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手機(jī)RF設(shè)計(jì)技巧(一)


1. 什么是RF?
    答:RF 即Radio frequency 射頻,主要包括無線收發(fā)信機(jī)。
   
    2. 當(dāng)今世界的手機(jī)頻率各是多少(CDMA,GSM、市話通、小靈通、模擬手機(jī)等)?
    答:EGSM RX: 925-960MHz, TX:880-915MHz;
    CDMA cellular(IS-95)RX: 869-894MHz, TX:824-849MHz。
   
    3. 從事手機(jī)Rf工作沒多久的新手,應(yīng)怎樣提高?
    答:首先應(yīng)該對RF系統(tǒng)(如功能性)有個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識,然后可以選擇一些芯片組,研究一個(gè)它們之間的連通性(connectivities among them)。
   
    4. RF仿真軟件在手機(jī)設(shè)計(jì)調(diào)試中的作用是什么?
    答:其目的是在實(shí)施設(shè)計(jì)之前,讓設(shè)計(jì)者對將要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品有一些認(rèn)識。
   
    5. 在設(shè)計(jì)手機(jī)的PCB時(shí)的基本原則是什么?
    答:基本原則是使EMC最小化。
   
    6. 手機(jī)的硬件構(gòu)成有RF/ABB/DBB/MCU/PMU,這里的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,現(xiàn)在有的手機(jī)PMU和ABB在一個(gè)芯片上面。將來這些芯片(RF,ABB,DBB,MCU,PMU)都會集成到一個(gè)芯片上以節(jié)省成本和體積。
   
    7. DSP和MCU各自主要完成什么樣的功能?二者有何區(qū)別?
    答:其實(shí)MCU和DSP都是處理器,理論上沒有太大的不同。但是在實(shí)際系統(tǒng)中,基于效率的考慮,一般是DSP處理各種算法,如信道編解碼,加密等,而MCU處理信令和與大部分硬件外設(shè)(如LCD等)通信。
   
    8. 剛開始從事RF前段設(shè)計(jì)的新手要注意些什么?
    答:首先,可以選擇一個(gè)RF專題,比如PLL,并學(xué)習(xí)一些基本理論,然后開始設(shè)計(jì)一些簡單電路,只有在調(diào)試中才能獲得一些經(jīng)驗(yàn),有助加深理解。
   
    9. 推薦RF仿真軟件及其特點(diǎn)?
    答:Agilent ADS仿真軟件作RF仿真。這種軟件支持分立RF設(shè)計(jì)和完整系統(tǒng)設(shè)計(jì)。詳情可查看Agilent網(wǎng)站。
   
    10.哪里可以下載關(guān)于手機(jī)設(shè)計(jì)方案的相應(yīng)知識,包括幾大???、各個(gè)模塊的功能以及由此對硬件的性能要求等內(nèi)容?
    答:可以看看www.gsmworld.com和www.139130.net,或許有所幫助。關(guān)于TI的wireless solution,可以看看www.ti.com中的wireless communications.
   
    11.為什么GSM使用GMSK調(diào)制,而W-CDMA采用HPSK調(diào)制?
    答:主要是由于GSM和WCDMA標(biāo)準(zhǔn)所定。有興趣的話,可以看一些有關(guān)數(shù)字調(diào)制的書,了解使用不同數(shù)字調(diào)制技術(shù)的利與弊。
   
    12. 如何解決LCD model對RF的干擾?
    答:PCB設(shè)計(jì)過程中,可以在單個(gè)層中進(jìn)行LCD布線。
   
    13. 手機(jī)設(shè)計(jì)過程中,在新增加的功能里,基帶芯片發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)對FM產(chǎn)生噪聲干擾,如何解決這個(gè)問題?
    答:檢查PCB設(shè)計(jì),找到干擾源并加強(qiáng)隔離。
   
    14. 在做手機(jī)RF收發(fā)部分設(shè)計(jì)時(shí),如何解決RF干擾問題?
    答:GSM 手機(jī)是TDMA工作方式,RF收發(fā)并不是同時(shí)進(jìn)行的,減少RF干擾的基本原則是一定要加強(qiáng)匹配和隔離。在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到發(fā)射機(jī)處于大功率發(fā)射狀態(tài),與接收機(jī)相比更容易造成干擾,所以一定要特別保證PA的匹配。另外RF前端filter的隔離也是一個(gè)重要的指標(biāo)。PCB板一般是6層或8層,必須要有足夠的ground plane以減少RF干擾。
   
    15. 如何消除GSM突發(fā)干擾?
    答:在PCB布線時(shí),要把數(shù)字和射頻部分很好的隔離開,必須保證好的ground plane。一些電源和信號線必須進(jìn)行有效的電容濾波。
   
    16. 如何解決RF的電源干擾?
    答:必須確保RF電源已經(jīng)很好地濾波。如有必要,可以對不同的RF線路使用單獨(dú)的電源。
   
    17. 有RF應(yīng)用電路,在RF部分不工作的時(shí)候CPU及其它相關(guān)外設(shè)工作正常;可是當(dāng)RF啟動(dòng)工作時(shí)候,CPU與RF無關(guān)的端口也受到了類似于尖脈沖的干擾。請問,是什么原因造成的?怎樣克服這樣的干擾?
    答:可能是RF部分沒有很好地與CPU部分隔離,請檢查PCB版圖。
   
    18. 選擇手機(jī)射頻芯片時(shí),主要考慮哪些問題?
    答:在選擇射頻芯片時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn):
    ① 射頻性能,包括可靠性。
    ② 集成度高,需要少的外圍原器件。
    ③ 成本因素。
   
    19.如何利用手機(jī)射頻芯片減少外圍芯片的數(shù)量?
    答:手機(jī)射頻芯片集成度越高,所需要的外圍元啟件就越少。
   
    20.射頻芯片對于外圍芯片會不會產(chǎn)生電磁干擾,應(yīng)該怎么消除?
    答:應(yīng)該說是射頻系統(tǒng)會對其他DBB,ABB產(chǎn)生電磁干擾,而不僅是射頻芯片。加強(qiáng)射頻屏蔽是一個(gè)有效的措施。
   
    21. 在無線通信系統(tǒng)中,基帶的時(shí)域均衡,是否應(yīng)該位于基帶解調(diào)并進(jìn)行位同步抽去后,對每一個(gè)位抽取的結(jié)果,經(jīng)過時(shí)域均衡,再進(jìn)行門限判決?
    答:是的。需要先經(jīng)過均衡,再進(jìn)行門限判決。
   
    22. 相同的發(fā)射功率,在頻率不一樣時(shí),是否頻率高的(如900MHz)傳輸距離遠(yuǎn),頻率低(如30MHz)傳輸距離短(在開闊地帶)?
    答:應(yīng)該考慮到波長因素。頻率越高,波長越短,在開闊地帶,傳輸損耗越大,因此傳輸距離較短。
   
    23.用定時(shí)器1來產(chǎn)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
   
    為什么在T1PWM/T1CMP引腳上沒有波形輸出?
    答:可以使用仿真工具進(jìn)入代碼來調(diào)試這個(gè)問題。
   
    24. “手機(jī)接收機(jī)前端濾波器帶寬根據(jù)接收頻率的帶寬來決定,必須保證帶內(nèi)信號以最小的插損通過,不被濾除掉?!?在滿足能有效接收信號的情況下,對前端濾波器,如果濾波器帶寬比較寬,那么濾波器的插損就?。▽AW不知是不是也是這樣),但帶內(nèi)噪聲就增加,反之相反。那么在給定接收信號頻率范圍的情況下,應(yīng)該如何來考慮濾波器的帶寬,使帶內(nèi)信號以最小的插損通過?
    答:應(yīng)該從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度考慮這個(gè)問題,包括頻率范圍(frequency range,sensitivity)和感度(selectivity)等??梢栽诓鍝p(insertion loss)、帶寬(bandwidth)和帶外抑制(out of band rejection)之間取得折衷, 只要選擇的值符合系統(tǒng)需求,就可以了。
   
    25. 一般來說PA、SWITH有一定抑制雜散輻射的能力,但有一定的限制,如何增加其它的方法來更好的解決?
    答:準(zhǔn)確的說法應(yīng)該是PA的匹配濾波有一定抑制雜散輻射的能力,另外可以選擇好的前端Filter 以加強(qiáng)帶外抑制。
   
   
    26. 如何選用RF的LDO?
    答:選用LDO時(shí),應(yīng)考慮其自身所具備的某些特性,如driving current、輸出噪聲和紋波抑制(ripple rejection)等。
   
    27. 用什么方法可以降低射頻系統(tǒng)在待機(jī)時(shí)的功耗?
    答:可以在手機(jī)聽網(wǎng)絡(luò)paging信息間隙把射頻系統(tǒng)關(guān)掉。
   
    28. TI推出的TRF6151芯片采用直接變頻技術(shù),會不會導(dǎo)致其他問題?
    答:TI推出的TRF6151芯片是單芯片GSM tranceiver,采用零中頻接收機(jī)結(jié)構(gòu)。直接變頻技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)很成熟了,不存在技術(shù)問題,而且還是目前的主流方案

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