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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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: E* B, f+ P, p- ]1. 什么是RF
8 v: D  N( Z+ |/ v    答:RF 即Radio frequency 射频,主要包括无线收发信机。* M8 ^, G3 P! _9 h& H8 V

9 N& P2 m' M4 a. A$ Y( X- ?& Q- P2 r, r0 I; U( K9 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)?
4 Y. d( e- A1 }5 J3 ~    答:EGSM RX: 925-960MHz, TX:880-915MHz;7 a2 o0 f  M# `* L+ v' y6 S; P
    CDMA cellular(IS-95)RX: 869-894MHz, TX:824-849MHz。# n9 T! u9 Z$ T& Y* Z; \: }
/ n. D  r2 L( U
   
3 I2 q2 s; Y/ G' P9 F3 h9 D; w; y    3. 从事手机Rf工作没多久的新手,应怎样提高?
! d/ m' M$ U4 I+ A    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)。
8 ^5 R1 T+ w. R: M! D2 \' }& T
" c, S+ a% ]6 c( Y- {6 q   6 R) d! W- p+ V: Q
    4. RF仿真软件在手机设计调试中的作用是什么?2 ]! c1 m4 l1 t$ p2 P/ v; b3 B8 X9 r# X
    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。) k* |8 A5 }7 L  p: v' R' [

0 j; j* B5 E: ]) x$ Z    % Q9 G: g* D" m! ]! M$ y
    5. 在设计手机的PCB时的基本原则是什么?3 A6 D, d. S9 N- ?! t7 v8 O0 O

( ~( q" M) K" n& p; D    答:基本原则是使EMC最小化。
, I' |1 X0 K! H  q1 z* A3 x- u# C1 A* B
   
- }7 e. U7 F- N* W" {6 L! J    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?
; a( g" G2 M/ W& B- R6 p3 l  R  w( H! u
    答:ABB是Analog BaseBand,: L. P% [9 y. b, c' s
    DBB是Ditital Baseband,MCU往往包括在DBB芯片中。 ( K! D' |& ^0 M/ v6 V
    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。  P- b% {) v! l6 X3 F! M( H
/ L) V' i! f5 V0 x" l# {
    ) j3 u: k# M! u5 Q
    7. DSP和MCU各自主要完成什么样的功能?二者有何区别?
( ?9 R2 g. p5 a; L6 t- s0 s, g( o5 H. c7 g' o
    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。$ |: _0 `: {, @* R' u1 V) Q
8 F6 f5 [3 w2 l. d. t+ v+ C
   
+ t- f# T2 i  ?5 g0 f4 j1 x    8. 刚开始从事RF前段设计的新手要注意些什么?% c% u# c1 f3 S" J$ S5 n7 M8 i

" \, s/ r! R* V7 {    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。! ]5 W. S$ x1 z7 ~- [

4 A& a% G9 j) X! E    4 t% m, g! C4 H! Y
    9. 推荐RF仿真软件及其特点?
1 k' |! ?" N2 F6 x, ~% [; H% d% O# b
    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。+ i; [4 W  v$ |9 T

+ B  m( m* m7 U! J   
7 P! N# W$ U/ }: c+ |    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?
: \! M0 @3 ?# S" @% R2 P
4 F' f5 C; x' }7 h" X1 r    答:关于TI的wireless solution,7 {  q6 Y4 v1 A9 k! I
7 b7 E$ j( `0 U; c, A! t3 f
    ; p6 ?/ [+ V" u
    11.为什么GSM使用GMSK调制,而W-CDMA采用HPSK调制?+ x& L" n: x3 h# |% M

( k. r6 F6 N: e( `) V    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。 . z( O7 {& I  x1 [

& d3 h1 A- _6 c8 _    / Y: w! L8 Q7 }
    12. 如何解决LCD model对RF的干扰?. c/ ^  H# b7 @
/ d1 R# E/ O* C9 U  I: _5 M' g
    答:PCB设计过程中,可以在单个层中进行LCD布线。
8 d$ w0 d3 u9 ^3 o% |
. B* C" g  Y% y, {5 u   
7 q5 d7 k8 p. x$ r7 [9 a) j    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?& D7 t7 Y6 k, M, ]) E

6 T) a0 k8 c; j' A9 l6 X, N4 g+ z    答:检查PCB设计,找到干扰源并加强隔离。5 s- m- z1 [6 X+ R
6 N$ r0 c- `+ |/ b( u* {4 t
   
& c5 A6 p9 l3 Z' R$ ?! D    14. 在做手机RF收发部分设计时,如何解决RF干扰问题?
8 S* L& G9 {2 Q, @! [3 o
0 b! t5 j( x) F# _! C    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。
! S$ [' h9 j( n) X. G
& q+ h+ ~# y! [/ ^! N) |0 b    . e; b5 a9 m% X  t
    15. 如何消除GSM突发干扰?1 H; I# n. n: s

# v6 ]  W6 `5 C; g9 n4 r7 ?    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。4 C# D$ T% {3 {; Q7 z' |

% M$ E, l9 a) i- A) n4 w   
. E- q; ]& W$ M% _2 m! I( X2 H    16. 如何解决RF的电源干扰?
% P4 n: D2 n8 {3 V9 ]  U( }0 K6 ]( ?2 I$ [9 k3 ^+ U
    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。5 ~7 H1 }; X  A: L  L

# q, ?+ v3 ]! Q  z/ @% V   
0 U+ n. }9 S, Z" n6 w( E9 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?
. U* n6 I$ ]3 @' z; Z- [. @
9 @# V# P- X9 ?, y# B    答:可能是RF部分没有很好地与CPU部分隔离,请检查PCB版图。9 i$ B) g( X1 p5 h
5 g3 s9 k6 @! o3 L/ B" B
   
8 [1 g( U) c$ ~3 w( o- v5 n. j    18. 选择手机射频芯片时,主要考虑哪些问题?  t2 s# H- y/ U
) U' h& K  P' z# |5 m2 e9 b1 f
    答:在选择射频芯片时主要考虑以下几点:: c+ A6 }7 e; Y8 j% O9 R
    ① 射频性能,包括可靠性。 1 `# U; {' E, I4 @+ z) _& `+ [
    ② 集成度高,需要少的外围原器件。- ^. d$ r) H' w' z
    ③ 成本因素。
4 p1 ^6 g" f& b. O8 j( ^/ h% q  Y# P$ h* X7 Z- }; j
   
/ i( Z" \3 E0 W: {2 U    19.如何利用手机射频芯片减少外围芯片的数量?0 c0 W/ L9 ^! z6 P7 Q
) Q& C+ @; G9 H2 r# t* ?' V0 P
    答:手机射频芯片集成度越高,所需要的外围元启件就越少。& U* G& m3 [6 |6 i4 ?) t5 _6 h

' z3 G5 P. g) j4 B   
9 z7 i3 ~6 f1 H& [* `% [" Y$ n5 x    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?
9 K0 k8 V9 h1 Y5 J* p% u5 g
7 M' v0 Y+ h# g$ Z4 M1 {3 d    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。
( E/ {1 O) v% A( i3 l5 Z' S1 L; P% B  B
5 A) v0 q: S1 R7 G5 y1 ]) M  r   
4 a/ u6 N6 m$ g9 D5 A    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 m6 Q2 z2 _" }: q
* f1 _4 w% w: Q3 A. S  q    答:是的。需要先经过均衡,再进行门限判决。
% i+ R! t% J, j  H7 N' V( T; N8 t' S4 A4 j" f# w
    3 f# W4 W. F0 D5 R0 k& v2 f6 {
    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)?
4 v: R0 f/ U3 @3 `1 G* R3 @6 ?/ L& i+ e& F* x: s6 Z* r# d# T
    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。! E3 h% {5 H; A+ u1 o3 `
5 n5 o+ b, f, n3 s# ]
    $ f, K' P- \1 c5 R! D
    23.用定时器1来产生波形,其程序如下:
& o7 ~2 e+ ?- a: s. X+ ?& R    LDP #232 0 G3 Z  b2 U4 [  X
    SPLK #0Ah,T1PR
8 O1 x8 B# Y, A    SPLK #05h,T1CMPR
  @' N' v2 `4 G. j8 j- u1 s3 j' _    SPLK #0000h,T1CNT
* W8 @) O  Z4 r- r* ?" p    SPLK #0042h,GPTCON
( E$ k% Q; A' d0 J3 B' O  e) c    SPLK #0D542h,T1CON
4 r4 N5 v- e3 b0 b5 ?1 p4 c/ _* M0 I   
) R2 _) C6 z& O* F: c4 G! |    为什么在T1PWM/T1CMP引脚上没有波形输出?% S3 Z; e5 f; a; }+ W6 h  g
5 s8 ]7 R; S& N9 ~
    答:可以使用仿真工具进入代码来调试这个问题。% K5 X6 @/ {" k1 D# Y

2 n2 d" j& ~+ s9 \- l9 x   
4 E' S' g, o# j3 Q- Y/ u) h    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?- `% ^! I6 |9 _' |$ G. F
+ J0 _9 S& j, z: a+ U
    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。
# {$ G: C. G# Y, V0 e7 C3 y8 \8 {1 O% F6 R7 M4 M4 o
    8 @7 V  h$ `% y! A; 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?9 T( c7 f6 e! J# [% i# C
. `) V( d: ~# o. H& `3 f0 q
    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 e6 |% L# [0 U' i: Y$ S1 O( S$ t4 a& Z/ M  a/ `
) i* ^: Q, g* t4 n! s8 X
    26. 如何选用RF的LDO?$ P9 I! ?7 E  ^. v5 U% E2 a
0 r0 d2 Z' f/ q" v: n& 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。$ J4 n6 Q. \+ b8 C2 P/ z0 ]

2 m" G# N. |; B- B* z0 {    - k+ q5 H4 u& r4 f: B' S+ D, U
    27. 用什么方法可以降低射频系统在待机时的功耗?
: t8 w, b- i' s8 p) P
' R: N: x/ _( D& |, L    答:可以在手机听网络paging信息间隙把射频系统关掉。
( d4 Y$ ~2 t5 T8 f# _+ a+ ]4 R# L
" }$ u+ N0 A* |% }; J2 i   
+ P' G6 r& {9 m% w; A" U' X    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?
0 U5 J) V0 ?3 w: {: }: L3 e3 U: e9 B" Z- j" 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
- h. X% F  `9 T7 O+ @: \2 [4 i! Z$ J8 k3 o( B4 e  @# O+ K# s
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