杂散测试
• 5问题:整机传导杂散很好,为什么辐射杂 散超标。 • 辐射杂散是通过天线,金属结构件,走线 等辐射出来的。一般通讯模块的辐射杂散 很少有超标,一是有屏蔽框隔离,也没有 其他金属结构件。一些整机的项目,手机, 话机等较容易出现这样的问题。
• 如果在暗室测试辐射杂散,整机在转台旋 转,某一个方向谐波杂散突然增大超标, 那很有可能就是在手机面对天线的那一面 有金属结构件造成的。一般手机中的金属 结构件,有振子,扬声器,金属卡槽,侧 键按钮,甚至靠近天线的螺丝都有可能。 • PCB走线问题。特别是两层板,射频走线在 表层,尽量不能绕圈,能短则短。
• SRD杂散标准:ETSI EN 300 220-1;ETSI EN 300 440-1 • 2.4GHz ISM频段设备杂散标准:ETSI EN 300 328 • 杂散测试是通讯类产品必不可少的一项测 试,各国都有相应的标准。有的归类于射 频测试,有的归类于EMC测试。辐射杂散测 试更像EMC测试,而传导杂散测试一般都归 于射频测试。
耦合杂散测试系统
全电波暗室
• 所谓天线的极化,就是指天线辐射形成的 电场强度方向。当电场强度方向垂直于地 平面时,此电波就成为垂直极化波;当电 场强度方向平行于地平面时,此电波就成 为水平极化波。
• 在1MHz~10GHz频率范围内暗室的屏蔽效能 达到100dB并不难,但是在10kHz~lMHz和高 频(10~40GHz)要达到较高的屏蔽效能,对 焊缝、屏蔽门、通风截止波导窗的设计和 制造都要严格要求。暗室的屏蔽效能要求 应适当,并非越高越好,要从费效比考虑, 最终的环境电平只要低于标准限值的6dB就 可以了。 • 电波暗室必须符合:ETS 300 607-1附录A 中GC5的要求。
• 传导测试时需要注意的问题:不要选错滤 波器;更换滤波器时请断开EUT与模拟基 站的连接;调可调滤波器的时候,EUT发 射功率等级选择最小,调好以后再改为最 大功率发射;测试时EUT发射信道选择中 间信道;更换频段的时候,不要使用软切 换功能。
可调滤波器调整频点的方法
• 可调滤波器的调试方法: • 测试带内杂散,需要调试滤波器的衰减点 在被测信道上。如GSM900一般测试62信道, 频点为902.4MHz。 • 调试前,按照杂散测试框图所示搭建测试 平台,模块与CMU200建立连接。选择信道 62,最小功率等级发射。
• 4问题:测试谐波杂散的时候,基本上3次 以上的谐波都是低噪了。 • 这是因为我们的测试设备的原因照成的。 比如GSM900的带阻滤波器的通带频率只能 到达2.7GHz。还有我们的频谱仪只能到达 8GHz。实际上,像FCC认证,对于工作频率 在10GHz以下的产品,选择最高基频的10次 谐波作为评估的最高频率,如果10次谐波 的频率大于40GHz,则选择40GHz作为评估 的最高频率。
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MT8820B 无线通信分析仪: 频率范围: 30 ~2700 MHz 最大输入电平: +35 dBm (Main) 主要输入输出 阻抗: 50 Ω VSWR: ≤1.2 (<1.6 GHz), ≤1.25 (1.6 ~2.2 GHz), ≤1.3 (>2.2 GHz) 接口: N 型 基准振荡器 频率:10 MHz 电平: TTL 启动特性: ≤±5 x 10–8 ( 启动后十分钟,参考启动后24 小时) 老化率: ≤±2 x 10–8/ 天, ≤±1 x 10–7/ 年( 参考启动后24 小时) 温度特性: ≤±5 x 10–8 接口: BNC 型 输出电平 电平范围: –140 ~ –10 dBm (Main), –130 ~ 0 dBm (AUX) 分辨率: 0.1 dB 精度: < 0.7 dB ( 典型值), ±1.0 dB (–120~ –10 dBm, Main, 校准后), ±1.0 dB (–110 ~ 0 dBm, AUX, 校准后) 信号纯度 非谐波杂散: ≤–50 dBc 谐波量: ≤–25 dBc 不间断电平变化 变化范围: 0 ~ –30 dB 设置范围: 1 dB
杂散测试系统
• 传导杂散的测试系统搭建: • 需要的仪器:模拟基站,频谱分析仪 • 附件:带阻滤波器,可调滤波器,定向耦 合器,10dB衰减器,射频线,射频头。 • 辐射杂散测试系统搭建: • 需要的仪器:模拟基站,频谱分析仪 • 附件:带阻滤波器,射频线,射频头,外 置功率放大器,微波暗室。
仪器及附件的规格要求
• 在FSU上设置中心频点为902.4 MHz,SPAN 为3MHz,SWEEPTIME设为1S,RBW设为1KHz。 检波方式设为CLEAR/WRITE。 • 也可以设置SPAN为30MHz,RBW为3MHz。个 人认为SPAN小一点,微调的时候更清楚更 方便。 • 然后旋转旋钮,先快速转到900附近,然后 微调,调到主频功率尽可能的最小,左右 两旁低噪对称就可以了。然后设置对大功 率发射。
THE END ~THANKS~
• 模拟基站可以是CMU200,8960,MT8820。 • 频谱分析仪的要求:测量范围;频率精度; 功率精度的要求;动态范围。 • 带阻滤波器(陷波器):通带频率,阻带 频率,通带插损,阻带抑制,驻波比。 • 定向耦合器:工作带宽,最大输入功率, 输入驻波比,隔离度,定向度,耦合度, 端口阻抗,工作温度,湿度等。 • 衰减器:衰减值及精度,驻波比,工作频 率范围,工作温度。
• 测试方法:测量应在EUT,或者EUT与其他 辅助设备相结合的典型配置下进行测试。 不能与外部电源相连的EUT不进行极端电压 情形下的测量。 • 辐射杂散骚扰。辐射杂散的测量应在全电 波暗室中进行。
• 骚扰时指由EUT的机壳,结构及互联电缆引 起的杂散在30MHz~6GHz频段内,用测量接 受机罩到辐射杂散骚扰频率。天线与EUT的 距离通常设置为3M或者10M。天线与EUT距 离地面都为1.5M。 • 在测量过程中,为了找到最大场强读数, 应旋转EUT360度。应改变天线对EUT的水平 和垂直极化方向。EUT也需要水平放置,和 垂直放置。
• 其他RF天线的影响,现在手机功能多了,天线也 多蓝牙,FM,GPS,SRD等天线也会造成杂散超标。 其他的射频电路最好在设计的时候分别用屏蔽框 隔离。 • 6问题:暗室测试耦合杂散时,为什么要加功率放 大器。 • 因为杂散功率本身就较低,加上暗室的空间损耗 (一般在40dBm),如果不加外置的功率放大器, 杂散功率就小于仪器低噪,无法测到准确值。
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R&S FSU简明规格:
• 滤波器规格:
• 定向耦合器的规格:
• 衰减器的规格:
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射频线的规格: 阻抗(欧姆):50 截止频率(GHz):18 屏蔽效率(dB):<-110 平均功率(瓦):420(2GHz) 最小弯曲半径(mm):21 建议最小动态弯曲半径(mm):42 工作温度范围(℃):-55~+200 长度(m):1 插入损耗: 400MHz(0.31);1GHz(0.5);3GHz(0.91);5GHz(1.2 2);6GHz(1.36)
杂散测试
模块硬件测试部 黄泉波 20简介 规范标准 测试系统 问题分析
什么是杂散?
• spurious emissions: 杂散辐射,杂散骚扰 • 通俗的来讲杂散就是除去主频以外的无用信号功 率。 • 为什么要关注杂散?杂散会带来什么问题? • 杂散在EUT的发射频段内,影响本机的射频指标, 如GSM的调制谱,3G的ACLR,邻道功率等。 • 杂散在EUT的接收频段内,影响本机的接收灵敏 度。 • 杂散在其他频段,影响其他设备的工作。
问题分析
• 1问题:测试带外杂散的时候,发现在 900MHz左右有个尖峰出现。 • 由于测试用的射频线屏蔽效能不好,并不 能完全屏蔽外界的信号,所以在测试杂散 的时候必须关上屏蔽门,并禁止打电话。 • 2问题:测试IDLE情况下的杂散,在主频发 射频段内有尖峰出现。
• 这是由于CMU200中的BCCH LEVEL 设置的过 高照成的,测试杂散的时候BCCH LEVEL 尽 量设置小于-80dBm。 • 3问题:测试WCDMA2100频段带外杂散,发 现在1950MHZ左右有较高尖峰。 • 这个问题其实是滤波器本身的问题,没有 很好的滤除主频的功率照成的。
杂散的分类
• 按EUT的工作模式分类:专用模式和空闲 模式。 • 按测试方式分类:分为传导杂散和辐射杂 散。 • 按测试频段分类:分为带外杂散,带内杂 散,接收杂散。 • 什么样的设备需要测试杂散? • 带有通讯发射机和收信机的设备都需要测 试杂散。
杂散相关标准
• GSM杂散标准:3GPP TS 51.010-1 第12章 节;3GPP TS 51.010-1 第13.4章节。 • WCDMA杂散标准:3GPP TS34.121的5.11和 6.8章节 ;TS25.101的6.63和7.9章节。 • TD-SCDMA杂散标准:3GPP TS34.122的 5.5.3和6.8章节;TS25.102的6.63和7.9章 节。 • CDMA2000杂散标准:3GPP2 C.S0011C4.5.1 章节。
传导杂散测试系统
线损补偿
• 模块到CMU200的线损补偿:10dB+EUT到耦合器的 射频线损+耦合器到CMU200的射频线损。 • 频谱仪读数的线损补偿:EUT到定向耦合器的线损 +定向耦合器的插损+衰减器+衰减器到滤波器的线 损+滤波器的插损+滤波器到频谱仪的线损。 • 举例:GSM900两次谐波,线损多少?DCS1800两次 谐波多少? • 答案: • GSM900两次谐波线损:大概16.4dBm • DCS1800两次谐波线损:大概18.4dBm.