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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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8 y% i$ s4 g/ V, _; }' p) M1. 什么是RF! g! |& S# y" l& J0 \
    答:RF 即Radio frequency 射频,主要包括无线收发信机。9 V4 }5 z" L) [* U$ R9 o7 l

# _( 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)?4 v* I6 d4 m& L# N( ^3 {
    答:EGSM RX: 925-960MHz, TX:880-915MHz;
+ w8 v8 I6 l  L    CDMA cellular(IS-95)RX: 869-894MHz, TX:824-849MHz。& d( Y3 A1 ~9 i
) {* u3 `* B* v: q9 e7 i$ s8 ?
   ) c( ]7 r  M; k) B6 s: R. E
    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)。& J% x' j$ Y2 u/ Y- O

/ 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?* e- ?; I/ M4 C1 ?$ V. s5 ~' 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。6 ?# U7 v5 p/ m  F2 U# N/ c

; f4 _& U  _! `7 [    7 D1 H( E" [) e
    5. 在设计手机的PCB时的基本原则是什么?
2 s2 l/ e. q! W" u1 t, v$ a) {, [- e3 v( C
    答:基本原则是使EMC最小化。
5 R) Y- |* Y/ m. V, ]1 h5 W% X4 G& D- i! ?8 V6 w
   
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?) u2 J! L0 H5 K$ [, i
5 l8 d+ @: i& d$ [7 n7 ?+ s
    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。 ( S/ ^% Z0 c, D* |3 q
    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。" q  o, k: R/ M% y1 O% }
5 o3 c3 q7 u1 b9 O9 Z6 {% y( I
   
* |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?4 i( `( Y1 r/ x8 V$ ~
" E  v" E, ^) n+ `9 l
    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 N5 \4 g* a. x7 @" b3 ~  U" k5 \
   
; ]/ \  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( N) `5 ~& a9 Y1 }* O  p
    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。7 T9 g& k  B. d' N8 s. K
- N# l; Y: G5 ?- s% P' P
   
! 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! g5 c" h; a& k8 H
    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  [: c2 b1 k5 D( y: S9 j
   
! 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?$ U( [8 t& X( W4 q  c

- h4 J& M4 R- `4 y$ A    答:关于TI的wireless solution,' {/ Y) I. s$ d" {& L/ u3 k

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?! w0 W. c" b! n! ?( j
- W* S& c3 r7 N( h$ V& i9 @
    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?- b, l4 k% ?, x- N9 l3 r5 ~) T

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    4 {& _& Y4 A2 l; M
    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?  G4 {" P( }2 o1 f$ E+ H
+ I/ l, k5 D+ e2 h7 m1 ]; Y- e9 A
    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。4 I, k+ A- C  G+ n. a/ W0 j
: _3 q, _/ m, e  z
   
2 R* Q" ?: ]' z: o' A    15. 如何消除GSM突发干扰?
3 U  U! R7 l' g0 C3 {0 a3 i8 T* s4 L  `& ~, v8 F
    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" G. i1 P: d. E; x/ L$ `
    $ m: r, }2 Y+ c
    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 ~% o9 ?; l! F6 B) V/ P  c2 G
    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    2 e, L' o1 x/ `* t
    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$ d0 f; P3 w! G  g" Q' q! X  p: A
    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。/ F" l% v% F0 m  s, o4 u
    ③ 成本因素。
/ ~( o  m# s1 K' M. {% @3 T
# a1 T; {3 ?5 r0 q    & J  S9 w( `( A6 e0 W6 i
    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。& v6 ?: }1 j9 `/ ?6 f: t! k! G
8 q1 A6 l" u9 `; ?" W; b
   
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。4 N) A1 B3 M% c3 F9 f( @

- 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! |( `+ P. X5 Y3 ?9 P, S- ^# W
    答:是的。需要先经过均衡,再进行门限判决。. V- S5 r# r7 Z( U
" H* t; X0 ]# c( F, W
    7 k9 q# R- s- c
    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 s4 r- g3 D- |. ~, T$ s: X% P4 Q
    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 ( O5 Y% U4 a. F( V( D
    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/ R4 T- d# c* o1 B
    答:可以使用仿真工具进入代码来调试这个问题。# ~3 O4 m8 r7 [' W5 g+ n( k
0 b) Q+ A' }4 m+ k* j
   
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! s  h8 C6 u* V1 k& h  n4 d
    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。$ y$ D2 ~. B# P* f# m

  N! d4 b) x' Z0 q2 Q! A! s) I    - Z- `+ p9 \& ?
    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?( h+ P. L, _. N/ ^$ H& T
8 x8 v! X) m! O; r. [1 g* c/ y
    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。    . @! F/ }  f1 \+ _6 R

1 [) Z( v/ B) Z! ^5 n8 \9 z8 I. T) `' C" F$ l: ~. x* r' h9 D
    26. 如何选用RF的LDO?# e5 \% Q0 o& W; x4 M# _$ ~

/ ~( 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。2 j! M% G0 t* e9 S& g1 r
5 R3 b# E+ e; b
    3 E* o3 o2 X% G1 a# T
    27. 用什么方法可以降低射频系统在待机时的功耗?  p6 G9 y+ e6 L( k4 F; A, Y
! L# ^/ J3 z6 ?! t
    答:可以在手机听网络paging信息间隙把射频系统关掉。+ T7 Z2 y$ k9 R5 h2 Z# F
6 T- S) c7 M- |" ?* `
    9 U3 F4 o+ \/ Z  \3 v) W8 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?
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7 ^. @) a4 |7 [$ }5 d, q$ Q. E

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