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九九八十一难,5G手机是这样炼成的……

发布时间:2019-12-01 13:25:23 来源:网络

如果你想说你每天和我们联系最多,恐怕是你的手机。

醒来的第一件事是抓住手机看时间。手机是消磨通勤时间的最佳伴侣。手机也是陪伴我们直到我们醒来的朋友。

但是你知道在研发过程中,工程师们做了什么来确保未来手机在各种刺激环境下进入市场的稳定性吗?

成千上万次不同高度的跌落、随机重复敲击、外力挤压甚至扭曲……之后,手机的外观、性能和信号将进一步测试,手机的使用寿命将根据市场数据调整到合适的极值。

日前,Tech 21进入东莞一家大型手机厂的新总部实验室,见证了手机研发阶段的主要过程。

据说,一部完整的手机在研发阶段必须经过60-70次大大小小的测试,以确保稳定的性能调试,然后才能推向下一个工序的生产阶段。这通常是世界统一标准下规定的行动,而总部制造商设定的环节和标准将会比较接近。

恐怕最令人担心的是当前热门的5g。5g实验室有各种独立的小房间。据研发兄弟介绍,这是一个用于测试各种信号环境的屏蔽室,根据信号分为2-3-4-5g、wifi、gps等类别,其中wifi 6是一种正在走向成熟的信号技术。

屏蔽室的功能是屏蔽任何来自室外的信号干扰,并在房间狭小的空间内获得最直观的测试结果。目前有27个屏蔽室,可以支持5g网络的所有开发和测试要求。

在一个主要测试5g信号的屏蔽室里,21tech看到了今年vivo发布的两款5g新产品iqoo pro 5g和nex 3正在测试中。

(现场测试信号显示图。资料来源:由体内提供)

据介绍,该屏蔽室主要使用两种世界范围的信号测试仪器。5g非信令仪器用于模拟基站,然后在移动电话连接到基站后测试信号性能。现场显示用于测试信号旋转和信号质量。所谓信号旋转就是测试手机的信号吞吐量、功率等指标。

此外,我们通常会看到5g信号覆盖区域中测量到的1-2gbps的峰值速率,这属于现场测试。它属于这些屏蔽室的内部磁场测试。

测试的目的是将测量值与理论值统一起来。目前,在内部现场测试环境下,5g信号的峰值速率可以达到1.8gbps。

作为手机极其重要的功能,音频的采集和传输以及传输的真实性都是非常重要的体验。在音频实验室,21tech看到了一台价值650万元人民币的测试仪器,这只是音频实验室的屏蔽室。

(现场音频测试模拟。资料来源:由体内提供)

研发兄弟表示,这款来自德国的仪器看起来简单,关键有价值的部分其实是测试软件,而且这款仪器具有一定的垄断特性。该仪器主要模拟人的嘴和耳朵,模拟电话通话的场景,并执行手机信号。

主要工作原理是:手机在外部建立与模拟基站的连接。在接收和呼叫过程中,设备发送信号,设备接收、收集和分析信号。根据发送和接收信号的比较,从天线到信号处理到接收机输出链路的移动电话的信号质量是已知的。

一般来说,这包括测试语音呼叫的质量、传输量、传输的频率响应、传输的底部噪声,以及验证传输语音的真实性。这也是苹果、华为和三星等主流制造商使用的工具。

虽然这个实验室的名称是空的,但实际上这项工作应该详细描述各种参数、测试时间、测试地点等。21tech被展示了近10个主要的测试环节,在这个循环的末尾只有一个词可以表达:心疼。

因为我们必须模拟我们日常生活中的各种手机使用场景,并测试极值,这些手机基本上是在这个阶段用来报废的。在此期间,测试达到一定数量级后,将被发送到前端5g实验室、音频实验室等环节进行外观、结构和性能测试。如果它不能满足要求,它将被重新设计,测试和循环,直到它达到用户的正常使用标准。

例如,根据用户数据,vivo发现使用手机的平均时间是3年,所以测试的极值应该达到大约5年的水平。

仔细看看这些测试链接:

(1)寿命防水试验

虽然目前的手机不能完全浸入水中,仍然安全,但中国南方的雨天决定了手机必须有一定的防水性能要求。

这项被戏称为手机“淋浴”的测试模拟了3毫米的降雨量。从场景中可以看出,一台模拟环境的机器中放置了许多移动电话。有时可以看到一些手机屏幕不断跳转到页面。事实上,它还与水的导电性有关,在这种环境下屏幕很容易被触发。

(防水试验场地。资料来源:由体内提供)

防水测试是目前所有手机都需要通过的标准,这实际上是一个小案例。以下是三种情况下的跌落测试。

(2)短距离下降

想象一下这个场景。就在会议结束后,当我们到达公司时,我们都可以把手机扔到桌面上,开始准备相关的工作。

短距离跌落测试就是为了处理这一场景。手机在7厘米的高度反复被拿起和放下。经过40,000次高强度测试后,会考虑正面、背面和侧面,并在跌落后检查手机的性能。

弟弟说,因为这是生活中最常见的场景,所以与其他跌落测试相比,这是一个非常高频率的测试。

(7厘米跌落测试流程演示。资料来源:由体内提供)

(3)1米跌落试验

我们更担心的可能是站着玩手机时的坠落场景,这需要1m场景的坠落测试。

(1m跌落测试流程演示。资料来源:由体内提供)

手机放在不同的盒子里,所有的盒子都是钢板做的,并且会放一层10-20厘米厚的木板,以确保不会有太多的大反弹。然后启动机器反复旋转和下降。

据介绍,这也是一种标准化的实验方法,最多有1000次测试。在每几百次测试的过程中,都会取出来检查性能和外观等。

(4)随机跌落试验

当然跌倒是不固定的,所以也有一个被称为“自由落体”的跌倒测试。

这是一个需要人工参与的测试。它在调整各种角度和高度后下落,例如调整到45度倾角。当然,因为这种情况不太常见,测试的数量通常少于前两个。

(随机投放演示。资料来源:由体内提供)

相比之下,根据研发兄弟的介绍,之前的1m跌落测试应该基于多台机器的多次测试,以计算问题的数量和比例。

这里的测试是通过更多随机场景来发现手机设计中的漏洞。“我们整个研发阶段将分成许多批次。一次设计一批后,将选择10-20台机器进行测试。因为在研发阶段会有许多设计变更,例如在选择了20套测试之后,发现问题,进行改进,然后进行验证测试,等等。”弟弟说,在大规模生产中,nex系列将有3-4次跌落测试,但跌落测试有无数次修改,几十次,直到没有问题。

事实上,这不仅仅是一个简单的测试,而是一次又一次测试和分析的交互。

(5)界面寿命测试

我不知道你是否见过。我早年用过手机。使用2-3年后,充电插座很难使用。长时间充电通常是不可能的,然后我不得不换一部新手机。

因此,各种接口的使用寿命实际上直接决定了更换机器需求的紧迫性。这一次,21技术也被带到这样一个生命测试地点。

测试内容包括usb充电插座、耳机接口等。寿命测试由全自动仪器完成。

(耳机插孔插头测试站点。资料来源:由体内提供)

21tech以前知道一个细节。例如,在印度市场,那里的配件标准实际上高于中国市场,配件的质量和价格也高于其他地区。据报道,这需要为特定型号设置更高的测试标准。

许多人在参观现场受到质疑,机器测试看起来平稳轻松,这与手动插拔的场景仍然不同。这是真的,所以在这种测试中,在后续的测试中将添加手动测试,将两者结合起来。

当然,R&D兄弟也强调,这种机器测试是肉眼看不见的。事实上,插入机器孔后,有一个“硬转弯”动作,力的强度也可以调整——这也是国际统一标准要求下的“规定动作”。

(充电孔的插拔测试位置。资料来源:由体内提供)

另一个场景还包括从不同角度对插孔进行插入和拔出测试,即机器在插孔的两侧来回摆动,充电线和接口结合在一起。这是因为我们给手机充电时并不总是正确的,否则在玩游戏时充电线会弯曲。

(6)关键寿命试验

这是一个测试链接,指向作者的可爱。在现场,会听到许多"叮,叮,叮……"的声音,也就是说,机器人的手在不断地敲击手机的按键。

(侧键寿命测试。资料来源:由体内提供)

测试的按键包括视频中的侧键和手机背面的电容式触摸部分。据报道,侧键通常被使用数十万次,更不用说容易触摸的指纹触摸了。如果设计不好,你可能会遇到胶水剥落和油漆剥落。此外,它还可能损害电容式触摸芯片的寿命。

(7)机械测试

手机作为个人物品,不可避免地会受到各种外力的干扰,面临许多场景。机械测试部分主要设置单点挤压、扭转手机和压力测试。

单点挤压测试完全由机器主导,工程师将根据手机设计图找出需要测试的位置,如cpu对应的表面位置等。,将这些参数输入机器,然后随机自主地按下机器。

(单点压力测试。资料来源:由体内提供)

(扭转试验演示。资料来源:由体内提供)

另一个是扭转。在上面的场景中,机器下面的圆盘部分会轻微旋转。移动电话的整体强度通过这种旋转来测试,这可以理解为移动电话的强度标准测试。

据报道,当手机扭曲时,其面积会扩大,触摸屏容易出现脱胶等问题。

男性朋友也有一个共同的场景。测试地点是一个牛仔裤口袋,把手机放进口袋,然后一台机器从上面压下来。这类似于一个男孩把手机放在后口袋里然后坐下的场景。

(8)极端温度试验

去过一些极端环境的朋友应该会觉得有些手机会在零度以下直接关机。我的朋友曾经有过这样的经历:在哈尔滨冰雪世界里拿着一部全球排名前二的手机打不开,一旦你离开它就能运行良好。

因此,在中国市场,极端温度环境测试非常重要。例如,当冬天来到东北时,气温通常是零下十度,而在新疆的一些地方,夏天至少是五十度。

在我们的实验室里,Tech 21看到了四排橱柜,它们被设置在不同的极端高温和低温下,并反复循环,通常循环几个小时。现场也确实看到了一些带花屏的手机。

(温度测试仪器显示。资料来源:由体内提供)

(9)其他测试

如前所述,这些测试实际上有60-70个大大小小的项目,只显示了其中的一部分。其他测试还包括摄影和成像条件,以及相机的伸缩寿命等。

尤其是今年,许多品牌手机都配备了升降摄像头的机械设计,从而实现真正的全屏体验。相机可伸缩的位置自然非常重要。

据报道,在测试过程中,摄像机将被测试至少30万次,并将被置于常温、低温、高温等环境中进行测试。

21tech更关心屏幕下光学指纹的测试。与只需要读取接触导电信号就能知道测试效果的电容不同,离屏光学指纹识别只能通过从离屏相机读取指纹数据并与逻辑算法匹配来完成。此外,简单的生物信息有很大的差异。每个人手指的湿度和特定的指纹情况都非常不同。如果面对强光和其他外部环境,会有不同的阅读结果。这方面的测试难度远高于电容式指纹识别率测试。

研发兄弟说,最困难的事情是建立一个图像指纹数据库。在离屏光学指纹测试期间,vivo动员了整个部门,从生产线上借用了数百人,建立了指纹数据采集数据库。测试的是图像质量和指纹读取的逻辑算法。

如前所述,不仅访问过的手机品牌,而且目前走向国际市场的手机品牌基本上都要经过这些过程,这是基于结合用户使用习惯和国际标准的检测过程。差异可以是检测场景在大项目中细分的程度。

经过这些程序后,周围的小妹妹打电话来说,“太‘南’了,不能造手机!”“事实上,从测试机器的采购到测试项目的筛选和测试人员的分配,这种循环流动一再对设施成本和劳动力成本提出了非常高的要求。这只是研发阶段的测试过程,最终生产后,出厂前会有一系列测试。

这也从一个方面解释了为什么中国的主要制造商经过十多年的努力终于生存下来,并进入了世界级的顶尖阵营。

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