杂散测试

杂散测试模块硬件测试部黄泉波2011-11-30目录•定义简介•规范标准•测试系统•问题分析什么是杂散？•spuriousemissions：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。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：3GPPTS51.010-1第12章节；3GPPTS51.010-1第13.4章节。•WCDMA杂散标准：3GPPTS34.121的5.11和6.8章节；TS25.101的6.63和7.9章节。•TD-SCDMA杂散标准：3GPPTS34.122的5.5.3和6.8章节；TS25.102的6.63和7.9章节。•CDMA2000杂散标准：3GPP2C.S0011-C4.5.1章节。•SRD杂散标准：ETSIEN300220-1；ETSIEN300440-1•2.4GHzISM频段设备杂散标准：ETSIEN300328•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。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•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。•MT8820B无线通信分析仪:•频率范围：30~2700MHz•最大输入电平：+35dBm(Main)•主要输入输出•阻抗：50Ω•VSWR:≤1.2(1.6GHz),≤1.25(1.6~2.2GHz),≤1.3(2.2GHz)•接口：N型•基准振荡器•频率：10MHz•电平：TTL•启动特性：≤±5x10–8(启动后十分钟，参考启动后24小时)•老化率：≤±2x10–8/天，≤±1x10–7/年(参考启动后24小时)•温度特性：≤±5x10–8•接口：BNC型•输出电平•电平范围：–140~–10dBm(Main),–130~0dBm(AUX)•分辨率：0.1dB•精度：0.7dB(典型值)，±1.0dB(–120~–10dBm,Main,校准后),±1.0dB(–110~0dBm,AUX,校准后)•信号纯度•非谐波杂散：≤–50dBc•谐波量：≤–25dBc•不间断电平变化•变化范围：0~–30dB•设置范围：1dB•R&SFSU简明规格：•滤波器规格：•定向耦合器的规格：•衰减器的规格：•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(1.22);6GHz(1.36)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.•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。•在FSU上设置中心频点为902.4MHz，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。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：ETS300607-1附录A中GC5的要求。•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。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BCCHLEVEL设置的过高照成的，测试杂散的时候BCCHLEVEL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。•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。•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。•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。THEEND~THANKS~