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手机射频校准测试方法

  不论是GSM/GPRS,还是CDMA2000或WCDMA手机,其射频校准都可以分为发射机功率校准、接收机增益校准和VCO(压控振荡器)校准三部分。

  发射机功率校准是让手机在不同频率下发射不同功率的信号,测试仪测量手机的实际发射功率,从而在全频段内校准手机的发射功率。如图:

  接收机增益校准是让测试仪在不同的频率下发射不同功率的标准信号,手机测量接收信号强度RSSI。从而校准手机接收通路的增益,校准循环流程与发射机部分类似。

  VCO校准可以有两种方法。方法一是让测试仪发射标准频率的信号,手机根据标准信号调整其

  VCO;方法二是让手机在未与网络同步的条件下发射指定频率的信号,测试仪测出其频率误差,从而调整手机的VCO。

  如果使用传统的校准方法,测试程序通过串行口或 USB 接口命令手机不断地改变频率和功率,并基于测试仪的测量结果计算相应的调整值,再写入手机的非挥发性 RAM 里。这样校准一个手机往往需要几十秒的时间。而且,频段越多,测试的频率/功率越多,其耗时越长。特别是CDMA2000 和 WCDMA 手机,由于对功率的要求很严,要进行很多次不同频率/功率下的射频校准,耗时会更长。减少校准频率/功率个数可以缩短测试时间,但其风险是可能会降低手机质量,必须谨慎对待。

  因而,手机生产测试的要面对问题是:如何既提高测试速度又能保证测试质量。CMU200 的

  智能校准选件可以解决这个问题,它巧妙利用手机的时隙/帧结构,可以在不减少测试频率/功率个数的前提下大大缩短手机射频校准时间,从而在不降低测试质量的前提下提高手机产量。

  手机在每个帧的0到6时隙发射不同等级的功率,在时隙7切换到下一频率。在CMU200里可以设置相同的频率表。当开始测量后,手机第一帧的第一个时隙触发整个测量序列,CMU200能自动捕获并一次获取所有序列的功率,从而确定手机发射功率的修正值。所选择的频率个数决定了测量的时间,因为每帧是4.62ms,CMU200允许最多50个频率,即50个帧,共230ms。

  CMU200智能校准选件用于VCO和接收机校准的特殊信号。CMU200 先发射FCB(频率修正突发)让手机进行频率同步,从而方便手机校准其压控振荡器(VCO)。然后从第二帧开始发射不同功率的Sync Bursts(同步突发),每帧可以有7种不同的功率,不同帧的频率都不一样。这样,手机可以收到不同频率、7种不同功率的标准信号。从而校准手机接收通路的增益。CMU200 允许最多 50 个频率,共需 230ms。

  GSM/GPRS允许同时校准接收机和发射机。这样就可以减少一半的处理时间,使得整个手机的射频校准可以在约 0.25 秒内完成。

  CDMA2000和WCDMA手机功率测试更加细致,射频校准耗时更长。以 cdma2000 为例,一般发射机校准需要分许多步(典型值:16 步)来校准手

  机从最小功率(-55dBm)到最大功率(+25dBm)范围内发射功率,并校准手机在不同信道(典型值:16 个)下的功率。对于接收机也需要进行类似的细致校准。

  由于CDMA2000/WCDMA与GSM的时隙/帧结构不同,所以具体的功率/信道个数不同。CMU200允许一次校准最多20个不同功率和16个不同频率(共320个测试)。测试方法与前面类似。所选择的测量间隔、功率步长数和频率个数决定了最终的测量时间,如果测量间隔为10ms,则最长的测试时间为(20+1)*16*10 = 3.36s。

  CMU200 产生不同频率/功率的标准信号,其包含的 Pilot、Sync 等信道可以让手机进行同步,从而进行 VCO 校准。然后,手机可以根据收到的不同频率、不同功率的标准信号来校准其接收通路的增益。同样,CMU200 允许最多 20 个不同功率和 16 个不同频率。测试时间与发射机相同。

  CDMA2000和WCDMA同样允许同时校准接收机和发射机。这样就可以减少一半的处理时间,使得整个手机的射频校准可以在几秒内完成。