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      手机RF设计技巧(一)

      来源:Edadoc 时间:2006-3-16 类别:PCB设计文章

       

          1. 什么是RF?
          答:RF 即Radio frequency 射频,主要包括无线收发信机。


          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;
          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?
          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)。

         
          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。

          
          5. 在设计手机的PCB时的基本原则是什么?

          答:基本原则是使EMC最小化。

          
          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,
          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。

          
          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。

          
          8. 刚开始从事RF前段设计的新手要注意些什么?

          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。

          
          9. 推荐RF仿真软件及其特点?

          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。

          
          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?

          答:关于TI的wireless solution,可以看看www.ti.com中的wireless communications. 

          
          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。 

          
          12. 如何解决LCD model对RF的干扰?

          答:PCB设计过程中,可以在单个层中进行LCD布线。

          
          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。

          
          14. 在做手机RF收发部分设计时,如何解决RF干扰问题?

          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。

          
          15. 如何消除GSM突发干扰?

          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。

          
          16. 如何解决RF的电源干扰?

          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?

          答:可能是RF部分没有很好地与CPU部分隔离,请检查PCB版图。

          
          18. 选择手机射频芯片时,主要考虑哪些问题?

          答:在选择射频芯片时主要考虑以下几点:
          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。

          
          19.如何利用手机射频芯片减少外围芯片的数量?

          答:手机射频芯片集成度越高,所需要的外围元启件就越少。

          
          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。

          
          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?

          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)?

          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。

          
          23.用定时器1来产生波形,其程序如下: 
          LDP #232
          SPLK #0Ah,T1PR
          SPLK #05h,T1CMPR
          SPLK #0000h,T1CNT
          SPLK #0042h,GPTCON
          SPLK #0D542h,T1CON
         
          为什么在T1PWM/T1CMP引脚上没有波形输出?

          答:可以使用仿真工具进入代码来调试这个问题。

          
          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。

          
          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。    


          26. 如何选用RF的LDO?

          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?

          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




      手机RF设计系列文章:

      手机RF设计技巧(二)

      手机RF设计技巧(三)

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