手机射频设计入门

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1、1. 什麼是 RF?答:RF 即 Radio frequency 射頻,主要包括無線收發信機。2. 當今世界的手機頻率各是多少(CDMA,GSM、市話通、小靈通、模擬手機等)?答:EGSM RX: 925-960MHz, TX:880-915MHz;CDMA cellular(IS-95)RX: 869-894MHz, TX:824-849MHz。3. 從事手機 Rf 工作沒多久的新手,應怎樣提高?答:首先應該對 RF 系統(如功能性)有個系統的認識,然後可以選擇一些晶片組,研究一個它們之間的連通性(connectivities among them)。4. RF 仿真軟體在手機設計調試中的作

2、用是什麼?答:其目的是在實施設計之前,讓設計者對將要設計的產品有一些認識。5. 在設計手機的 PCB 時的基本原則是什麼?答:基本原則是使 EMC 最小化。6. 手機的硬體構成有 RF/ABB/DBB/MCU/PMU,這裏的 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 晶片中。 PMU 是 Power Management Unit,現在有的手機 PMU 和 ABB 在一個晶片上面。將來這些晶片(RF,ABB,DBB,MCU,PMU)都會集成到一個晶片上以節省成本和體積。7.

3、DSP 和 MCU 各自主要完成什麼樣的功能?二者有何區別?答:其實 MCU 和 DSP 都是處理器,理論上沒有太大的不同。但是在實際系統中,基於效率的考慮,一般是 DSP 處理各種演算法,如通道編解碼,加密等,而 MCU 處理信令和與大部分硬體外設(如 LCD 等)通信。8. 剛開始從事 RF 前段設計的新手要注意些什麼?答:首先,可以選擇一個 RF 專題,比如 PLL,並學習一些基本理論,然後開始設計一些簡單電路,只有在調試中才能獲得一些經驗,有助加深理解。9. 推薦 RF 仿真軟體及其特點?答:Agilent ADS 仿真軟體作 RF 仿真。這種軟體支援分立 RF 設計和完整系統設計。詳

4、情可查看 Agilent 網站。10. 哪里可以下載關於手機設計方案的相應知識,包括幾大模快、各個模組的功能以及由此對硬體的性能要求等內容?答:可以看看 和 ,或許有所幫助。關於 TI的 wireless solution,可以看看 中的 wireless communications. 11. 為什麼 GSM 使用 GMSK 調製,而 W-CDMA 採用 HPSK 調製?答:主要是由於 GSM 和 WCDMA 標準所定。有興趣的話,可以看一些有關數位調製的書,瞭解使用不同數位調製技術的利與弊。 12. 如何解決 LCD model 對 RF 的干擾?答:PCB 設計過程中,可以在單個層中

5、進行 LCD 佈線。13. 手機設計過程中,在新增加的功能裏,基帶晶片發射資料時對 FM 產生雜訊干擾,如何解決這個問題?答:檢查 PCB 設計,找到干擾源並加強隔離。14. 在做手機 RF 收發部分設計時,如何解決 RF 干擾問題?答:GSM 手機是 TDMA 工作方式,RF 收發並不是同時進行的,減少 RF 干擾的基本原則是一定要加強匹配和隔離。在設計時要考慮到發射機處於大功率發射狀態,與接收機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 的隔離也是一個重要的指標。PCB 板一般是 6 層或 8 層,必須要有足夠的 ground plane 以減少

6、RF 干擾。15. 如何消除 GSM 突發干擾?答:在 PCB 佈線時,要把數位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 電源已經很好地濾波。如有必要,可以對不同的 RF 線路使用單獨的電源。17. 有 RF 應用電路,在 RF 部分不工作的時候 CPU 及其它相關外設工作正常;可是當 RF 啟動工作時候,CPU 與 RF 無關的埠也受到了類似於尖脈衝的干擾。請問,是什麼原因造成的?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。

7、18. 選擇手機射頻晶片時,主要考慮哪些問題?答:在選擇射頻晶片時主要考慮以下幾點: 射頻性能,包括可靠性。 集成度高,需要少的週邊原器件。 成本因素。19. 如何利用手機射頻晶片減少週邊晶片的數量?答:手機射頻晶片集成度越高,所需要的週邊元啟件就越少。20. 射頻晶片對於週邊晶片會不會產生電磁干擾,應該怎麼消除?答:應該說是射頻系統會對其他 DBB,ABB 產生電磁干擾,而不僅是射頻晶片。加強射頻遮罩是一個有效的措施。21. 在無線通信系統中,基帶的時域均衡,是否應該位於基帶解調並進行位同步抽去後,對每一個位抽取的結果,經過時域均衡,再進行門限判決?答:是的。需要先經過均衡,再進行門限判決。

8、22. 相同的發射功率,在頻率不一樣時,是否頻率高的(如 900MHz)傳輸距離遠,頻率低(如 30MHz)傳輸距離短(在開闊地帶)?答:應該考慮到波長因素。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. 用計時器 1 來產生波形,其程式如下: LDP #232 SPLK #0Ah,T1PR SPLK #05h,T1CMPR SPLK #0000h,T1CNT SPLK #0042h,GPTCON SPLK #0D542h,T1CON為什麼在 T1PWM/T1CMP 引腳上沒有波形輸出?答:可以使用仿真工具進入代碼來調試這個問題。24. “手機接收機前端濾波器帶寬根據接

9、收頻率的帶寬來決定,必須保證帶內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,那麼濾波器的插損就小(對 SAW不知是不是也是這樣),但帶內雜訊就增加,反之相反。那麼在給定接收信號頻率範圍的情況下,應該如何來考慮濾波器的帶寬,使帶內信號以最小的插損通過?答:應該從系統設計的角度考慮這個問題,包括頻率範圍(frequency range,sensitivity)和感度(selectivity)等。可以在插損(insertion loss)、帶寬(bandwidth)和帶外抑制(out of band rejection)之間取得折衷, 只要

10、選擇的值符合系統需求,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,如何增加其他的方法來更好的解決?答:準確的說法應該是 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 以加強帶外抑制。26. 如何選用 RF 的 LDO?答:選用 LDO 時,應考慮其自身所具備的某些特性,如 driving current、輸出雜訊和紋波抑制(ripple rejection)等。27. 用什麼方法可以降低射頻系統在待機時的功耗?答:可以在手機聽網路 paging 資訊間隙把射頻系統關掉。28. TI 推出的 TRF6151 晶片採用直接

11、變頻技術,會不會導致其他問題?答:TI 推出的 TRF6151 晶片是單晶片 GSM tranceiver,採用零中頻接收機結構。直接變頻技術現在已經很成熟了,不存在技術問題,而且還是目前的主流方案。28. TI 推出的 TRF6151 晶片採用直接變頻技術,會不會導致其他問題?答:TI 推出的 TRF6151 晶片是單晶片 GSM tranceiver,採用零中頻接收機結構。直接變頻技術現在已經很成熟了,不存在技術問題,而且還是目前的主流方案。29. What is the requirement for phase noise at 1k offset, 10kHz offset, and

12、 100kHz offset for GSM handset? GSM 手機的相位雜訊為 1k、10kHz和 100kHz 的情況下,需要滿足什麼條件?答:For GSM handset RX it has several architectures to implement: Superheterodyne,near zero-IF,zero-IF,different architecture may have different LOs requirement and frequency plan,also its related to the design of filters.對於 G

13、SM 手機 RX,需要實現:超外差接近於零中頻(zero-IF)。不同架構的零中頻不同。Los 要求以及頻率規劃(frequency plan),這與濾波器的設計有關。30. 接受機在接受靈敏度很高的情況下靜態音質量很好,而在一定移動時卻不好,可能是什麼原因?答:可能是 fading 的影響。31. 決定一個射頻電路設計是否能夠量產的關鍵因素有哪些?答:在大量生產時要求射頻性能一致、可靠、穩定,沒有離散性,並且滿足生產工藝的要求。32. 請問在 TI 的解決方案中, DSP 軟體是否與 MCU 軟體共用同一作業系統?答:在 TI 的解決方案中,以至於所有的解決方案中,DSP 軟體都不能和 MC

14、U軟體共用一個作業系統。它們雖然集成在一個晶片上,但是屬於獨立的模組,相當於兩個獨立的處理器。33. 如何降低 spectrum_switch?答:如果是閉環功率控制,必須注意 PA 輸出功率檢測電路能夠滿足 GSM 動態範圍。34. 手機的切換頻率很快,以前我們所用的手機一般用兩個鎖相環來鎖頻,現在在單晶片系統中,只用一個鎖相環,採用 N 分數鎖頻技術,請問一般時間控制在多少秒比較合適?答:鎖定時間取決於具體應用,小於 250us 可以滿足 gprs class 12 的要求。35. 在設計初期和後期的 pcb 調試中應該注意那些問題?答:需要調整 burst ramp up 和 ramp

15、down 的功率控制。36. TI 可否提供 MMI 的源代碼?答:一般情況下,TI 將 MMI 源代碼與某些驅動器(LCD 等)源代碼一同提供給用戶。包括 MMI、協定堆疊和 layer1 源代碼在內的所有源代碼將根據業務關係決定是否提供。37. 怎樣解決高頻 LC 振盪電路的二次諧振或者多次諧振?答:可以改善振盪器回饋網路的頻率選擇性,或者利用輸入匹配電路以削弱諧波。附:相關英文回答原文:You can improve the frequency selectivity of oscillator feedback network or take advantage of the outp

16、ut matching circuitry to attenuate the harmonics.38. RF 埠匹配結果好壞直接影響 RF 鏈路的信號品質。如何最快最好地調試這些匹配電路?答:第一步:可以基於電路板設計使用網路分析儀測量實際的 S 參數,並將其輸入到 RF 仿真 SW 中,以獲得初始的匹配網路。 第二步:可以基於匹配網路的仿真結果,在板上做一些進一步的優化工作。 附:相關英文回答:Step 1: You can measure the actual S parameters using network analyser based on your board design and input it to the RF simulation SW to get the in

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