手机RF设计技巧(一)

A-Lin

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。


$ 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；
    CDMA cellular(IS-95)RX: 869-894MHz, TX:824-849MHz。

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    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)。

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    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。
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8 e: J) o! ?/ Y2 D    5. 在设计手机的PCB时的基本原则是什么？
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1 m7 L3 k, P  s: i9 k    答：基本原则是使EMC最小化。

   
/ 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？

    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。
    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。

   
- 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？

    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。

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    8. 刚开始从事RF前段设计的新手要注意些什么？
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    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。

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    9. 推荐RF仿真软件及其特点？

& \, 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。
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- 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？

9 \9 ^1 a+ Y& X: y5 S/ i    答：关于TI的wireless solution,

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    11.为什么GSM使用GMSK调制，而W-CDMA采用HPSK调制？

' 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。
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    12. 如何解决LCD model对RF的干扰?

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。
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; 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？

2 @' y! z) q% G    答：检查PCB设计，找到干扰源并加强隔离。

   
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？
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    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。
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( ?) f  T) E" k    15. 如何消除GSM突发干扰？
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    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。

   
" _1 W3 U% R4 k    16. 如何解决RF的电源干扰?
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    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。

   
    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？
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& 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。
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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？
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+ {* 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。
    ② 集成度高，需要少的外围原器件。
    ③ 成本因素。

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    19.如何利用手机射频芯片减少外围芯片的数量？
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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。

   
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？

    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 ?/ 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？

" n4 i8 Y, }6 R- z    答：是的。需要先经过均衡，再进行门限判决。
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    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 h
    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。

* F2 |1 M1 p9 r  q& c   
    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
    SPLK #0Ah,T1PR
    SPLK #05h,T1CMPR
* J: K( o+ ]3 e/ w, r5 ~( `    SPLK #0000h,T1CNT
    SPLK #0042h,GPTCON
0 F- y5 L+ Z7 i* E  e    SPLK #0D542h,T1CON
+ q( f1 a: ^! [% M: f   
    为什么在T1PWM/T1CMP引脚上没有波形输出？
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    答：可以使用仿真工具进入代码来调试这个问题。
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    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？

    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。

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    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？
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    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。   

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* @7 K8 Q' j" ~3 V5 _    26. 如何选用RF的LDO?

. 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。

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    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。

   
    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？

    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
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xiaoxiaoya

谢谢