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研究生: 黃一萍
Huang Yi-Ping
論文名稱: 射頻、語音、電流之整合自動化檢測系統
Automatic Integration Detector System for RF, Voice, Current
指導教授: 葉哲良
J. Andrew Yeh
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 動力機械工程學系
Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 107
中文關鍵詞: 訊號對雜波及失真比靜噪靈敏度靈敏度頻率穩定度失真比響度
外文關鍵詞: SINAD, Squelch Sensitivity, Sensitivity Alerting, Frequency Stability, Distortion, SPL
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  • 鑒於無線通訊產業的蓬勃發展,各家業者的競爭亦日趨劇烈,而產品的開發時間與測試系統往往是致勝的主要因素,在此前提下,整合之自動化測試平台開發就日驅重要。
    但目前各測試平台多以測試IC裸板、天線、喇叭…等各相關零件為主,無法確實且有效的掌控成品品質,故開發針對成品全功能的整合自動化測試平台,是目前許多無線通訊業者所努力與追求的目標。而在開發全功能的自動化測試平台中,最重要亦是最複雜的關鍵即是整合後所產生之雜訊干擾問題。
    此本論文即是針對目前通訊產業中主要測試項目- 射頻、音頻及耗電流…等以及自動化控制系統整合後,所衍生之雜訊干擾問題進行分析,並研究探討各項改善方案。
    針對於射頻部份採用小型金屬電波隔離箱的設計,來隔離外部雜亂電波干擾與不明訊號,並結合傳輸線與天線等阻抗匹配設計以及內部電磁干擾防治對策,可大幅有效的排除射頻雜訊干擾、輻射性電磁干擾及傳導性電磁干擾,而得到與標準實驗室中之量測結果。同時為採用自動化控制與音頻量測,故亦對於各項控制機構、接觸性問題與收音問題,進行改善機構設計與吸音處理,以提高量測結果之準確性與重現性,此項結果將可廣泛的應用於各項無線通訊成品的測試平台開發。


    The industry of wireless communication is booming and facing fierce competition. To shorten the product development schedule is important for survival. In general, the testing system is time consuming and inaccurate, because of independent testing modules.
    Up to date, the testing modules are used for testing specific components such as IC bare boards, antennas, speakers, etc. However, the performance of the finished products cannot be measured precisely and effectively by the independent testing method, and easy happen erroneous judgments by human. An entire-function automatic testing system is required for the modern wireless communication industry.
    In this thesis, we proposed an entire-function automatic testing system and investigated the noise disturbance during the testing in radio frequency, voice frequency, electric current loss, etc. A metallic chamber was optimized for the impendence matching to isolate the electromagnetic interference. The PC-based measurement system was developed for reducing the errors which were induced by human.

    目 錄 目 錄 I 表 目 錄 III 圖 目 錄 IV 圖 目 錄 IV 誌 謝 VIII 符 號 表 IX 第1章 緒論 - 1 - 1.1 研究動機 - 1 - 1.2 研究目的與方法 - 4 - 第2章 量測項目與雜訊理論探討 - 5 - 2.1 射頻特性量測理論 - 5 - 2.2 音頻檢測項目理論 - 9 - 2.3 電磁干擾原理 - 11 - 2.4 電磁干擾控制與改善 - 13 - 第3章 系統可能雜訊來源分析 - 15 - 第4章 系統架構與設計 - 24 - 4.1 系統架構與說明 - 24 - 4.2 自動控制機構設計 - 28 - 第5章 檢測程序規劃與量測數據 - 34 - 5.1 檢測程序規劃 - 34 - 5.2 初期量測結果 - 47 - 第6章 雜訊改善對策 - 53 - 第7章 量測結果與討論 - 61 - 7.1 量測結果綜合討論 - 61 - 7.2 偶合與混成效應 - 77 - 第8章 結論與未來展望 - 78 - 8.1 結論 - 78 - 8.2 未來展望 - 78 - 第9章 參考文獻 - 79 - 附錄一 各金屬屏蔽效益參考圖 A 附錄二 Golden Sample校驗測試說明 H 1.1 目的與範圍 H 1.2 量測環境校正流程與計算 H 表 目 錄 表 1 1 2004年台灣通訊設備產業各區隔產業分析 - 1 - 表 2 1 電磁干擾產生原理分類表[19] - 12 - 表 4 1 各檢測系統所需儀器、動作與干擾比較表 - 24 - 表 4 2 所使用儀器與硬體設備表 - 26 - 表 7 1 聲音SPL檢測記錄表 - 67 - 附錄表2- 1標準測試平台之測試記錄 H 附錄表2- 2 工作測試平台之測試記錄 J 附錄表2- 3 修正讀值參考表 K 圖 目 錄 圖 2 1 預測和解決EMI 問題之通用流程圖[21] - 13 - 圖 3 1 電場強度VS發射源距離概念圖[31] - 18 - 圖 3 2 電磁場強度VS發射源形態、距離概念圖[31] - 19 - 圖 3 3 發射源距離相對於波阻抗概念圖[31] - 19 - 圖 4 1 整體測試儀器與硬體架構圖 - 25 - 圖 4 2 隔離箱組合設計圖 - 29 - 圖 4 3 隔離箱實體圖 - 29 - 圖 4 4 延長進氣口設計 - 29 - 圖 4 5 電源探針運動軌道設計 - 30 - 圖 4 6 間接式按壓機構設計 - 31 - 圖 4 7 耳機插頭固定座與作動機構設計 - 32 - 圖 4 8 旋鈕加裝扭力限制器之設計 - 33 - 圖 4 9 整合機構3D設計圖 - 33 - 圖 5 1 檢測第二中頻誤差值程序流程圖 - 36 - 圖 5 2 12dB Sinad檢測程序流程圖 - 38 - 圖 5 3 最高靈敏度檢測程序流程圖 - 42 - 圖 5 4 靜噪系統檢測程序流程圖 - 43 - 圖 5 5 響度(SPL)檢測程序流程圖 - 45 - 圖 5 6 失真比檢測程序流程圖 - 46 - 圖 5 7 本地振盪頻率誤差值與第二中頻誤差值比較圖 - 47 - 圖 5 8 初期窄頻帶耳機、喇叭12dB Sinad統計圖 - 48 - 圖 5 9 初期寛頻帶耳機、喇叭12dB Sinad統計圖 - 48 - 圖 5 10 初期寛頻帶耳機、喇叭12dB Sinad統計圖 - 49 - 圖 5 11 初期B頻段靜噪系統Sinad值統計圖 - 50 - 圖 5 12 初期SPL值統計圖 - 51 - 圖 5 13 HF頻率時先期耳機錄放音失真比統計圖 - 52 - 圖 5 14 HF頻率時先期喇叭錄放音失真比統計圖 - 52 - 圖 7 1 本地振盪頻率誤差值與第二中頻誤差值比較圖 - 62 - 圖 7 2 雜訊防治後窄頻帶耳機、喇叭12dB Sinad統計圖 - 63 - 圖 7 3 雜訊防治後寛頻帶耳機、喇叭12dB Sinad統計圖 - 64 - 圖 7 4 窄頻帶耳機、喇叭放音失真比統計圖 - 65 - 圖 7 5 VHF耳機、喇叭放音失真比統計圖 - 65 - 圖 7 6 傳呼機耳機失真比統計圖 - 66 - 圖 7 7 傳呼機喇叭失真比統計圖 - 66 - 圖 7 8 傳呼機Low Band與VHF 之SPL量測值統計圖 - 67 - 圖 7 9 2天傳呼機SPL量測值統計圖 - 68 - 圖 7 10 Golden Sample於UHF 之SPL量測誤差值統計圖 - 69 - 圖 7 11 窄頻帶最高靈敏度比較圖 - 71 - 圖 7 12 寛頻帶最高靈敏度比較圖 - 71 - 圖 7 13 各測試系統中C頻段SQ_On Sinad值比較圖 - 73 - 圖 7 14 各測試系統中C頻段SQ_Off Sinad值比較圖 - 73 - 圖 7 15 各測試系統中A頻段SQ_On Sinad值比較圖 - 74 - 圖 7 16 各測試系統中A頻段SQ_Off Sinad值比較圖 - 74 - 圖 7 17 各測試系統中B頻段SQ_On Sinad值比較圖 - 75 - 圖 7 18 各測試系統中B頻段SQ_Off Sinad值比較圖 - 75 - 圖 7 19 各測試系統中D頻段SQ_On Sinad值比較圖 - 76 - 圖 7 20 各測試系統中D頻段SQ_Off Sinad值比較圖 - 76 - 附錄圖 A A 附錄圖 B B 附錄圖 C C 附錄圖 D D 附錄圖 E E 附錄圖 F F 附錄圖 G G 附錄圖2- 1 Golden Sample標示示意圖 I 附錄圖2- 2 Golden Sample量測儀器校正流程圖 L 附錄圖2- 3 工作測試平台實際量測質之上下限修正示意圖 M

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