關于對手機射頻測試系統(tǒng)的研究

陶運

摘 要 對手機射頻測試系統(tǒng)進行測試研究，便于工作人員及時了解手機的性能和質(zhì)量情況，確保終端設備的設計滿足客戶的需求。本文對手機射頻測試系統(tǒng)展開研究，分析手機射頻電路的基本原理以及測試系統(tǒng)，意在進一步促進移動通信設備的市場發(fā)展，希望對相關工作人員具有一定的借鑒意義。

關鍵詞 手機射頻測試系統(tǒng);校準;射頻指標;GSM

前言

GSM蜂窩式手機是一個在雙工狀態(tài)下工作的收發(fā)信號機，主要的組成部分有發(fā)射機、無線接收器、設備控制模塊、人機交互界面以及電源，根據(jù)手機的射頻電路，則可以將其分為射頻系統(tǒng)與邏輯音頻電路兩個部分，為了保證終端設備的功能，需要對收集射頻電路的工作原理與測試系統(tǒng)展開分析研究。

1手機射頻電路的基本原理

1.1 手機射頻接收原理

手機射頻系統(tǒng)由電路接收器、發(fā)射通路以及本振電路等組成，其在射頻接收時利用天線，將基站傳輸來的電磁波轉(zhuǎn)化為較為微弱的電流信號，經(jīng)過濾波，過濾雜質(zhì)，同時將信號進行高頻放大，然后將其傳輸至中頻內(nèi)解調(diào)，從而接收到基帶的信息，如RXI-P，RXI-N等，信息被傳送到邏輯音頻電路進行下一步處理。

1.2 手機射頻發(fā)射原理

手機射頻發(fā)射時，主要是將在邏輯電路中處理好基帶信息，調(diào)整好參數(shù)，然后制成便于接收的發(fā)射中頻，同時采用TX-VCO儀器調(diào)整中頻信號頻率，調(diào)整成為相應的GSM頻率信號，通過功放放大后，利用天線轉(zhuǎn)化為電磁波，從而將其輻射出去。為了更加精確控制功放放大量，發(fā)射時的功率電流通過互感器后，產(chǎn)生相應的次級感生電流，需要將其高頻整流后再輸送至功控，由于預設功率也被輸送，如功控，因此，兩個信號比較后會產(chǎn)生相應的電壓信號，便于工作人員精確地控制功放的放大量，令功放電流較為合理，該系統(tǒng)不僅能夠省電，同時還能提高設備的使用壽命。

1.3 手機射頻的校準流程

射頻校準的目的是確保終端設備的性能穩(wěn)定，由于校準區(qū)的參數(shù)均是精確校準后，燒錄入芯片中的，目的是保證工作狀態(tài)時，讀取的相關參數(shù)均在校準區(qū)域內(nèi)，發(fā)射機的功率校準，主要是利用測試儀，測量終端設備在不同頻率的條件下相應的實際功率，同時對發(fā)射出的不同功率的信號，進行相應的校準。另外，接收器的增益校準則是將不同頻率下發(fā)射相應的功率信號做出區(qū)分，以此校準出參數(shù)范圍內(nèi)的信號，測量出RSSI值，校準增益。除此之外，VCO校準則是采用鎖相環(huán)，通過測試儀發(fā)射出一定頻率的信號，終端設備則依據(jù)頻率信號校準VCO。

2手機射頻的綜合性測試

2.1 構建測試系統(tǒng)

在對終端設備進行整體的電性能測試，需要應用綜合性的測試軟件與相應測試設備，經(jīng)常使用的設備有CMW500與8960，在構建測試系統(tǒng)時，首先利用IEEE488與綜合測試儀器、電源相連接，然后采用串口線連接好測試夾具，需要注意的是，測試夾需由高頻線、電源線、電源以及綜測儀器相連接，構成整個測試系統(tǒng)。在測試夾具的選擇上，射頻線筆觸需使用標準的屏蔽射頻線材料，而測試系統(tǒng)中的測試箱，則需要將吸波材料全部填滿箱體內(nèi)部，避免出現(xiàn)高頻頭頂偏以及頂針斷等問題，在天線耦合片與耦合器的選擇上，則要保證耦合片能在平面上自由移動，耦合損在30dB以下，電阻在50歐姆以下，保證測試結(jié)果的科學、合理[1]。總而言之，測試系統(tǒng)的主要目的是保證終端設備的天線以及相應電路的暢通，測量人員可以增加點測法提高綜合性測試的穩(wěn)定性。

2.2 完善測試條件

由于天線耦合器只有在一定的溫度條件下，特性參數(shù)值才不會發(fā)生變化，因此，為了保證測試結(jié)果的穩(wěn)定，必須完善測試條件，測試溫度最好在15～35℃之間，濕度條件在20%～75%，而電源則需要最大限度地降低電阻，忽略電阻對整個電路中的電流的影響，保證測試系統(tǒng)試驗結(jié)果的精確。

2.3 射頻指標的分析

本文主要分析以下五個測試數(shù)據(jù)，首先是分析發(fā)射功率，即基站輸送至終端設備或者收集到的功率，由于其是在有效時間內(nèi)發(fā)生的突發(fā)脈沖，因此發(fā)射機存在一定的頻率誤差，測頻儀器測量的實際頻率與理想數(shù)值之間存在一定的差距，當測試完成后，觀察GSM值是否在標準區(qū)域內(nèi)，可以進行CP、CPK值的運算，檢查測試結(jié)構是否能夠滿足制造商的生產(chǎn)需求，在這一環(huán)節(jié)的測試中，可以選取50個手機，然后進行測試，記錄CP、CPK數(shù)值，如果CP值大于2，同時CPK的數(shù)值大于1.5，則發(fā)射功率的指標滿足相應的生產(chǎn)需求。其次是分析相位誤差，其主要是指均方根的誤差或者是峰值相位誤差，在綜合性系統(tǒng)內(nèi)進行測試時，測量的實際相位值與理想相位之間的數(shù)值存在一定的誤差，該誤差通過繪制相應的軌跡圖，可以將其與載波相位比較后，得出相應的相位變化曲線[2]。再次，分析通過GMSK后的頻譜形式，即調(diào)制頻譜，這是由于GSM具有突發(fā)性的特點。因此，在輸出射頻頻譜時，應考慮降低鄰道的干擾，尤其是降低調(diào)制頻譜與射頻功率切換導致的干擾，避免外頻譜發(fā)生輻射，確保測試結(jié)果的準確性。最后，分析開關頻譜與功率斜坡，在分析開關頻譜時，需要在功率切換的條件下進行，提高臨頻帶數(shù)值的穩(wěn)定性。另外，由于GSM主要是一個TDMA系統(tǒng)，其中8個用戶共同使用一個頻點，因此終端設備只可以在一定的時間內(nèi)進行工作，其他時間內(nèi)系統(tǒng)關閉，因此需要保障系統(tǒng)內(nèi)TX功率值的范圍，如果TX功率超過標準范圍，則會影響其他終端設備的使用，而TX功率一旦相應的平坦度不足，則會降低信號的質(zhì)量。總的來說，測試終端設備的信號是否符合標準的功率模板，是分析測試指標的重要內(nèi)容。

3結(jié)束語

從現(xiàn)階段對手機的需求來看，移動終端設備的發(fā)展前景較為良好，但是當前我國手機市場逐漸飽和，終端設備的制造商不斷增加，市場競爭日益激烈，市場對終端設備的性能、質(zhì)量以及成本的要求標準逐漸提高。因此增加對手機射頻測試系統(tǒng)的測試，確保終端設備的功能和質(zhì)量，增強手機信號，是當前終端設備制造商提升企業(yè)競爭力的重要途徑。

參考文獻

[1] 鄭永豐，張貴恒，董陽，等.國產(chǎn)芯片自動測試系統(tǒng)射頻測試模塊設計[J].計算機測量與控制，2019，27（10）：41-44，49.

[2] 水晶.手機射頻測試系統(tǒng)[J].科技經(jīng)濟導刊，2019，27（7）：17-18.