手机电磁兼容测试标准及手机ESD 测试要求及方法


1 前 言

手机作为无线通信产品中应用最广泛、最贴近人民生活的数字蜂窝通信产品,在国内是人们主要的通信工具。因此,为保证手机的电磁兼容性能,解决手机的电磁兼容问题,使得手机的电磁兼容测试显得越来越重要。本文介绍了手机静电放电测试的要求和方法, 总结分析了手机静电放电抗扰度试验的主要失效现象和模式, 可供手机静电放电抗扰度试验及提高手机抗静电能力设计时参考。

2 手机静电放电抗扰度的方法及要求

虽然在进行不同制式的手机电磁兼容测试时,可以选择不同的行业标准,但依据的基础标准是相同的。对手机进行电磁兼容测试,出现问题的主要项目有:静电放电抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、传导骚扰和辐射骚扰。以下主要针对900/1 800 MHz GSM 手机的静电放电抗扰度试验及其问题展开讨论。

电磁兼容测试中静电放电抗扰度(ESD)抗扰性是产品的一个关键指标,也是产品主要不合格项目之一。ESD 抗扰性低时,产品不适用于相对湿度低的环境使用,也不可避免地会影响产品的性能指标,产品更容易损坏,导致用户对产品的认可度下降。因此手机的ESD 抗扰性已成为产品的主要指标之一。

手机电磁兼容测试标准及手机ESD 测试要求及方法


手机ESD 测试实验布置如图1 所示。

2.1 手机工作状态

手机在电磁兼容测试过程中,有两种典型的工作状态,即专用模式(通话状态) 和空闲模式(待机状态)。

a) 专用模式

被测手机与基站模拟器通过空间链路建立并保持通信连接,通过把ARFCN 设置为一个适当的值来选定射频输入信号频率。例如:对于GSM 900MHz,可选择60~65 之间的值。基站模拟器命令被测手机工作在最大的输出功率电平下。手机分别工作在充电状态和电池供电状态并进行ESD 抗扰度试验。

当要求被测手机处于专用模式时,应满足下列条件:

1) 被测手机工作在最大的发射功率情况下;

2) 监视下行链路的RXQUL;

3) 在测试之前,下行链路和上行链路的语音输出信号的参考电平都应记录在测试仪器中(把被测手机的音量设成额定音量或中等音量);

4) 被测手机下行链路的语音信道输出信号在ERP 处的电平应通过测量SPL 来评估;

5) 在基站模拟器的模拟输出口测量手机上行语音信道输出的译码后的信号电平(使被测手机的麦克风拾取的外来背景噪声达到最小)。

b) 空闲模式

被测手机与基站模拟器通过空间链路连接,BCCH 信道激活,被测手机与基站模拟器保持同步,处于待机状态,手机分别工作在充电状态和电池供电状态进行ESD 抗扰度测试。

ESD 抗扰度测试是模拟手机在遭受到ESD 时其性能是否会下降或失效,放电分为直接放电和间接放电两类。对导电表面采用直接接触放电的方式,对绝缘表面采用空气放电方式。接触放电为首选形式,只有在不能用接触放电的地方(如表面涂有绝缘层,手机非金属键盘缝隙等情况)才改用空气放电。

2.2 测试过程中的性能监测

专用模式:被测手机与基站模拟器建立并保持通信连接,在加扰过程中,观察被测手机是否维持通信连接。整个加扰过程结束后,观察被测手机是否仍能保持通信连接,是否能正常工作,有无用户可察觉的通信质量的降低,有无用户控制功能的丧失或存储数据的丢失。

空闲模式:观察手机是否误操作,试验结束后,观察被测手机是否能正常工作,有无用户可察觉的通信质量的降低,有无用户控制功能的丧失或存储数据的丢失。

手机电磁兼容测试标准及手机ESD 测试要求及方法


具体试验点和试验条件见表1。

表1 手机ESD 试验点和试验条件

2.3 ESD 测试导致手机失效的现象

ESD 测试产生失效的现象有两种:一种是永久性失效,即导致手机损坏;另一种是软失效,即测试结束后或重新启动手机后失效的功能可以恢复。

ESD 测试过程中手机软失效的现象有:

1) 手机自动关机,重启后能恢复工作;

2) 手机通话中断;

3) 手机自动重启;

4) 手机死机,重启后可恢复工作;

5) 屏幕显示异常,如屏幕显示白屏、黑屏、屏幕显示模糊、屏幕出现乱码、或屏幕出现条纹等;

6) 触摸屏功能或按键功能丧失;

7) 软件出现错误提示,如在充电器没有插拔的情况下屏幕频繁提示,“充电器已移除,充电器已连接”;

8) 测试过程中通话质量降低,声音消失或断续或出现啸叫声等。

ESD 导致手机损坏的现象有:

1) 自动关机后不能再次开机;

2) 由于部分器件损坏,手机的某些功能已无法恢复;

3) 处于充电状态测试时,充电器发生损坏甚至爆炸等现象。

笔者试验了213 批次手机,其中ESD 试验不合格的有41 批次,不合格比例为19.2 %。试验结果表明,ESD 抗扰性是电磁兼容测试主要不合格项目之一。试验中失效最多的工作状态为充电、专用模式,放电模式为空气放电;失效点多集中在按键、接缝和LCD 显示屏;出现失效现象频率由高到低依次为:通话中断;通话中断,手机转充电状态;手机自动重启;死机,重启后可恢复工作;试验过程中充电器坏或爆炸;死机,试验后不能恢复工作;实验中白屏、死机、试验后不能恢复工作等。

3 ESD 失效对策

手机ESD 试验不合格,大部分是可恢复的暂时性功能失效,这些失效与手机抗静电设计密切相关,为了提高手机的抗静电能力,可以从以下几个方面进行改进:

1) 从结构接地保护方面考虑,最好能实现多点接地,间隙要小。接地点应尽可能地多,缩短接地线长度,结构应尽可能地密封;

2) 敏感元件远离缝隙或固定开孔;

3) 选用抗静电等级较高的器件;

Related Articles

手机电磁兼容测试常见问题解析

12/05 23:10
本文针对手机电磁兼容测试中经常出现的问题,包括静电放电抗扰度试验.电快速瞬变脉冲群抗扰度试验.辐射骚扰及传导骚扰性能测试中经常发现的问题进行了分析,并提出了相应的改善手机电磁兼容性能的建议. 1.静电放电抗扰度试验 1.1静电放电抗扰度试验常见问题 静电放电抗扰度测试中出现的问题主要表现在以下几个方面. (1)手机通话中断. (2)静电放电导致手机部分功能失效,但静电放电过程结束后或者重新启动手机之后失效的功能可以恢复.这些现象可能为:屏幕显示异常,如屏幕显示呈白色.出现条纹.显示出现乱码.显示

利用新测试平台降低手机制造的测试成本

10/20 15:48
手机制造业是一个竞争极其激烈的行业.在过去几年中,在新兴市场(例如中国和印度)的带动下,全球手机用户数量呈现急剧增长,这使所有制造商都感受到必须降低制造成本并提高利润以保持竞争力的巨大压力.因此,他们对生产过程更为关注,特别是如何降低在手机制造总成本中不断增加的测试成本. 由于手机的结构越来越复杂,需要进行更多的测试,制造商必须找到适当的策略来降低不断上升的测试成本.方法之一就是设计能够进行更高效测试的产品,另一种方法就是使用新型测试设备,这些新型测试设备通过采用新架构.更快的测量和校准技术,能

我国现行的电磁兼容EMC测试标准和对应的国外标准

07/18 22:27
我国现行的电磁兼容EMC测试标准和对应的国外标准

手机电磁兼容问题与解决

03/18 21:36
本文针对手机电磁兼容测试中经常出现的问题,包括静电放电抗扰度试验.电快速瞬变脉冲群抗扰度试验.辐射骚扰及传导骚扰性能测试中经常发现的问题进行了分析,并提出了相应的改善手机电磁兼容性能的建议. 1 静电放电抗扰度试验 1.1静电放电抗扰度试验常见问题 静电放电抗扰度测试中出现的问题主要表现在以下几个方面. (1)手机通话中断. (2)静电放电导致手机部分功能失效,但静电放电过程结束后或者重新启动手机之后失效的功能可以恢复.这些现象可能为: 屏幕显示异常,如屏幕显示呈白色.出现条纹.显示出现乱码.显

切换式电源的ESD测试法规与测试方法及ESD防制方法与ESD问题解决方式

11/25 01:09
切换式电源的ESD测试法规与测试方法及ESD防制方法与ESD问题解决方式
前言 切换式电源产品在做验证时,经常会遭遇到ESD的相关问题,有时处理起来需花费非常多的时间,笔者从事切换式电源电路设计多年,希望能藉由之前ESD对策的经验与ESD的相关理论基础做个整理,让目前正从事或未来想从事切换式电源设计的人员对静电防制技术能有初步的认识. 本文章内容包括静电的介绍,切换式电源的ESD测试法规与测试方法,切换式电源的ESD防制观念,ESD防制方法与ESD问题解决方式等. 静电介绍 多数的物体皆会储存电荷,而所谓的静电,即物体表面的电荷分布不平衡,当正电荷分布较多时带正电,当

应对多标准无线电基站发射机测试的挑战

02/04 21:36
应对多标准无线电基站发射机测试的挑战
下一代基站发射机和接收机将会支持更宽的带宽, 不仅包括采用单一无线制式的多载波(MC),还包括在单一发射机路径中的多种制式.例如,GSM.W-CDMA和LTE多载波可以同时从一个多标准无线(MSR)基站单元进行传输.蜂窝网络可以支持多种制式,这对于降低基站规模和成本而言十分重要.鉴于此,预计 MSR 基站将会从当前已部署的2/3G无线制式顺利而稳定地过渡到3.9G(例如LTE).甚至是4G(例如 LTE-Advanced)技术.这对于网络运营商.服务提供商和消费者来讲是一个好消息.但采用MSR

应对中国最新标准的手机USB 充电和过压保护解决方案

04/25 17:13
应对中国最新标准的手机USB 充电和过压保护解决方案

宽带速率测试标准公示 接入速率不是用户体验

03/18 06:43
新京报讯 (记者黄锐)未来国内将有宽带接入速率的测试标准.记者从工信部网站获悉,工信部日前公布了<固定宽带接入速率测试方法>,公示期截止到本月25日.专家分析认为,工信部出台这样的文件既有去年"假宽带"风波的影响,但更多是行业自身发展的需要,方法的出台有助于广大普通用户走出对宽带网速的误区. 或受"假宽带"事件推动 据悉,该标准是<宽带网络服务质量及评测方法>系列标准之一,由工信部电信研究院.中国电信(微博).中国移动(微博).中国联通(微博

什么是电磁兼容(emc)标准

05/12 01:33
什么是电磁兼容(EMC)标准 为了规范电子产品的电磁兼容性,所有的发达国家和部分发展中国家都制定了电磁兼容标准.电磁兼容标准是使产品在实际电磁环境中能够正常工作的基本要求.之所以称为基本要求,也就是说,产品即使满足了电磁兼容标准,在实际使用中也可能会发生干扰问题.大部分国家的标准都是基于国际电工委员会(IEC)所制定的标准. IEC有两个平行的组织负责制定EMC标准,分别是CISPR(国际无线电干扰特别委员会)和TC77(第77技术委员会).CISPR制定的标准编号为:CISPR Pub. XX