué),2011.

[9] 李波.GSM手機(jī)射頻測試技術(shù)的實(shí)用系統(tǒng)構(gòu)建研究[D].蘇州:蘇州大學(xué),2005.

[10] 高劍平.GSM/GPRS手機(jī)射頻電路設(shè)計(jì)[D].成都:電子科技大學(xué),2003.

Optimization of Mobile RF Production Test Scheme

Zhao Weidong

(Vivo Communication Technology Co., Ltd.)

Focusing on the problems in the production of mobile phone, such as many parameters and complicated problems, a complete and scientific testing program for mobile phone RF production is put forward. Firstly, the paper describes the major test items of mobile radio production, introduces the hardware system of mobile radio production test, and then introduces the implementation and optimization method of mobile radio production test. It provides some reference value for mobile phone manufacturing test researchers.

RF Production; Test Scheme; Optimization

趙衛(wèi)東，男，1983年生，工程師，主要從事電子設(shè)計(jì)開發(fā)相關(guān)工作。