手机RF设计技巧(一)

A-Lin

8 y% i$ s4 g/ V, _; }' p) M1. 什么是RF？
    答：RF 即Radio frequency 射频，主要包括无线收发信机。

# _( Y/ i) U* j, Z
# p6 ^6 f& ~8 k+ ?" m, y3 C! d    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）？
    答：EGSM RX: 925-960MHz, TX:880-915MHz；
+ w8 v8 I6 l  L    CDMA cellular(IS-95)RX: 869-894MHz, TX:824-849MHz。

   
    3. 从事手机Rf工作没多久的新手，应怎样提高？
% E  R5 ^+ i0 ?  ]    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)。

/ p) p' R& {. M4 G6 d# B% I  {   
) D7 h: J9 G6 f! F! u+ h/ t0 m    4. RF仿真软件在手机设计调试中的作用是什么？
    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。

; f4 _& U  _! `7 [   
    5. 在设计手机的PCB时的基本原则是什么？
2 s2 l/ e. q! W" u
    答：基本原则是使EMC最小化。
5 R) Y- |* Y/ m
   
9 ^5 U- E4 e/ c( ]  t  M' V    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？

    答：ABB是Analog BaseBand，
) h/ u4 v6 L* V2 v! F    DBB是Ditital Baseband，MCU往往包括在DBB芯片中。
    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。

   
* |4 v9 O, W' z7 A) [* X    7. DSP和MCU各自主要完成什么样的功能？二者有何区别？

    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。
+ \: f1 R1 S* K- y7 N
   
; ]/ \  V: z8 I- ~    8. 刚开始从事RF前段设计的新手要注意些什么？
6 O( x, O$ ]/ ?" E
    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。

   
! r) m) l; F2 D6 z1 r- w9 k    9. 推荐RF仿真软件及其特点？
8 S$ Y; F3 V5 G, g! g
    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。
% E" t. y  [: c
   
! y* D- e( j% \$ ?5 t5 R& r    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？

- h4 J& M4 R- `4 y$ A    答：关于TI的wireless solution,

2 V7 u7 Y+ @3 e: m9 i" s! U   
: P& I$ U+ |4 r' Q/ _* w- ?5 z& ^    11.为什么GSM使用GMSK调制，而W-CDMA采用HPSK调制？

    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。
' G& q- I2 y  e6 U
" X% J4 i8 k; }   
6 j4 m0 [4 ?6 n! T  C% Z3 B7 ?1 W! s    12. 如何解决LCD model对RF的干扰?

0 A6 u0 Z- d( O0 k3 Y+ y! S    答：PCB设计过程中，可以在单个层中进行LCD布线。
1 }) k* D* m4 U+ e) _- t
! c0 S7 P2 W, g& ?, @. l% n2 r   
    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？

    答：检查PCB设计，找到干扰源并加强隔离。
) f. t: I& u8 n
+ s4 i- m6 p. _! M   
. Q  r9 s  u; ?1 c5 ^    14. 在做手机RF收发部分设计时，如何解决RF干扰问题？
# `5 a" A! j& d4 |3 d
6 _  T4 z  R: u8 b; q6 F; [    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。

   
2 R* Q" ?: ]' z: o' A    15. 如何消除GSM突发干扰？
3 U  U! R7 l' g0 C3 {0 a
    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。
5 |! k5 }  u  u
   
    16. 如何解决RF的电源干扰?
. `3 L4 ?6 _# h& P
1 d9 ]. S. `) I6 Y" m) _    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。
6 Z% M! _: D0 e* [. D) a. o
  {: V2 U' _4 ^- d; _4 Z   
0 B1 `, L* O3 ?7 F7 W8 d. M    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？
- T  @) V# F9 [0 w- I# d6 ~% o
    答：可能是RF部分没有很好地与CPU部分隔离，请检查PCB版图。
% Z4 T: w$ Y% ~1 m. M7 l9 d2 ?
  y; u" b& d7 O* A   
    18. 选择手机射频芯片时，主要考虑哪些问题？
; e8 N# g# m3 z1 h7 i$ d
    答：在选择射频芯片时主要考虑以下几点：
1 a& z, T& P/ q! I7 ]    ① 射频性能，包括可靠性。
$ s8 B- d! `; n( a! X    ② 集成度高，需要少的外围原器件。
    ③ 成本因素。
/ ~( o  m# s1 K' M. {% @3 T
# a1 T; {3 ?5 r0 q   
    19.如何利用手机射频芯片减少外围芯片的数量？
/ ~6 B5 P$ R5 l' u8 q  l
6 ?$ @2 ^/ m8 h4 g+ t& J* _- u    答：手机射频芯片集成度越高，所需要的外围元启件就越少。

   
4 \4 }1 R  s* n5 r# f- N; m8 T) x* v    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？
" t+ j  m0 R" R& V- C* N9 L# X: t
5 i' ]+ r9 M) ^) o8 k! B+ W6 O    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。

- p  v: k' H0 ?8 ?1 s1 o' s9 E) N" e   
6 e) i$ A+ N# F( f& t. u; _    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？
9 Q  |1 l, t* N0 o$ a+ e
    答：是的。需要先经过均衡，再进行门限判决。

   
    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）？
( a* k* U5 F9 s
    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。
9 k* G: F1 G/ o% S9 e4 \2 d: j8 g4 h
3 [5 j  V. L6 f" t( r! i1 U   
" ]) b; ]- k( V/ x5 H$ _& n5 V( [    23.用定时器1来产生波形，其程序如下：
! K, K& V* `8 i6 X3 {' l' K0 W    LDP #232
    SPLK #0Ah,T1PR
& s- V$ P' h0 U; F3 K    SPLK #05h,T1CMPR
, v0 J8 T$ r5 m% U" g    SPLK #0000h,T1CNT
& v7 q" h8 Q: W$ b' c# `    SPLK #0042h,GPTCON
# i* I1 p2 v, f    SPLK #0D542h,T1CON
" O3 i* @+ n6 }# D1 @+ g   
0 g5 F6 Y! p  v( ^+ Q    为什么在T1PWM/T1CMP引脚上没有波形输出？
  Q: j% Z& w6 p& f8 \: M8 x/ R
    答：可以使用仿真工具进入代码来调试这个问题。

   
5 m4 N7 }* [# g* D1 C, J  k    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？
" z2 p& \3 ~4 Y
    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。

  N! d4 b) x' Z0 q2 Q! A! s) I   
    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？

    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。   

1 [) Z( v/ B) Z! ^5 n8 \9 z8 I. T) `' C
    26. 如何选用RF的LDO?

/ ~( Y' r$ Z8 H    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。

   
    27. 用什么方法可以降低射频系统在待机时的功耗？

    答：可以在手机听网络paging信息间隙把射频系统关掉。

   
    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？
8 T$ G8 `* b) M8 K
/ W$ y8 Q. W# Q+ \1 ~- J) `; f    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

0 T  k; c- A+ u7 V2 h

xiaoxiaoya

谢谢