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如何降低手机生产测试成本

发布人:众宇旺仪器 发布时间:2017年9月25日 〖打印本文
对于手机产品,要想使价格具有竟争力,在设计时采用低成本元器件仅仅是第一步。生产过程成本,特别是最终测试过程中所发生的成本对于最终产品价格有同样重要的影响。而且,设计工程师经常会低估生产过程所增加的成本。由于这些原因,生产工程师和设计工程师必须密切协作才能保证准确达到生产成本目标。 对于生产工程师来说,必须对生产流程进行优化并设计相应的测试流程才能保证生产出的产品满足技术指标要求:也就是说,硬件元器件工作正常,并且正确连接和校准。然而,生产测试并不是要重复进行包括许多软件测试的全面的型号批准测试。这是因为在同一系列中的不同产品之间,软件并没有什么变化。 

众所周知,时间就是金钱。特别是在生产线上更是如此,因此生产工程师要确定那些对于性能最关键的元器件和电路。然后,尽量设计出不重复的测试对这些最关键的元器件和电路进行充分测试,保证手机在出厂时符合质量标准。此外,在手机生命周期中也不再需要单独的故障排除测试,因此可提高生产力。 

当然,具体的测试仍取决于每一设计本身的好坏。最简单的情况是通过呼叫模式来进行功能测试。这种通过/不通过(Go/No-Go)测试通常覆盖了手机的所有部件,包括天线、功放、接收器、振荡器、混频器和音频部件。通常在生产过程中产品包装前的最后阶段进行这种功能测试,一般包括对功率准确度、频率误差和接收器灵敏度的测量。 

如果有独立的射频连接器,那么就可通过射频连接器完成这些功能测试。这样做的优点是准确度高,重复性好。然而,仅仅提供一个测试连接器并不够。忽略了天线测试也不行,因为这样很可能导致天线焊接不好的情况无法检测出来。 

在生产中使用公差大的廉价元器件有可能进一步降低生产成本,但在生产过程的最终阶段需要通过额外的电子调整和校准过程来达到所需要的精度。因此,采用这种方法时需要在元器件成本以及测量和调整所增加的额外成本之间进行平衡。 

在手机生产过程中最常见的调整过程就是功率放大器的调整,这是因为功率放大器的增益经常是非线性的。手机的发射功率必须遵守标准所规定的一些发射功率等级,并且偏差要小、精度要高。因此通信测试装置要在所有可能的发射功率等级下测试手机的输出功率。控制计算机将每一测量数值与归一化输出功率进行比较,计算出校正值并发送给手机,手机将校正值存储起来。对于手机所支持的每一频段,都要在其中几个频点重复进行这种测试。 

由于需要在6~12个频点校准输出功率水平,因此整个过程可能非常耗费时间,并有可能在生产线上形成一个成本很高的瓶颈。所以,手机必须能够尽可能快地遍历所有功率等级,同时测试装置也必须与功率等级的改变同步,从而使测试结果可容易地与相应的功率等级相关联。 

对于GSM手机,实现这一点的一种方法是利用GSM手机的这样一种特点,即在给定的条件下,GSM手机必须以规定的速度(即在规定的时间内)改变其输出功率到规定的功率等级。因此利用测试装置模拟基站就可以完全控制功率等级和时序,针对所有给定功率控制等级给出一个实际功率水平表。另一种方式是随机启动功率等级跳变,然后在测量结果中寻找变化的开始点。 

开始测试 

在生产测试之前,先要安装好元器件、将PCB电路板连接到电源并下载好软件。首先进行全面的测试以保证元器件和连接工作正常,包括测试不同情况下的电流来确定有没有短路的情况。在接收电路测试过程中,接收信号强度指示器(RSSI)电路对于保证准确的增益非常重要。RSSI电路一般都需要校准。最后,要对电子校正电路进行调整。如果测试失败,电路板将从生产线中剔除出来,进入修理循环。 

调整和校准设备要有足够的速度和精度,否则校准过程可能会耗费太长的时间。校准过程一般需要10秒至2分钟,但如果手机的设计过程中没有采取面向测试的设计模式,那么校准过程有可能延长到10分钟甚至15分钟。 

此外,如果刚开始下载的软件仅包括测试程序,那么接着还必须下载最终用户应用。当软件和所有外壳都安装好之后,就可以进行最终的功能测试了,主要是测量发射电路和接收电路以及总体功能。发射电路的测量参数主要包括功率水平、频率误差以及调制质量。 

在这两步测试之外再增加更多测试步骤是不现实的,因为将PCB电路板或手机连接到测试设备会延长测试时间。因此,流水线式测量的价值不大。当然也可以在其他生产步骤中安装不同类型的测试设备,但目前大多数生产工程师都会选择尽量减少生产线上所安装的不同类型仪器的数量。 

相反,可用于不同技术测试的高质量全功能测试装置有助于在快速变化的环境中保持稳定的测试环境,缩短出现问题时进行故障追踪所需要的时间并尽量减少所需要的备用设备数量。最好是通信测试装置本身能够提供一种测试语言,这样就可以在测试和修理过程中实现自动化测试。 

根据目标测试需要,测试和测量可以在呼叫模式、非呼叫模式(测试模式)下进行。全面的功能测试要在呼叫模式下进行。为节约时间,其他测试可以在测试模式下完成。此外,有些测试设备还提供了一种简化呼叫模式,其中测试过程通过测试仪和手机之间的一个不包括呼叫建立过程的业务通道进行。生产中所需要的测试设备应当包括一个可模拟基站的高速高精度通信测试装置。该通信测试装置应当能够提供射频和语音测试的大多数功能。此外,目前的发展趋势是采用小型通用测试系统。此类小型通用测试系统中仅包括少量几种仪器,有时还包括电源和电流表。
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