Qualcomm 分析维修指导.docx
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Qualcomm 分析维修指导.docx
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Qualcomm分析维修指导
制作內容
1.網卡&手機測試項目的常見故障現象以及分析指導
2.分析心得
名詞解釋:
RTR
射頻模塊,我們多稱中頻
PM
電源模塊
PA
PowerAmplifier
功率放大器
FTM
FactoryTestMode
工廠測試模式
VBUS
USB口供电电源
Rx
Receive
接收
Tx
Transmit
发射
RF
Radiofrequncy
射频
GND
接地
VBAT
电池电压
總結分析師經驗,都坦言:
修板其實并不難,只要做到:
多觀察(仔細檢查不良PCB外觀,多借用放大鏡、X-RAY輔助工具),
多測量(測量工具很多,但一定要能作到“勤”)
多交流(遇到難題要互相交流,他人的經驗就是你的了!
呵呵!
)
多總結(好記性不如亂筆頭,遇到典型的代表型故障要會作記錄)
少換芯片(這里的少指的是相對而言,CPU,PM,RTR,FLASH都是國際馳名公司高通&三星的物料,質量控制體系嚴格,損壞系數低,如果輕易更換容易作無用功,而且容易引發其它再生故障,譬如RTR芯片焊接技術要求高,不容易更換)
不開機:
(CT001-1)
CT001需測試開機電流和網卡(手機)能否正常進入FTM模式。
每個網卡(或手機)都有固定的開機電流(差異很小)。
我們把網卡的供電電壓設置為5V,手機的供電電壓設置為3.6V(過大電壓會造成手機關機電流或者待機電流大等故障)
CT001---(不開機)
我們簡單描述網卡(手機)開機過程,通过USB接口从外部引入5V電壓,通過两个DC/DC转换分成两路电源分别给基带(開機用3.25V)和射频PA(功率發射用3.3V)供电,基带电压(3.25V)给电源管理芯片,射频电压(3.3V)给WCDMA&GSM前端功放模块,網卡的電路設計是一上電就開機,开机后后各路电压分别为:
MSMC(1.2V),MMC(3.0V),RFRX_1(2.1V),
RFRX_0(2.7V),MSME(1.8V),MSMA(2.6V),
MSMP(2.6V),TCXO(2.85V),
其中MSMA\P\E\C和VREGTCXO電壓一定要具備,否則網卡不能夠被開機。
我們在維修不開機的主板時,先上電觀察其工作電流,據以往經驗,電流分為以下幾類:
1.,
开机电流
检测步骤
维修方法
>500mA或者上電后電源表直接跳閘
1.用万用表检查PA供電
是否對地短路
2.檢查5V是否對地短路
检查容易短路的器件:
PA模塊,電源模塊,V-BUS5V電壓等有没有连锡引起对地短路.(PA供電有穿心电容的直接断开,检查是哪一端短路,避免多拆料
将短路或可能短路器件取下来,如短路变成开路,重焊或更换!
300~500mA
1:
用万用表检查MSMA-P-E-C阻值是否對地短路或變小(可與良品板對比),直接找到各電壓的濾波電容,然后用二極管檔測量其兩端即可
1.用X-ray檢查
2.目測PCBA板物料有無短路,偏位,芯片反向現象-------------重要,迅速!
3.找到短路電壓后,用電路圖排查短路器件,然后拆除再測量
2:
有的不良品開機正常(綠燈正常閃爍),但是電流會逐漸上升至大電流,需重點檢查射頻部分電壓
1,檢查RFRX_1(2.1V),RFRX_0(2.7V)電壓是否對地或者阻值偏小
2.檢查天線開關供電電壓VREG_SYNTH是否短路,斷開天線開關旁該電壓的供給電阻
150~300mA
用万用表检查MSMA-P-E-C阻值是否對地短路或變小(可與良品板對比),直接找到各電壓的濾波電容,然后用二極管檔測量其兩端即可
1.目測外觀---------重要迅速
2.X-.Ray检查,CPU,PM,FLASH等BGA是否有連錫短路現象
3.將可能短路器件取下来,如短路变成开路,重焊或更换!
開機后綠燈常亮
用示波器检查晶振32.768K波形&幅度是否正常
1.更換32.768K晶振
2.檢查32.768K是否有輸送到CPU芯片,可用轉接板鏈接起來檢查
3.軟件故障導致,加載故障不改變則更換FLASH
4.CPU損壞,如E170系列
20MA左右
這種情況各路電壓一般正常,須重點檢查19.2MHZ。
1.鏈接轉接板,檢查19.2MHZ有沒有從晶振輸出,沒有則檢查VREG---TXCO2.6V電壓或晶振焊接狀況
2.檢查19.2MHZ時鐘有無傳輸給電源模塊,并由其放大后傳輸至CPU芯片-----重要!
3.CPU虛焊
30MA左右定住不動
1.此電流一般為軟件故障引起
1.直接對不良單板進行加載(一定要加載其正確版本)
2.無法加載則檢查FLASH供電,其供電一般為2.6V和1.8V,
3.X-Ray检查CPU和FLASH是否有连锡.如有,请更换,
4.CPU&FLASH虛焊請加焊,損壞則更換(芯片損壞相對較少)
5.拆開FLASH測量其對應CPU管腳有無開路
2:
可重新JTAG加载软件成功,但还不开机
1:
检查PM输出,重新焊接PM
2:
检测一下PS_HOLD是否2.6V,如不是,请检查CPU焊接情况.
3:
检查晶振X201输出正常?
检查焊接情况.
4:
更換CPU或者FLASH
重新加载软件失败
补焊\更换FLASH,CPU
幾MA小電流
检查PM输出电源
重新补焊或者更换PM,
需檢查5V电压有沒有通过DC/DC转换成功為開機所需電壓3.25V并輸送至電源模塊
DC-DC電壓轉換多在副板,物料較少,可與好板比照,仔細檢查故障部位测量(PM供电DC/DC)的输出电压是否为3.25V(可测量测试点TP901),如果输出异常可以考虑更换USB到VDD_BB之间的器件
有的主板(如EG162)需檢查32.768K的頻率是否正常,
無電流
1.檢查USB接口是否空焊
2.檢查BTB連接器是否將5V電壓傳輸至副板
有的单板无电流是假象,其实是VDD-PA(3.2V)电压或者USB电压对地短路造成电源表跳闸。
请检查该组电压。
就分析操作上不開機可遵循以下步驟:
1.首先換上一塊好的電源副板,如果可以開機則確定為電源副板的原因,如果不開機則確定為主板的原因。
2.如果確定為電源副板原因,首先观察BTB连接器或电源板副板上的器件是否有连锡虚焊等现象,观察电源副板的器件是否有与屏蔽框屏蔽盖短接的情况,如果没有进行下一步。
a)测量TP404测试点,确定副板上是否有5V电压,如果是则进行下面的检测,如果异常,则说明主板上的5V没有到达副板,可能是BTB连接器出现问题。
b)测量U401(PM供电DC/DC)的输出电压是否为3.25V(可测量测试点TP401),如果U401输出异常可以考虑更换USB到U401之间的器件,包括电感,電阻,电容等。
c)测量U101(PA供电DC/DC)的输出(可以测鉭電容输出正极)电压是否为3.6V。
如果U101的输出异常,这可能U101相关的电路异常。
查U101周围电路工作是否正常。
经过上述操作以后如果U101电压输出异常仍然没有排除,则可以更换U101。
d)如果電源模塊的输入端电压正常,测量各个输出支路电压是否正常,如果不正常则为電源模塊电路故障,检查一下KPDPWR_N是否为低电平及PS_HOLD是否为高电平,如果不正常则检查什么原因导致此电压不正常。
3.确定为主板的原因,首先觀察BTB連接器或主板上的器件是否有連錫虛焊等現象,觀察主板的器件是否有與屏蔽框短接的情況,如果沒有則按照上述電流現象進行分析維修.
以上為早期E系列產品的DC/DC轉換電路,HW降成本方案后的AE系列該電路有所更改。
請留意。
副板的U101作為穩壓器件,如果其2PIN有USB-VBUS5V電壓輸入,但3PIN無5V輸出則為該器件損壞。
R103&R104出現異常時會出現不能注冊甚至發射掉電。
U102則為DC/DC電壓轉換器件。
AE系列9MA電流較多,在維修中發現有電源模塊REF-ISET信號的電阻R720錯料導致。
所以在維修小電流的不良單板時,要注意該部分電路。
CT001-(2-6)
1很多不良單板能夠開機和找到USB設備,但是卻不能通過機臺測試的CT001測試。
我們可以檢查測試點的金手指是否臟污,然后測量金手指的阻值和信號(與良品板對比)情況.主要是
SER_TX_DATA,SER_RX_DATAetc測試點。
2.有FAIL在CT001-3和-5的單板,請檢查單板的軟、硬件信息和PCB版本等是否正確。
還有條碼與該板是否相符合。
3.有的單板是屬于重啟故障,也稱“掉端口”,可檢查32.768K或者重新加載軟件。
CT002-----Thermistercalibration
CT002的不良單板一般是手機無法進入FTM模式狀態。
我們利用QRCT進行操作(com口選擇-----進入FTM模式-----頻段選擇)的時候單板電流會有一個躍升,單板相應進入FTM模式,反之則不能。
不能進入FTM模式用下列方法分析檢查:
1.檢查射頻芯片(U3801或u3701)及周圍元器件是否焊接異常(反向,偏位,少件,多件etc);
2.檢查RTR芯片的供電狀況-------重要,RTR射頻模塊的供電PIN腳非常多,但大多是VREG_RFRX_0和VREG_RFRX_1和VREG_MSMP電壓的分支,都用幾歐姆的電阻連接,維修時要重點注意這些電阻的阻值和焊接狀況
3.E系列部分產品VREG_RFRX_0和VREG_RFRX_1的電壓供給是電源模塊通過BTB連接器供給,我們可以將單板連上轉接版,然后測量這幾組電壓。
4.測量19.2MHZ有沒有輸送到RTR第2PIN。
AE系列沒有此時鐘信號單板則不能完成發射。
5.利用QRCT設置成WCDMA模式下任何一個頻段,channel里輸入數字0到5,如果“GetADC值大於255,則直接更換射頻芯片(U3801),如小於255,則重新測試CT,
--------------請先作實驗!
!
5.加載。
一些無法進入FTM模式的單板需用重新加載來解決。
CT003-----WCDMA(XX頻段)TXpowercalibration
單純的發射通道問題比較容易解決,參照電路圖,發射時CPU芯片通过TX-IQ将基带发送信号输入到射頻模塊RTR,这些输入的模拟信号再經過RTR內部處理后输出信号经过UMTSTx带通滤波器滤波后送入功率放大器PA。
由此通道,我們由CPU調制出的TX-IQ開始檢查,然后用頻譜儀檢查由射頻模塊RTR釋出的發射信號,然后再在天線開關末端檢查功率的大小。
對照良品板,我們發現那一級衰減過大,則重點檢查該段。
我們不僅僅只關注手機的發射功率的大小,還必須參考CMU錄得的一些其他發射指標:
发射机的的测试项:
最大输出功率(MaximumPower)、频率误差(FreqError)、上行链路的开环(OpenLooppower)、内环功率控制(InnerLoopPower)、最小输出功率(Minpower)、时间模版(powerVstime)或(timemask)、占用带宽(OBW)、频谱杂散模板(Spectrumemissionmask)、ACLR(相邻信道泄漏比)、PCDE(峰值码域误差)、EVM(矢量幅度误差)等。
下面匯報一些心得:
1.CT003-1-----WCDMA2100頻段TXpowercalibration
檢查射頻模塊RTR輸出端與良品比對功率OK,但在switch射頻頭測量功率偏低,檢查switch射頻頭與天線開關之間的通道無異常,則問題點在天線開關,檢查天線開關的“模式选择开关控制信号”的ANT_SEL0_N等四路信號,發現ANT_SEL2_N控制信號在WCDMA2100頻段發射模式下應該是高電平,但該不良品為低,用萬用表測量其對地阻值,發現為0歐姆,好板應該是30多K,拆下天線開關,該點仍然對地短路,該控制信號直接由CPU控制,用X-RAY檢查,發現CPU短路,更換CPU再測量該點,已不再短路。
裝上天線開關檢查發射功率OK.
2.E169CT003-1WCDMA2100頻段TXpowercalibration,
利用QRCT發射,檢查其功率OK,懷疑誤測,再次送測故障濤聲依舊,去測試幾臺檢查,發現是MinimumTXPOWER不良,更換PA無果。
仔細上電檢查,發現該不良單板開機后綠燈閃爍頻率稍慢,遂更換副板作交叉驗證,發現是副板不良。
懷疑是32.768K故障,拆開屏蔽蓋,發現一32.768k的濾波電容虛焊,焊好裝機上電綠燈閃爍OK。
再次送測,一直沒發現該不良品的蹤影
3.CT003-1WCDMA850頻段TXpowercalibration,
利用QRCT發射該頻段,測量其功率OK,但利用頻譜儀發現其發射頻譜為異常的尖錐形,良品則為一圓潤弧度頻譜。
示波器測量TX-IQ信號,發現-TX-QM波形異樣。
用萬用表二極管檔測量,其阻值偏大與其他三路(良品板這四路阻值為一樣大),懷疑CPU虛焊,拆開CPU,發現其TX-QM引腳無上錫。
重新上錫后更換CPUOK.。
------------注意:
這四路IQ信號若有相互間短路的現象也會出現上述故障!
A:
CT003無發射功率的不良單板我們要遵從逐級檢查的原則,利用QRCT啟動發射機,如果RTR芯片在該頻段無發射信號輸出我們可以在同制式下換個頻段作比對,如果其他頻段有,則先加載,如果不能解決故障就更換RTR芯片。
如果其他頻段下RTR也無發射信號輸出,就要先檢查RTR芯片的供電,然后檢查RTR芯片的控制信號,可與良品板作比對。
有時候會出現RTR輸出的射頻信號出現頻譜雜散,在頻譜儀上顯示為梯形狀,則需注意射頻模塊的該部分電路:
多為電容虛焊或錯料導致。
B.在FTM模式下RTR有發射信號輸出,但PA無有效放大。
我們先要檢查PA的各PIN腳信號情況,若PA無制程上的焊接不良,則需先拆開PA測量檢查。
PA要有效放大發射,必須具備以下必要素:
1>.RTR輸出的發射信號有效輸送至PA的RF-INPIN腳;
2>,PA必須有3.6V左右的供電電壓;
3>PA必須有CPU發出的工作指令,即使能信號。
為PA-ON
4>PA的W功率控制器件功率控制信号必須正確;
我們在利用QRCT進行WCDMA2100M頻段發射時,其中
的選項直接影響PA-R1或者PA-R0的控制信號,以下為WCDMA2100MHZPA工作時各功率等級下控制信號的工作狀態
注意H:
介于2~3V之间;L:
低于0.5V。
例如,WCDMA2100的PA我們在發射時不進行PARange的選擇時,由于單板默認為低功率發射模式,則PA_ON0,PA-R1,PA-R0均為置高
以下為WCDMA900MHZPA工作時各功率等級下控制信號的工作狀態
以下為WCDMA850MHZ(CELL)PA工作時各功率等級下控制信號的工作狀態
以下為WCDMA1900MHZPA工作時各功率等級下控制信號的工作狀態
更多PA控制信號請參照具體電路圖,需理解其工作原理。
發現信號線異常則需要檢查PA以及其信號的控制芯片CPU。
可通過萬用表測量PAD對地阻值和利用示波器查看其電平幅度有無異常。
如果PA各PIN腳信號均正常,則只要PA焊接良好,就可以正常工作。
在實際工作中我們遇到很多PA焊接不良的不良單板(主要時維修員焊接不良),主要體現在PA中間(或PCBA的PA焊盤)的大片接地PIN腳被過多上錫,這樣焊接后PA就被架空,則周邊各功能的PIN腳就虛焊了。
WCDMA低頻段的TXpower在RTR輸出以后都會經過一個SAW滤波器,然后進入PA的RF-IN引腳,由于SMT工藝問題,這個SAW滤波器多會出現假焊和偏位、短路等不良現象,假焊則會導致信號不能正常通過,偏位與短路后其頻譜則會發現異常。
C:
PA的功率正常輸出以后就會進入单刀九掷开关(天線開關)后由天線發射出去。
在各制式和各射頻功能狀態下天線開關的控制信號會發生相對應的變化,具體如下《单刀九掷开关真值表》:
注意1:
介于2~3V之间;0:
低于0.5V。
以上,我們在利用QRCT進行RF操作時,對于天線開關的各模式选择控制信号不可以偏離以上對照表,如果發生異常,則要檢查該路信號。
例如:
在WCDMA2100MHZ發射時,PA放大后的射頻信號到達天線開關,其控制信號應該為三高一低,否則為異常。
控制信號正常,而天線開關輸出的射頻信號弱,則要拆開天線開關檢查:
=======》PA發射的射頻信號是否輸入到天線開關其對應的TX-IN管腳;若否則反向檢查其到PA輸出腳的通路
=======》天線開關各模式開關控制信號是否正常(參照真值表),若否則檢查四PIN腳的對地阻值情況,短路或阻值無窮大則順應檢查CPU的焊接情況
=======》射頻信號輸入正常,天線開關各模式開關控制信號正常,則檢查天線開關的焊接是否良好或者器件損壞(相對較少),以及天線開關輸出端的電路是否正常
=======》射頻信號輸入弱(一般情況為發射電流正常,但TX-POWER值偏小),這種情況只要斷開PA輸出端的電路,PA端功率就應該正常。
則需檢查PA輸出端的濾波電路,(一般為電感和電容組成,可查看其是否錯料假焊)
CT004(有的單板TestItem為CT005-----HDETcalibration)
HDET的權威原理講解我們知之較少,這里我們只闡述維修方法,稍后再補充原理
1.HDET有專門的處理器件----射频耦合器,在維修中多為耦合器件虛焊造成,也有其電路異常,多表現為該電路電阻阻值異常。
可以與良品板對比測量。
2.32.768K異常也會引起HDET異常。
3.檢查RTR芯片。
4.重新加載。
CT007WCDMAXX頻段RXcalibration
分析WCDMARX的不良單板一定要用到CMU200綜測儀,頻譜儀。
接收机的测试项:
接收灵敏度、最大输入功率。
打開CMU200的信號發射器界面,我們設置一個RX下行的頻率,然后輸入功率,例如:
2112.4MHZ,Level打開并設置為-20dbm,利用QRCT啟動不良單板接收機,我們可以參考QRCT的
界面來分析。
根據“GetRxAGC”的數值,良品一般為380左右,不良品則低與該數,有的甚至為-512。
分析RX不良單板也應該先遵從逐級檢查通道的原則,用信号发生器产生一个信号,使用高通软件QRCT,在FTM模式下接受UMTS信号,对比正常的单板,同样AGC下接收功率情况。
从天线开关U3201开始用頻譜儀检查,信號走向如下;
WCDMA信号由天线接收,======经过单刀九掷开关(天線開關)===到达双工器(WCDMA2100為該頻段PA模塊),=====然后到达RTR对信号进行放大=====至滤波器濾波=====返回RTR進行解调和差分转换,将射频信号转换为基带模拟I/Q差分信号,=====再輸送至CPU进行基带信号处理。
在平時工作中發現,如果接收信號在通道上有衰減,WCDMA低頻段則多為雙工器損壞。
為了便于檢查,我們有如下數值參考:
CMU輸出信號(-20dbm)=====天線開關=====RTR測量點-30DBM=====RTRLAN放大后(-11dbm)===濾波器濾波后到達RTR(-20dbm)--------上述值是實際測試值,由于各種差損,理論值應該比該值大。
如果RX通道測試功率與良品比對值正常,但GetRxAGC的數值異常,則一般為RTR損壞或者CPU損壞。
根據維修經驗,-512的數值一般為CPU損壞;稍低于380的數值一般為通道問題。
其中VDDM的電壓也需特別注意,該電壓由VREG—MSMP電壓轉換過來,在RTR的PIN23腳,失去該電壓則會接收不良。
其他則需具體對待。
舉例:
1.WCDMA900MHZ接收Fail,利用CMU200發送信號到不良單板,在RTR30PIN和31PIN錄得接收功率正常。
但GetRxAGC數值為-370左右,因為WCDMA2100RX已經測試OK,則懷疑RTR損壞,更換RTR,參照GetRxAGC數值變為-512,直接重新加載軟體,GetRxAGC已經變成漂亮的380。
返回機臺測試OK.
2.WCDMA2100MHZ接受fail,利用CMU和QRCT,读出GetRxAGC數值為230,怀疑通道异常,灌输一个-20dbm的2112MHZ接收信号,用频谱仪测量信号正常输送至RTR模块,但是PRXSE2_OUT(IMT)信号无有效放大,仅仅为-30dbm,好板应该为-10几dbm的放大信号。
先检查RTR各PIN输入电压无异常,后更换RTROK。
测试PASS。
以上反饋信息為,WCDMARX不良,如果同一制式下某頻段OK,另一頻段不良,則可先進行加載軟件動作(需排除通道無異常)。
GSM頻段externalpolarcalibration(TXPower)
CPU芯片发送GSM各頻段基带模拟信号到RTR芯片,这些模拟输入信号经过缓冲、低通滤波、DC偏移校准后送入EGSM/DCS上变频器,然后将GMSK调整信号上变频为中频。
此中频信号为OPLL电路的参考输入。
VCO输出信号输入到外接功放。
在功放里实现幅相合并。
输出GSM/EGPRS信号。
以下為GSMPA芯片原理圖:
Ø各引脚功能定义
PIN
基本控制信號
控制邏輯
1
DCS/PCS_IN
DCS/PCSRFInput
2
BANDSELECT
(GSM_PA_BAND)
H:
选通GSM功放的高波段
L:
选通GSM功放的低波段
3
TXENABLE
(GSM_PA_EN)
TX控制使能信號
H:
GSM功放打开
L:
GSM功放关闭
4
VBATT
PA供電電壓
5
GND
接地
6
VRAMP
(PA_RAMP)
GSM功放输出功率控制
7
GSM_IN
GSM850/900RFInput
8
GSM_OUT
GSM850/900RFOutput
9
DCS/PCS_OUT
DCS/PCSRFOutput
注意:
H:
电压大于1.9V;L:
电压低于0.5V。
以上,我們得知GSMTXPower功率正常需保證以下必備要素:
====RTR輸出的GSM頻段發射信號必須輸入到PARF-IN引腳(見1Pin和7Pin)
我們利用
====GSM_PA_EN,要使GSM功放工作,TX控制使能信號必須是高電平;
====PA供電電壓必須正常
====GSMPA發射功率控制必須正常。
該控制信號隨著功率等級的上升其控制波形也會發生變化,否則為異常
====GSM_PA_BAND選擇,該信號在低頻段(GSM850&900)工作時是低,高頻段(GSM1800&1900)時為高電平,否則為異常。
GSM頻段的發射也需要參照CMU200錄得的各項發射指標來分析單板的GSM發射狀態是否良好。
GSM的發射參考指標為:
發射功率,PVT(時間模板),調制譜,開關譜,頻率誤差(峰值&平均值),相位誤差(峰值&平均值)
相位误差与频率误差故障主要出在手机调制过程中。
如果大功率级的PeakPhaseError比较大,小功率级PeakPhaseError与RMSPhaseError比较正常,主要可能为发射通路上的信号隔离不好,造成前、后级间的干扰,影響发射信号的相位调制。
这时,应该检查手机发射通路上的
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