Den största tidsvinsten när det gäller produktionstest av RF-produkter ligger i själva mätmetoden. Och den kan mycket väl ligga utanför mätinstrumentet.


Idag går åttio procent av produktionstiden för radiobaserade kommunikationsprodukter åt till test, och bara tjugo procent till produktion. För några år sedan var det tvärtom. Test och mätmetoder blir därför allt viktigare för mobiltelefontillverkarna.

Sändar- och mottagartest av basstationer, mikrovågslänkar och mobiltelefoner förbättras hela tiden. Och eftersom produktionsvolymerna skjuter i höjden betyder varje testsekund stora summor pengar. Kompetens inom RF-området och produkter som kan automatisera och förenkla tester värderas därför högt, och RF- kunniga konsulter har mycket att göra. Ett tydligt tecken är att mobiltelefonföretagen har stående platsannonser för RF-ingenjörer.



Inbyggda system


I ett sändar och mottagartest ingår bland annat en signalgenerator, eventuellt en fädare, och en RF-analysator som består av en spektrumanalysator och en effektmeter.

Testerna är många och komplicerade. Instrumenten måste därför byggas ihop i en produktionstestutrustning, något som produktionsteknikerna ofta gör med hjälp av företag som specialiserat sig på att leverera sådana system.

RF Partner är ett sådant företag. Man säljer moduluppbyggda kopplingslådor med en mängd olika filter, förstärkare, dämpare, och koaxialomkopplare, där allt kan styras med en pc via en GPIB-buss. Vd Tomas Ornstein förklarar att förmågan att kombinera olika instrument och signaler på ett så effektivt sätt som möjligt är bara en del av testsystemet.

Visserligen kan man tjäna lite tid på att använda sig av snabba motoriserade filter. Men lådans viktigaste egenskaper är ändå att den är skärmad, kalibrerad och verifierad.

- Att dokumentera och garantera RF-prestanda är en självklarhet. Men innan man ska bygga något över huvud taget krävs en grundlig analys av testsekvensen - att rätt testinstrument används i rätt skede, säger Tomas Ornstein.



Resultatet hänger på personerna


En lyckad testplattform byggs upp i tre steg, och för att uppnå ett så bra resultat som möjligt bör samma personer vara involverade i alla tre. Det börjar med en förstudie som leder till en rapport. Rapporten ligger sedan till grund för genomförandefasen. Sist implementeras den föreslagna lösningen.

De flesta mätinstrument som finns på marknaden för RF-mätning är egentligen labbinstrument anpassade för konstruktion. De är därför sällan optimerade med avseende på testtiden.

Produktionstekniker lägger därför ner mycket tid på att analysera hur instrumentet fungerar. Om instrumentskärmen till exempel uppdateras efter varje mätning vill man kunna koppla ur skärmfunktionen. Instrumentets skärm är ju betydelselös i produktionstest när alla värden finns i en pc.

När alla sekvenser i mätinstrumentet är analyserade in i minsta detalj byggs sedan anpassningar utanför instrumentet.



Mäta linjärt


En vanlig metod för ett mottagartest idag är att använda sig av adaptiv mätning. Det innebär att man koncentrerar antalet mätpunkter till det område på effektkurvan där konfidensgraden är lägst - nära brusgolvet. Då utnyttjas tiden bättre än om man - som tidigare var vanligt - mäter lika mycket över hela intervallet. Istället för att ödsla tid på mätpunkter som i princip alltid ligger rätt, fokuserar man på de tio procenten längst ner, se figuren.

För att kunna utveckla en adaptiv mätning krävs goda kunskaper i både brusteori och statistik. Dessutom måste frekvens och effektnivåer från signalgeneratorn kunna ställas om under bråkdelen av en sekund.

Ett sätt att göra detta är att efter signalgeneratorn bygga en PIN-dioddämpare som styrs via pc för att snabbt kunna anpassa effektnivåerna för varje mätpunkt. Då kan mottagaren snabbt matas med en specificerad signal.

Signalen förstärks därefter genom en logaritmisk förstärkare och behöver därför korrigeras. Det görs genom att signalen digitaliseras genom en AD-omvandlare. Värdet kommer då ut i form av en 8-bitars adress.

Genom att jämföra och kalibrera 256 olika nivåer eller adresser gör man en korrigeringstabell. Adressen från AD-omvandlaren pekar sedan på en ny adress som är det korrigerade värdet.

De instrumentleverantörer som kan bygga någon eller några av dessa funktioner i sina instrument torde snabbt kunna ta marknadsandelar på produktionstestmarknaden.



W-CDMA största utmaningen


Även om dagens mobilstandarder håller många test och mätexperter sysselsatta återfinns nog den största utmaningen i W-CDMA.

- Att mäta och undvika "spectral regrowth", det vill säga de blandprodukter som gör att spektrumet har en tendens att växa utanför kanalen beroende på intermodulation i effektförstärkaren är nästa stora nöt för oss RF-ingenjörer och instrumentleverantörer att knäcka, säger Tomas Ornstein.

Thomas Hedlund