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手机RF设计技巧(一)

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发表于 2018-9-2 13:54 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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3 U- v" q. s& c# a) K' V% ?# [1. 什么是RF
# Y. H& [2 [6 h    答:RF 即Radio frequency 射频,主要包括无线收发信机。8 f& a& y( J4 d* s
! Q. `- w( f8 [

$ t9 c0 P. [3 h9 ]' L8 [* I; W    2. 当今世界的手机频率各是多少(CDMA,GSM、市话通、小灵通、模拟手机等)?
& Z% Q0 U$ {3 f' ~. h; s' j% W    答:EGSM RX: 925-960MHz, TX:880-915MHz;$ O6 g; d8 E  n8 ]
    CDMA cellular(IS-95)RX: 869-894MHz, TX:824-849MHz。$ ]0 X, ^, N. O+ T9 l

$ Y* R7 O$ {. b+ j1 v   + l6 G4 n# m- P
    3. 从事手机Rf工作没多久的新手,应怎样提高?
$ T7 l3 z6 F$ R% o( v- D* p: r# t    答:首先应该对RF系统(如功能性)有个系统的认识,然后可以选择一些芯片组,研究一个它们之间的连通性(connectivities among them)。  Z. R# D! U, n! a2 M& d

; G% `8 S/ s1 H$ M, S; b: t   & ^. f- K) q& Q* C) S& {  l
    4. RF仿真软件在手机设计调试中的作用是什么?
5 P" X" D( ]9 a6 \    答:其目的是在实施设计之前,让设计者对将要设计的产品有一些认识。
; g8 p2 }" M$ k, ^& A/ Q8 g
/ p/ ]5 p5 m$ x( m6 w+ Y   
8 e: J) o! ?/ Y2 D    5. 在设计手机的PCB时的基本原则是什么?
: m$ s6 l/ j1 ]0 ~$ R
1 m7 L3 k, P  s: i9 k    答:基本原则是使EMC最小化。+ p1 s, x) c) A- I" N: J6 P
7 U# _8 y) e' _+ D
   
/ W4 F& n3 _' {$ T    6. 手机的硬件构成有RF/ABB/DBB/mcu/PMU,这里的ABB、DBB和PMU等各代表何意?; H( x" i( ^; `/ K) J1 h0 z: j
: L# B+ S. q$ ]  T: F3 f2 H  a
    答:ABB是Analog BaseBand,
: q) q8 \' e$ r; x% X/ K    DBB是Ditital Baseband,MCU往往包括在DBB芯片中。 1 Y0 i/ s+ d- Z
    PMU是Power Management Unit,现在有的手机PMU和ABB在一个芯片上面。将来这些芯片(RF,ABB,DBB,MCU,PMU)都会集成到一个芯片上以节省成本和体积。' k0 z% _$ Z* @$ t: A+ l2 |
0 |+ B7 Q  Y% M% _9 P2 c
   
- v7 t. j5 v0 p* I; S' H    7. DSP和MCU各自主要完成什么样的功能?二者有何区别?. Q+ e! x" z1 q. I* l2 y
: ?2 E, U$ I9 k. a5 X5 o! R8 w
    答:其实MCU和DSP都是处理器,理论上没有太大的不同。但是在实际系统中,基于效率的考虑,一般是DSP处理各种算法,如信道编解码,加密等,而MCU处理信令和与大部分硬件外设(如LCD等)通信。5 z6 x6 s8 f. Q/ O' v0 ?& r

! ~( K/ v6 y* Z3 w- @    . w% T. ?' \7 @( Z* |+ m
    8. 刚开始从事RF前段设计的新手要注意些什么?
! E6 U- N, x* {) B: ~, L' D0 t6 U4 |. ^  l! |
    答:首先,可以选择一个RF专题,比如PLL,并学习一些基本理论,然后开始设计一些简单电路,只有在调试中才能获得一些经验,有助加深理解。- X; \6 ~. R3 j% d

5 j' }- m& Y1 O6 K7 x    + g/ v4 w; A" E$ E
    9. 推荐RF仿真软件及其特点?" H8 p& F1 u# r7 Y  @

& \, I/ F& A% J4 _    答:Agilent ADS仿真软件作RF仿真。这种软件支持分立RF设计和完整系统设计。详情可查看Agilent网站。
# ~0 y; S% d" |$ ]
$ A4 f1 s, A9 k, O6 n  O8 D: h: u   
- q" ]! ?( g3 s  k! z    10.哪里可以下载关于手机设计方案的相应知识,包括几大模快、各个模块的功能以及由此对硬件的性能要求等内容?( e# H/ C9 J+ k% N$ Q

9 \9 ^1 a+ Y& X: y5 S/ i    答:关于TI的wireless solution,/ {, ?% D) i) \+ [3 u

% ?$ ^- r" D2 A& h5 x    2 [; l/ h9 i4 }& v4 z3 K0 R3 [
    11.为什么GSM使用GMSK调制,而W-CDMA采用HPSK调制?* s7 {+ u% Z6 D# H- R2 d

' j# J2 ]' b" l8 B1 Q" N7 A( I    答:主要是由于GSM和WCDMA标准所定。有兴趣的话,可以看一些有关数字调制的书,了解使用不同数字调制技术的利与弊。
" j# I% G, B! O* A) b# A1 Z6 f% a& d- t  C
    3 b3 J* g5 r7 Z5 e# P  Q2 J* |4 u$ N
    12. 如何解决LCD model对RF的干扰?5 c5 J1 M( T9 K! R: V

9 B) l; B& R& F) R' e    答:PCB设计过程中,可以在单个层中进行LCD布线。
) {  ]# i3 m: u
* a% }/ ]  w9 I  v& ~8 K& g' ]   
; i# s+ w( ^1 _3 y% Y    13. 手机设计过程中,在新增加的功能里,基带芯片发射数据时对FM产生噪声干扰,如何解决这个问题?! R# o* P0 a" S1 `% o

2 @' y! z) q% G    答:检查PCB设计,找到干扰源并加强隔离。3 R3 q: {; g' X! S$ T( ?
' y( u3 M2 J( ~0 w+ R
   
9 z: @  B: b, m$ n    14. 在做手机RF收发部分设计时,如何解决RF干扰问题?
  b' g: o5 p6 x, l4 ^5 n+ V2 _4 O7 o6 a$ H* @# z
    答:GSM 手机是TDMA工作方式,RF收发并不是同时进行的,减少RF干扰的基本原则是一定要加强匹配和隔离。在设计时要考虑到发射机处于大功率发射状态,与接收机相比更容易造成干扰,所以一定要特别保证PA的匹配。另外RF前端filter的隔离也是一个重要的指标。PCB板一般是6层或8层,必须要有足够的ground plane以减少RF干扰。
' g' I% @" a! W3 N8 L! U7 h
, x+ z1 i; l8 q$ y# p, t+ L   
( ?) f  T) E" k    15. 如何消除GSM突发干扰?
; y) n! @; q- B8 y+ @  k0 n) E$ P3 a1 d' s  w7 w( W* d
    答:在PCB布线时,要把数字和射频部分很好的隔离开,必须保证好的ground plane。一些电源和信号线必须进行有效的电容滤波。$ y- i9 d% f9 l# C/ m% a
* I) i( E% G% k+ }4 o3 n
   
" _1 W3 U% R4 k    16. 如何解决RF的电源干扰?
' Z: a' u4 H" s8 f0 J5 I4 U6 d1 Z, c! {6 X/ E
    答:必须确保RF电源已经很好地滤波。如有必要,可以对不同的RF线路使用单独的电源。/ }) w( o  j+ i9 M  S6 w: D5 B2 o
% |- b. J. h5 O* |& P  f1 t' Q( b
    ' G3 d$ B; A6 n5 p
    17. 有RF应用电路,在RF部分不工作的时候CPU及其它相关外设工作正常;可是当RF启动工作时候,CPU与RF无关的端口也受到了类似于尖脉冲的干扰。请问,是什么原因造成的?怎样克服这样的干扰?
( [, ~. r& k. {: s
& Z/ M! D+ A2 ], K4 [" s4 Q/ i    答:可能是RF部分没有很好地与CPU部分隔离,请检查PCB版图。
1 }) w* v* L) @5 u% T/ j3 H. N1 S; v0 d$ e6 S/ Q. p
   
3 l2 V0 _% w4 N) d( D- Z    18. 选择手机射频芯片时,主要考虑哪些问题?
! @* Q8 Z2 M/ v
+ {* A3 \9 B! D0 z7 z' X    答:在选择射频芯片时主要考虑以下几点:
" N, y" o5 W( Y8 k    ① 射频性能,包括可靠性。 ; P4 G$ V0 t0 a  J
    ② 集成度高,需要少的外围原器件。1 j6 I4 j6 t8 t  ~/ g
    ③ 成本因素。, Y' F( z- u' y, x2 J8 k* m

4 [: |$ k, K' E) A    . Z8 L5 x9 y' {7 R$ s. P2 E% Y
    19.如何利用手机射频芯片减少外围芯片的数量?
( ~& Y7 p, G! m, U* O4 I8 G
8 G: {1 A! a5 [5 u3 m    答:手机射频芯片集成度越高,所需要的外围元启件就越少。2 S: P1 H+ g- S' _
9 S6 V; F6 k# W0 r# A7 C
   
1 A6 `% }' ]2 z# Z1 ]" l    20.射频芯片对于外围芯片会不会产生电磁干扰,应该怎么消除?$ [8 Y$ T/ w; Y, c. l% V+ T( `
& n, f* }3 F" a9 S% R! b% J( E5 M9 K
    答:应该说是射频系统会对其他DBB,ABB产生电磁干扰,而不仅是射频芯片。加强射频屏蔽是一个有效的措施。; }: n6 Q3 X: _7 M) e
2 q- U, ~0 I( T/ t6 P, X8 J
   
4 ?/ Q; g2 q: I. E    21. 在无线通信系统中,基带的时域均衡,是否应该位于基带解调并进行位同步抽去后,对每一个位抽取的结果,经过时域均衡,再进行门限判决?1 N9 n1 |# ?' O4 c  W$ H3 O

" n4 i8 Y, }6 R- z    答:是的。需要先经过均衡,再进行门限判决。
" c7 L1 t5 q/ I) e9 `: F9 p8 N* a4 p. z- k* S) K* \
    3 f2 M5 O5 J0 U5 i( l% V3 g( N
    22. 相同的发射功率,在频率不一样时,是否频率高的(如900MHz)传输距离远,频率低(如30MHz)传输距离短(在开阔地带)?
7 C5 c% C" w  b+ Z6 A( \9 h6 d6 m' O. x% A  f1 z/ [! M
    答:应该考虑到波长因素。频率越高,波长越短,在开阔地带,传输损耗越大,因此传输距离较短。" m- C9 ?, R! B2 D5 n8 ~, J

* F2 |1 M1 p9 r  q& c    ' {  @$ R( ?1 m( E! Q" F7 X
    23.用定时器1来产生波形,其程序如下:
3 O& l$ |& R3 Y1 N7 k    LDP #232 8 N3 W/ R. r5 ~2 D; R- Z6 G4 h
    SPLK #0Ah,T1PR # n0 @* z( u; D& K. e4 M# k( [0 c
    SPLK #05h,T1CMPR
* J: K( o+ ]3 e/ w, r5 ~( `    SPLK #0000h,T1CNT ) U! d( B. K- h' e
    SPLK #0042h,GPTCON
0 F- y5 L+ Z7 i* E  e    SPLK #0D542h,T1CON
+ q( f1 a: ^! [% M: f    0 U% X2 r0 x' D+ T
    为什么在T1PWM/T1CMP引脚上没有波形输出?
: v/ ?& I5 o7 l' m; \( o, w( U+ {0 y) u9 U- m1 d6 {# r8 g
    答:可以使用仿真工具进入代码来调试这个问题。
3 O( |. L4 b. i* n) L1 G% V6 h( U" j; Q) S3 p6 j1 @
    7 \' b2 D% \: Y2 y( l
    24. “手机接收机前端滤波器带宽根据接收频率的带宽来决定,必须保证带内信号以最小的插损通过,不被滤除掉。” 在满足能有效接收信号的情况下,对前端滤波器,如果滤波器带宽比较宽,那么滤波器的插损就小(对SAW不知是不是也是这样),但带内噪声就增加,反之相反。那么在给定接收信号频率范围的情况下,应该如何来考虑滤波器的带宽,使带内信号以最小的插损通过?% T4 W1 Q1 u) g( S
9 z6 l7 s: v% ~# e. f
    答:应该从系统设计的角度考虑这个问题,包括频率范围(frequency range,sensitivity)和感度(selectivity)等。可以在插损(insertion loss)、带宽(bandwidth)和带外抑制(out of band rejection)之间取得折衷, 只要选择的值符合系统需求,就可以了。/ d+ s9 P3 A( N1 X: K0 s4 P6 l

: Q9 O8 g0 }4 o& a    % O+ g9 e! z, e2 V
    25. 一般来说PA、SWITH有一定抑制杂散辐射的能力,但有一定的限制,如何增加其它的方法来更好的解决?
  G3 A) o+ y5 t4 M9 s& k  A9 z: l3 N3 @
    答:准确的说法应该是PA的匹配滤波有一定抑制杂散辐射的能力,另外可以选择好的前端Filter 以加强带外抑制。    & R8 u4 K2 }! W1 O

6 c2 d6 C5 U& J5 @
* @7 K8 Q' j" ~3 V5 _    26. 如何选用RF的LDO?- a3 N2 Z8 N. d* Z' U

. B+ ~4 r: F/ b' _  @0 F    答:选用LDO时,应考虑其自身所具备的某些特性,如driving current、输出噪声和纹波抑制(ripple rejection)等。8 U( a2 r0 N" k4 q

: |3 A( o( {: `6 N6 e. P    8 H/ E# Z1 r0 H8 E0 `: e+ W
    27. 用什么方法可以降低射频系统在待机时的功耗?
# k/ o% z, J8 B5 z2 Q
1 _9 W, R) q5 a0 G" G1 v/ D, b    答:可以在手机听网络paging信息间隙把射频系统关掉。0 \) X9 E! s/ [# R  q
9 f: N' n, l2 v# o# N8 E! r+ I
    + F2 t6 L: s& l- S3 N
    28. TI推出的TRF6151芯片采用直接变频技术,会不会导致其他问题?& f+ t2 }) L% @2 |( b
9 A! L7 J# v1 W$ D' S) a) ~
    答:TI推出的TRF6151芯片是单芯片GSM tranceiver,采用零中频接收机结构。直接变频技术现在已经很成熟了,不存在技术问题,而且还是目前的主流方案
& a1 @% N8 A9 w
3 j: A4 F; U8 E
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