作者/ 張秀鳳 張成成 劉可江 程磊 何洪峰 格力電器(合肥)有限公司(安徽 合肥 230088)

摘要：家電產業發展迅猛，智能家居越來越成為主流。作為空調的智能控制部件的檢測板，其生產逐漸常態化和普遍化。在逐漸成熟的檢測板生產過程中也面臨不少制造問題。本文介紹了測試的基本原理以及檢測板常見的故障分析，便于總結生產質量隱患，降低檢測板故障率。

前言

　　WIFI檢測板為空調智能控制的部件，在應用時需連接當前環境的無線網絡，通過用戶手機上的APP與該檢測板綁定，實現手機控制空調的目的。用戶不在家中時也可利用手機提前對空調進行控制，達到遠程操作的目的。檢測板便利的用戶的操作，但因其體積小，元器件封裝小的特點， 在生產過程中質量控制就成為了難題。焊接以及AOI外觀檢驗均存在難度。本文在簡述其原理后，對易出現的故障進行了淺析和總結，便于生產控制異常，降低檢測板故障率。

1 無線網絡概念與WI-FI原理概述

1.1 無線網絡概念

　　802.11a/b/g/n，其實指的是無線網絡協議，細分為802.11a、802.11b、802.11g、802.11n等。這幾種不同的無線協議都是由802.11演變而來的。802.11是IEEE最初制定的一個無線局域網標準，主要用于解決辦公室局域網和校園網中的用戶與用戶終端的無線接入;802.11a工作在5G頻段，最高速率54Mbit/s，主要用于遠距離的無線連接;802.11b工作在2.4GHz，最高速率11Mbit/s，已逐步淘汰;802.11n為雙頻工作模式(包含2.4GHz和5GHz兩個工作頻段)，最高速率可達到600Mbit/s。802.11 a/b/g/n協議調試方式、覆蓋范圍和兼容性等對比如表1。

1.2 WI-FI的原理

　　無線信號基本架構主要由發射機和接收機兩個構成，發射機主要將數據包經編碼、調試、混頻后，經振蕩器調試到無線電波信號上，再由二級功放器發出;接收機將受到的無線電波調解，即還原原始數據。

　　1)發射機準則:在有限的頻帶內傳輸最多的信息，接收機最容易解調。帶內信號功率滿足要求，帶外雜散信號鄰信道泄露功率小。如圖1所示。

　　2)接收機準則：放大有用信號，減小接收帶寬，抑制無用的鄰道信號和雜散信號，最大限度地對發射信號無誤解地解析如圖2所示。

　　3)我司WIFI檢測板使用的是QCA4004系列，該芯片集成了當前所有主流通信接口：UART、SPI、IIC、IIS、USB2.0以及WIFI，內置802.11協議，應用包括主流電器(例如空調、洗衣機、熱水器等)、消費電子產品、以及用于家庭照明、安全監控設備和自動化系統的傳感器、智能插座，被譽于物聯網神器。

2 測試原理和測試方案

2.1 測試原理

　　1)校準測試

　　Calibration(校驗)是無線測試環境架設的一個重要環節，它關系到測試出的產品是否符合產業標準性，測試環境的穩定性、標準性會影響產品合格率。因此要提高認識，重視線損的校驗，確保操作規范及校準值的精確性。

　　假設：校準范圍：18-19，TX范圍：17-20，實際線損為10dB，C為軟件中填寫的線損。

　　校準方法：首先電腦通過廠測軟件，控制DUT發送power，假設POWER為A，則IQXEL檢測到的POWER為B:A-10=B;然后電腦通過廠測軟件將B+C=D(D=A-10+C)，然后我們看到的顯示值就是D，D要處于我們所要求的范圍內(18-19之間)。

　　如果C與10dB相等，則D與A的結果就相等;如果C比10dB大，在D保持在一定范圍內的情況下，則A就會相應地減小，這就導致DUT實際發射的功率偏小;如果C比10dB小，在D保持在一定范圍內的情況下，A就會相應地增大，這就導致DUT實際發射的功率偏高。

　　2)發射測試

　　通過ATsuite軟件控制DUT發射固定模式、信道、速率和功率的信號，但是這個發送的信號是依據之前校準值來發送的。如之前校準時的增益為32，TX就會根據這個值來通知DUT發送信號，IQXEL對接收到的信號進行分析，例如EVM、Spectrum mask、TX 功率、頻偏等。

　　3)接收測試(接收靈敏度)

　　通過ATsuite軟件控制IQXEL向DUT發送一定數量的數據包，有DUT反饋出接收到與丟失包的數量，該功率既為DUT接收靈敏度。

2.2 測試方案

　　我司使用ATsuite_3.0測試軟件配合IQxel無線綜測儀和測試工裝對WIFI檢測板性能測試，整個測試分為33個步驟，具體測試步驟如下：

　　1)ATC_CONNECT_TESTER，連接測試設備，判斷測試儀型號及序列號等;

　　2)ATC_INSERT_DUT，加載檢測板的測試DLL組件和固件版本;

　　3)ATC_INITIALIZE_DUT，加載檢測板驅動程序，確定檢測板與電腦正常連接，若正常連接對檢測板進行初始化，將檢測板調試成網卡模式;

　　4)WIFI_11AC_TX_CALIBRATION，WIFI模塊發射頻率校準，包括發射功率及頻偏的校準 ;

　　5-16)WIFI_11AC_TX_VERIFY_ALL，2.4GHz頻段WIFI總共有14個信號頻道，1-14信道頻率：2412+(n-1)*5 MHz，每個信道的帶寬是22MHz，但整個2.4GHz頻段內只有3個互不重疊的信道：1、6、11 (或者2、7、12…)。

　　測試軟件在模擬在Tx Power(發射功率)、Bandwidth(帶寬)變化的情況下信號頻道內低(2412)、中(2437)、高(2472)頻率是否符合802.11協議要求的發射測試項目，發射(TX)測試項目和指標范圍如下：

　　EVM(發射機星座圖差錯/發射調制精度) 合格指標 (-10.0 dB ~ -80.0 dB)

　　Freq Error(發射中心頻偏)

　　Sym Clk Error(符號時鐘容限)

　　Power(功率) 合格指標 (19.5 dBm ~ 16.5 dBm)

　　LO Leakage(本振泄露) 合格指標 (-15.0 dBc ~ -100.0 dBc)

　　Spectrum Mask(頻譜模板) 合格指標 (2.0 %~ 0.0%)

　　17-28)WIFI_11AC_RX_VERIFY_PER，測試軟件模擬在Data Rate(傳輸速率)、Bandwidth(帶寬)變化的情況下信號頻道內低(2412)、中(2437)、高(2472)頻率是否符合802.11協議要求的接收測試項目，接收測試項目主要為接收靈敏度/誤報率(PER)，誤碼率不超過8%~10%。

　　接收測試過程：IQxel無線測試儀發送數據包給檢測板，控制軟件統計檢測板接收到的數據包數量，計算出誤報率。例如發1000個數據包，產品收到950個良好的數據包，那么誤報率PER為 (1000-950)/1000*100%=5%。

　　29)ATC_WRITE_MAC_ADDRESS，寫入MAC地址;

　　30)ATC_WRITE_EEPROM，寫入發射功率及頻偏的校準值;

　　31)ATC_READ_MAC_ADDRESS，校驗MAC地址碼是否一致;

　　32)ATC_TESTER_RELEASE_CONTROL，釋放測試儀的測試RF端口控制權;

　　33)ATC_REMOVE_DUT，斷開WI-FI檢測板連接。