利用新測(cè)試平臺(tái)降低手機(jī)制造的測(cè)試成本

關(guān)鍵字：手機(jī)測(cè)試 WiFi GSM

手機(jī)制造業(yè)是一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)極其激烈的行業(yè)。在過(guò)去幾年中，在新興市場(chǎng)(例如中國(guó)和印度)的帶動(dòng)下，全球手機(jī)用戶(hù)數(shù)量呈現(xiàn)急劇增長(zhǎng)，這使所有制造商都感受到必須降低制造成本并提高利潤(rùn)以保持競(jìng)爭(zhēng)力的巨大壓力。因此，他們對(duì)生產(chǎn)過(guò)程更為關(guān)注，特別是如何降低在手機(jī)制造總成本中不斷增加的測(cè)試成本。

由于手機(jī)的結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，需要進(jìn)行更多的測(cè)試，制造商必須找到適當(dāng)?shù)牟呗詠?lái)降低不斷上升的測(cè)試成本。方法之一就是設(shè)計(jì)能夠進(jìn)行更高效測(cè)試的產(chǎn)品，另一種方法就是使用新型測(cè)試設(shè)備，這些新型測(cè)試設(shè)備通過(guò)采用新架構(gòu)、更快的測(cè)量和校準(zhǔn)技術(shù)，能夠提高吞吐率和降低擁有成本。

導(dǎo)致測(cè)試成本上漲的原因

最新的手機(jī)集成了許多先進(jìn)的功能，例如藍(lán)牙、WiFi、MP3、立體聲FM廣播、GPS、拍照和錄像功能。另外，3G手機(jī)還必須支持多種接入技術(shù)，例如GSM、GPRS、EGPRS和W-CDMA。如此眾多的技術(shù)匯集在一起，使得手機(jī)在制造過(guò)程中需要進(jìn)行的測(cè)試量顯著增加。

生產(chǎn)線上最耗費(fèi)時(shí)間的測(cè)量步驟之一就是校準(zhǔn)，執(zhí)行RF發(fā)射器和接收器校準(zhǔn)測(cè)試的目的，就是為了驗(yàn)證所有射頻功能是否工作正常以及是否符合技術(shù)和監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)射器輸出功率的校準(zhǔn)會(huì)影響最大功率、最小功率、功率控制、調(diào)制質(zhì)量、鄰近信道、頻譜輻射和電池使用壽命等諸多方面。為確保對(duì)用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓β士刂坪颓袚Q操作，必須對(duì)接收器輸入電平接收信號(hào)強(qiáng)度指示器(RSSI)進(jìn)行精確校準(zhǔn)。對(duì)于最新的多模式3G手機(jī)，必須在更多頻帶上使用不同調(diào)制類(lèi)型和標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行校準(zhǔn)。因此，校準(zhǔn)已經(jīng)成為制造測(cè)試過(guò)程中的重要步驟。

一直以來(lái)，發(fā)射器校準(zhǔn)測(cè)試使用手機(jī)測(cè)試模式將發(fā)射器設(shè)置成指定的信道和功率電平，然后再使用無(wú)線通信測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)量。通過(guò)該測(cè)試計(jì)算出校正因子，并將結(jié)果載入手機(jī)校準(zhǔn)表格內(nèi)。重復(fù)執(zhí)行該過(guò)程幾次，獲得每個(gè)頻帶中多個(gè)頻率上的各個(gè)功率電平。手機(jī)RSSI校準(zhǔn)過(guò)程通常與發(fā)射器校準(zhǔn)過(guò)程相似，其中由測(cè)試儀提供校準(zhǔn)調(diào)制信號(hào)以激發(fā)移動(dòng)接收器。然后手機(jī)對(duì)校準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行RSSI測(cè)量，并為該測(cè)量生成一個(gè)校正因子。重復(fù)執(zhí)行該過(guò)程以獲得每個(gè)頻帶劃分成多個(gè)頻率的各個(gè)功率電平。

上述手機(jī)發(fā)射器和接收器校準(zhǔn)過(guò)程需要大量通信時(shí)間，通過(guò)一個(gè)串行接口控制手機(jī)、讀取測(cè)試儀中的測(cè)量數(shù)據(jù)以及將校準(zhǔn)數(shù)據(jù)寫(xiě)入手機(jī)。對(duì)于多頻帶、多模式的3G手機(jī)，該通信時(shí)間是總體校準(zhǔn)時(shí)間的重要部分。

制造商面臨如何在不顯著增加測(cè)試成本的情況下，測(cè)試具有更多功能和更高復(fù)雜度的產(chǎn)品的困難。解決方案的一個(gè)方面就是通過(guò)向新一代無(wú)線產(chǎn)品中建立特殊的復(fù)雜測(cè)試模式，以降低制造測(cè)試時(shí)間。這些測(cè)試模式通過(guò)執(zhí)行復(fù)雜的順序測(cè)試步驟并控制手機(jī)功能，來(lái)加快測(cè)量速度并極大降低校準(zhǔn)所需的通信時(shí)間。另一種方法就是促使測(cè)試設(shè)備供應(yīng)商在用于校準(zhǔn)手機(jī)的測(cè)試儀器中提供創(chuàng)新、高效的設(shè)計(jì)和測(cè)量技術(shù)。

校準(zhǔn)手機(jī)所需的設(shè)備功能

要校準(zhǔn)手機(jī)，測(cè)試儀本身必須擁有經(jīng)校準(zhǔn)的信號(hào)源和測(cè)量接收器。測(cè)試儀為經(jīng)校準(zhǔn)的信號(hào)源提供一個(gè)預(yù)定的信號(hào)電平，然后再由手機(jī)接收器進(jìn)行測(cè)量。

作為一個(gè)經(jīng)校準(zhǔn)的測(cè)量接收器，測(cè)試儀執(zhí)行校準(zhǔn)手機(jī)所需的四種測(cè)量：測(cè)量功率，以驗(yàn)證手機(jī)是否以正確的功率電平進(jìn)行傳輸；通道外頻譜發(fā)射；頻譜監(jiān)控；調(diào)制質(zhì)量。

以上的四種測(cè)量為關(guān)鍵的校準(zhǔn)測(cè)量。然而，用戶(hù)還可以采用其它調(diào)制和頻譜測(cè)量以驗(yàn)證設(shè)備的其他性能參數(shù)，例如相位、頻率或通道外發(fā)射。例如，使用頻譜監(jiān)測(cè)器可用于濾波器帶寬檢查和載波抑制。測(cè)試儀的這些功能必須能夠滿(mǎn)足制造商的手機(jī)芯片組校準(zhǔn)要求。

圖1顯示了在Agilent E6601A無(wú)線通信測(cè)試儀中運(yùn)行的W-CDMA校準(zhǔn)應(yīng)用的專(zhuān)用物理信道(DPCH)測(cè)量的截屏圖。用戶(hù)可以使用測(cè)試儀控制DPCH下行鏈路信道數(shù)設(shè)置、輸出功率和調(diào)制類(lèi)型。人們常見(jiàn)的根據(jù)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)在3.84 MHz頻帶內(nèi)測(cè)量的功率包括平均功率(5 MHz頻帶內(nèi)的平均功率)、動(dòng)態(tài)功率(在一組頻率上的快速功率變化)和RRC濾波功率(Filtered Power)。頻譜測(cè)量包括頻譜發(fā)射屏蔽(spectrum emission mask)、占用帶寬和鄰信道泄漏比，它描述了手機(jī)的信道外發(fā)射。

圖1：針對(duì)W-CDMA校準(zhǔn)應(yīng)用的DPCH測(cè)量

提高測(cè)量速度

準(zhǔn)確校準(zhǔn)采用許多信道(頻率)和功率電平，以確保經(jīng)測(cè)試后的手機(jī)能正確工作。例如，W-CDMA設(shè)備校準(zhǔn)服務(wù)通常測(cè)量800到1000MHz和1700到1990MHz兩個(gè)頻帶的功率，其中每個(gè)頻帶有15個(gè)信道，每個(gè)信道有20個(gè)功率電平。這樣就增加了600個(gè)功率測(cè)量。另外，在每個(gè)頻帶上還進(jìn)行300個(gè)接收器測(cè)量，因此校準(zhǔn)某個(gè)設(shè)備一共需要1200個(gè)測(cè)量。使用典型的功率測(cè)量方法和按順序進(jìn)行接收器測(cè)量，W-CDMA設(shè)備校準(zhǔn)將花費(fèi)150秒。

減少測(cè)量數(shù)量并不總是可行的。因此，測(cè)試設(shè)備供應(yīng)商開(kāi)發(fā)了多種新技術(shù)，通過(guò)減少設(shè)置、通信和測(cè)量時(shí)間來(lái)改善測(cè)量過(guò)程。其中之一是快速設(shè)備調(diào)節(jié)(Fast Device Tune)，它是安捷倫測(cè)試儀提供的一種測(cè)量技術(shù)，該技術(shù)允許在一次掃描中同時(shí)校準(zhǔn)在各電平和頻率上的手機(jī)發(fā)射器輸出功率和RSSI。該測(cè)量通過(guò)使用復(fù)雜測(cè)試模式的手機(jī)來(lái)完成，在這個(gè)過(guò)程中手機(jī)和測(cè)試儀之間不建立呼叫。測(cè)試模式需要芯片組支持以及軟件，以使手機(jī)能夠在多個(gè)頻率和電平上發(fā)射信號(hào)，還能使手機(jī)與用于接收器測(cè)量的測(cè)試儀同步。

在快速設(shè)備調(diào)節(jié)方法中，手機(jī)以各種上行鏈路頻率發(fā)射預(yù)定義的連續(xù)變化功率電平，同時(shí)調(diào)節(jié)接收器進(jìn)行各種下行鏈路頻率和功率電平的測(cè)試儀信號(hào)測(cè)量(見(jiàn)圖2)。

圖2：快速設(shè)備調(diào)節(jié)測(cè)量允許同時(shí)對(duì)輸出功率和輸入功率進(jìn)行校準(zhǔn)

使用快速設(shè)備調(diào)節(jié)方法的W-CDMA設(shè)備校準(zhǔn)可在15秒內(nèi)完成，而使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)則需150秒。這一巨大進(jìn)步突破了生產(chǎn)測(cè)試過(guò)程中成本高昂的瓶頸，能夠顯著提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率。

新一代測(cè)試平臺(tái)

通過(guò)快速設(shè)備調(diào)節(jié)等技術(shù)，校準(zhǔn)測(cè)量正在突破速度方面的技術(shù)極限，例如GSM幀速率。突破這些限制后，測(cè)試速度將取決于手機(jī)復(fù)雜的測(cè)試模式。然而，測(cè)試設(shè)備供應(yīng)商可通過(guò)其它改進(jìn)來(lái)進(jìn)一步降低測(cè)試成本。

在新一代平臺(tái)上設(shè)計(jì)的測(cè)試儀提高了總體操作效率，并支持集成多種技術(shù)。例如，Agilent E6601A內(nèi)置可運(yùn)行Microsoft Windows XP的開(kāi)放式PC。這種體系結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點(diǎn)：Windows提供了用戶(hù)熟悉的、易于使用的界面，編程結(jié)構(gòu)、幫助和故障診斷工具也很熟悉。Windows遠(yuǎn)程桌面功能使制造商可以從任何其它Windows電腦上操控任何測(cè)試儀。測(cè)試儀可以彼此通信，并可運(yùn)行任何計(jì)算機(jī)程序。在外包制造的時(shí)代，這對(duì)于提高生產(chǎn)效率來(lái)具有很大的幫助。

通過(guò)將測(cè)試儀變?yōu)?ldquo;智能儀器”，測(cè)試設(shè)備供應(yīng)商為手機(jī)制造商提供了更多的機(jī)會(huì)來(lái)優(yōu)化自動(dòng)化生產(chǎn)線。測(cè)試儀具有控制和連接能力，因此成為高效、自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的核心。系統(tǒng)無(wú)需使用單獨(dú)的系統(tǒng)控制器，使用在內(nèi)置計(jì)算機(jī)控制器上運(yùn)行的自動(dòng)化測(cè)試程序，可以節(jié)省系統(tǒng)機(jī)架空間，簡(jiǎn)化總體系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

在新一代平臺(tái)中，測(cè)試設(shè)備供應(yīng)商可以進(jìn)行其它改進(jìn)以降低擁有成本，進(jìn)而降低測(cè)試成本。供應(yīng)商能夠在可靠性設(shè)計(jì)、支持、校準(zhǔn)與維修工具等所有方面應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)和創(chuàng)造性的方法，最大限度延長(zhǎng)儀器的運(yùn)行時(shí)間。

測(cè)試設(shè)備供應(yīng)商甚至可以采用靈活的許可策略，例如“可轉(zhuǎn)移”許可證，使制造商能夠?qū)y(cè)試能力平衡分配到其全球制造工廠之中，充分利用閑置的測(cè)試設(shè)備，而不必投資購(gòu)買(mǎi)額外的測(cè)試設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)更高的測(cè)試設(shè)備利用率。