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Techniques

L’importance du bon étalonnage des plateformes de test RF

Par Hisham Salman

Publication: 20 octobre

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Les plateformes de test RF W-CDMA et LTE sont conçues pour vérifier les caractéristiques de transmission RF, les performances requises et les performances RRM des terminaux mobiles LTE FDD/TDD...
 

Pour y parvenir, certains paramètres et valeurs de référence doivent être présents et utilisés par la fonction dite de correction de l’exécution (RTC, Run Time Correction), qui s’exécute automatiquement à chaque fois qu’une connexion à l’équipement utilisateur est établie et/ou que le scénario de test est exécuté par ledit logiciel de test MCTS.

Les valeurs de référence initiales sont fournies par le fabricant du système de test de conformité RF et sont enregistrées en usine dans la base de données du système lors de son installation. Les données enregistrées sont considérées comme des relevés de paramètres initiaux. Les performances du système (spécifications système) sont calibrées au moment de la livraison du système. Les éléments de correction fondamentale sont mesurés simultanément avant d’être enregistrés en tant que valeurs de correction fondamentale avant la livraison du système. Ces valeurs de correction sont ensuite mises à jour à la demande, suivant un calibrage périodique.

Sur n’importe quel système RF, les instruments sont exposés à un certain niveau de détérioration qui dépend de l’utilisation et de la durée de fonctionnement de l’instrument. À quelle fréquence, ces valeurs de référence doivent-elles être vérifiées pour garantir la conformité du système avec les spécifications 3GPP ?

Étalonnage annuel

La réponse à cette question et à bien d’autres questionnements touchant à la qualité, consiste à procéder à des vérifications sur le site du client afin de s’assurer que les paramètres du système sont vérifiés et calibrés aux intervalles recommandés pour le système.

Bien que les fournisseurs de systèmes puissent avoir des opinions différentes concernant l’intervalle de temps idéal entre deux vérifications de l’étalonnage, les experts en tests et mesures recommandent que la vérification soit réalisée selon une base annuelle pour respecter les exigences de calibrage officielles, conformément aux normes ISO 17025 et ISO9001.

En plus de réaliser des vérifications de l’étalonnage, il est conseillé d’assurer la traçabilité des résultats de l’étalonnage conformément aux standards nationaux et internationaux, y compris celle des rapports de certification et de service, afin de respecter les normes de qualité.

Traçabilité et homologation

Le choix de l’instrument de mesure et son utilisation adéquate sont placés sous la responsabilité de chacun des principaux fournisseurs de systèmes, tout comme l’achat des services d’étalonnage homologués pour la procédure de test utilisée, afin de garantir la traçabilité des résultats des tests effectués. En outre, la traçabilité du dispositif de test sur site doit être réalisée en utilisant des instruments/équipements de mesure qui sont euxmêmes étalonnés de façon traçable, et doivent respecter les spécifications fixées par le service d’accréditation du Royaume-Uni (UKAS, United Kingdom Accreditation Service). Les laboratoires d’homologation garantissent que le degré de précision attendu pour l’instrument de mesure peut être atteint, entre autres, en matière de mesure du niveau de puissance, de réponse en fréquence et de mesure du niveau de précision.

À titre d’exemple, Anritsu offre une inspection et un étalonnage traçables à toutes les procédures de tests menées au sein des laboratoires Anritsu, avant de les envoyer à des laboratoires UKAS pour s’assurer que les unités respectent bien les spécifications UKAS. En conséquence, les instruments utilisés pour l’étalonnage étant calibrés selon les spécifications UKAS et les normes applicables, la traçabilité est garantie, ce qui signifie donc qu’Anritsu peut fournir la traçabilité de l’étalonnage aux clients pour prouver que les instruments respectent bien les spécifications de l’étalonnage d’usine. En utilisant un équipement de test homologué, vous êtes assuré que les plus hauts standards sont respectés et donc que l’intégrité de l’instrument ou de l’équipement de test l’est aussi.

Pourquoi étalonner les dispositifs de test ?

Aucune mesure n’atteint jamais une justesse de 100 %. Il y aura toujours une différence inconnue, finie et non nulle entre une valeur mesurée et la « vraie » valeur correspondante ou la valeur de référence. C’est pourquoi l’utilisateur doit s’assurer que les instruments (ce qui inclut l’ensemble de la plateforme de test) fonctionnent dans les limites de tolérance spécifiées, telles que réglées initialement en usine.

L’utilisateur doit respecter plusieurs recommandations pour s’assurer que les mesures de l’instrument ou les valeurs de référence restent dans les limites spécifiées. En premier lieu, il convient de maintenir une température et un taux d’humidité stable au sein du laboratoire de test. La recommandation principale, cependant, concerne l’étalonnage annuel des systèmes de test et des instruments individuels du système. En offrant aux clients une correction et un étalonnage traçables réguliers (de façon annuelle ou biannuelle) en comparant les performances des systèmes/instruments par rapport à un standard de précision connue, vous contribuez à augmenter la fiabilité dans vos instruments de mesure.

Procédure d’étalonnage

En matière d’étalonnage des équipements de test, les avantages de l’utilisation des plateformes de test comme la plateforme de test de conformité RF ME7873L/LA (figure 1) a pour avantage de proposer un étalonnage moins invasif et donc d’entraîner le moins de ralentissement possible de l’activité (de manière générale, il suffit d’une seule semaine pour l’étalonnage complet d’un système de test et de tous ses instruments individuels). De plus, il n’est pas nécessaire de démonter ni de transporter le système de test, puisque l’étalonnage a lieu sur site. Lors de l’acquisition de l’appareil, l’utilisateur bénéficie d’un test, réglage et étalonnage complets de tous les appareils individuellement, suivi d’un étalonnage complet de la totalité du système.

Pour tout étalonnage ultérieur, les programmes nécessaires sont disponibles dans le logiciel MCTS installé sur le serveur PC du ME7873L/LA d’Anritsu. Le programme MCTS teste, entre autres, la réponse en fréquence, la linéarité des mesures de puissance et le degré de précision sur les instruments, compris dans les limites d’incertitude de mesure, traçables par rapport aux valeurs initiales et de référence. Ainsi, le milliwattmètre doté d’une sonde de puissance, le générateur de signal et un analyseur de spectre sont d’abord utilisés afin d’obtenir les mesures à comparer avec les valeurs initiales et de référence. Ces appareils sont connectés via des interfaces GPIB à la plateforme de test. Le dispositif d’essai est ensuite connecté aux ports de test sur les systèmes avant que les mêmes mesures soient de nouveau effectuées. Les résultats sont ensuite comparés pour achever la vérification.

Lors de la livraison ou de l’installation du système sur le site du client, l’équipe Anritsu doit réaliser une correction et un étalonnage des valeurs fondamentales. Les valeurs ainsi obtenues sont considérées comme les premières valeurs initiales au même titre que les valeurs relevées en usine. Toutes les mesures effectuées sur une base annuelle ultérieurement devront être comparées à ces valeurs initiales.

Les coûts de la négligence d’étalonnage

Les utilisateurs de plateformes de test RF tel que le ME7873L/LA d’Anritsu peuvent exécuter une procédure d’auto-vérification afin de vérifier le statut du système. La correction RTC est effectuée avant chaque mesure. Cependant, pour conserver la fiabilité du système et augmenter sa repétitivité, l’étalonnage annuel s’avère essentiel pour vérifier le bon fonctionnement des instruments qui peuvent se détériorer avec le temps. Pendant l’étalonnage annuel, la réponse en fréquence, le niveau de précision et l’erreur de linéarité des instruments du système sont calibrés à l’aide d’un milliwattmètre et d’une sonde de puissance. Le milliwattmètre et l’analyseur de spectre mesurent en continu les performances du système et font office de référence.

Conclusion

L’étalonnage annuel des instruments et des plateformes de test de conformité RF a deux objectifs. Il vérifie la précision de l’instrument et détermine la traçabilité de la mesure. De plus, l’étalonnage vérifie qu’aucun instrument du système ne sort de ses spécifications techniques. En cas de défaut, l’appareil fera l’objet d’un examen ou d’une réparation. Pendant le temps de maintenance, les clients reçoivent un système de remplacement pour pouvoir continuer leurs activités normalement. Anritsu fournit un rapport/certificat d’étalonnage, qui fait état des mesures effectuées et de toutes les valeurs obtenues. Le principal problème que l’étalonnage permet d’éviter est la perte de précision des mesures effectuées en raison du vieillissement des instruments et de facteurs environnementaux. Grâce au ME7873LA d’Anritsu, les utilisateurs savent que l’étalonnage annuel est facile et que la traçabilité est garantie.

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