手機RF設計技巧（1）

    1. 什么是RF？
    答：RF 即Radio frequency 射頻，主要包括無(wú)線(xiàn)收發(fā)信機。
   
    2. 當今世界的手機頻率各是多少（CDMA，GSM、市話(huà)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(méi)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(gè)系統的認識，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仿真軟件在手機設計調試中的作用是什么？
    答：其目的是在實(shí)施設計之前，讓設計者對將要設計的產(chǎn)品有一些認識。
   
    5. 在設計手機的PCB時(shí)的基本原則是什么？
    答：基本原則是使EMC最小化。
   
    6. 手機的硬件構成有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,現在有的手機PMU和ABB在一個(gè)芯片上面。將來(lái)這些芯片(RF,ABB,DBB,MCU,PMU)都會(huì )集成到一個(gè)芯片上以節省成本和體積。
   
    7. DSP和MCU各自主要完成什么樣的功能？二者有何區別？
    答：其實(shí)MCU和DSP都是處理器，理論上沒(méi)有太大的不同。但是在實(shí)際系統中，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（如LCD等）通信。
   
    8. 剛開(kāi)始從事RF前段設計的新手要注意些什么？
    答：首先，可以選擇一個(gè)RF專(zhuān)題，比如PLL，并學(xué)習一些基本理論，然后開(kāi)始設計一些簡(jiǎn)單電路，只有在調試中才能獲得一些經(jīng)驗，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設計和完整系統設計。詳情可查看Agilent網(wǎng)站。
   
    10.哪里可以下載關(guān)于手機設計方案的相應知識，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調制，而W-CDMA采用HPSK調制？
    答：主要是由于GSM和WCDMA標準所定。有興趣的話(huà)，可以看一些有關(guān)數字調制的書(shū)，了解使用不同數字調制技術(shù)的利與弊。
   
    12. 如何解決LCD model對RF的干擾?
    答：PCB設計過(guò)程中，可以在單個(gè)層中進(jìn)行LCD布線(xiàn)。
   
    13. 手機設計過(guò)程中，在新增加的功能里，基帶芯片發(fā)射數據時(shí)對FM產(chǎn)生噪聲干擾，如何解決這個(gè)問(wèn)題？
    答：檢查PCB設計，找到干擾源并加強隔離。
   
    14. 在做手機RF收發(fā)部分設計時(shí)，如何解決RF干擾問(wèn)題？
    答：GSM 手機是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匹配和隔離。在設計時(shí)要考慮到發(fā)射機處于大功率發(fā)射狀態(tài)，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(gè)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RF干擾。
   
    15. 如何消除GSM突發(fā)干擾？
    答：在PCB布線(xiàn)時(shí)，要把數字和射頻部分很好的隔離開(kāi)，必須保證好的ground plane。一些電源和信號線(xiàn)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(xiàn)路使用單獨的電源。
   
    17. 有RF應用電路，在RF部分不工作的時(shí)候CPU及其它相關(guān)外設工作正常；可是當RF啟動(dòng)工作時(shí)候，CPU與RF無(wú)關(guān)的端口也受到了類(lèi)似于尖脈沖的干擾。請問(wèn)，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(méi)有很好地與CPU部分隔離，請檢查PCB版圖。
   
    18. 選擇手機射頻芯片時(shí)，主要考慮哪些問(wèn)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.如何利用手機射頻芯片減少外圍芯片的數量？
    答：手機射頻芯片集成度越高，所需要的外圍元啟件就越少。

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    20.射頻芯片對于外圍芯片會(huì )不會(huì )產(chǎn)生電磁干擾，應該怎么消除？
    答：應該說(shuō)是射頻系統會(huì )對其他DBB,ABB產(chǎn)生電磁干擾，而不僅是射頻芯片。加強射頻屏蔽是一個(gè)有效的措施。
   
    21. 在無(wú)線(xiàn)通信系統中，基帶的時(shí)域均衡，是否應該位于基帶解調并進(jìn)行位同步抽去后，對每一個(gè)位抽取的結果，經(jīng)過(guò)時(shí)域均衡，再進(jìn)行門(mén)限判決？
    答：是的。需要先經(jīng)過(guò)均衡，再進(jìn)行門(mén)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，頻率低（如30MHz）傳輸距離短（在開(kāi)闊地帶）？
    答：應該考慮到波長(cháng)因素。頻率越高，波長(cháng)越短，在開(kāi)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(lái)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(méi)有波形輸出？
    答：可以使用仿真工具進(jìn)入代碼來(lái)調試這個(gè)問(wèn)題。
   
    24. “手機接收機前端濾波器帶寬根據接收頻率的帶寬來(lái)決定,必須保證帶內信號以最小的插損通過(guò)，不被濾除掉?！?在滿(mǎn)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，應該如何來(lái)考慮濾波器的帶寬，使帶內信號以最小的插損通過(guò)？
    答：應該從系統設計的角度考慮這個(gè)問(wèn)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需求，就可以了。
   
    25. 一般來(lái)說(shuō)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(lái)更好的解決？
    答：準確的說(shuō)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(shí)，應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在待機時(shí)的功耗？
    答：可以在手機聽(tīng)網(wǎng)絡(luò )paging信息間隙把射頻系統關(guān)掉。
   
    28. TI推出的TRF6151芯片采用直接變頻技術(shù)，會(huì )不會(huì )導致其他問(wèn)題？
    答：TI推出的TRF6151芯片是單芯片GSM tranceiver,采用零中頻接收機結構。直接變頻技術(shù)現在已經(jīng)很成熟了，不存在技術(shù)問(wèn)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 100kHz offset for GSM handset? GSM手機的相位噪聲為1k、10kHz和100kHz的情況下，需要滿(mǎn)足什么條件？
    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 it's related to the design of filters.
    對于GSM手機RX，需要實(shí)現：超外差接近于零中頻(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(guān)。
   
    30. 接受機在接受靈敏度很高的情況下靜態(tài)音質(zhì)量很好，而在一定移動(dòng)時(shí)卻不好，可能是什么原因？
    答：可能是fading的影響。
   
    31. 決定一個(gè)射頻電路設計是否能夠量產(chǎn)的關(guān)鍵因素有哪些?
    答：在大量生產(chǎn)時(shí)要求射頻性能一致、可靠、穩定，沒(méi)有離散性，并且滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝的要求。
   
    32. 請問(wèn)在TI的解決方案中, DSP軟件是否與MCU軟件共用同一操作系統?
    答：在TI的解決方案中，以至于所有的解決方案中，DSP軟件都不能和MCU軟件共用一個(gè)操作系統。它們雖然集成在一個(gè)芯片上，但是屬于獨立的模塊，相當于兩個(gè)獨立的處理器。
   
    33. 如何降低spectrum_switch？
    答：如果是閉環(huán)功率控制，必須注意PA輸出功率檢測電路能夠滿(mǎn)足GSM動(dòng)態(tài)范圍。
   
    34. 手機的切換頻率很快，以前我們所用的手機一般用兩個(gè)鎖相環(huán)來(lái)鎖頻，現在在單芯片系統中，只用一個(gè)鎖相環(huán)，采用N分數鎖頻技術(shù)，請問(wèn)一般時(shí)間控制在多少秒比較合適？
    答：鎖定時(shí)間取決于具體應用，小于250us可以滿(mǎn)足gprs class 12 的要求。
   
    35. 在設計初期和后期的pcb調試中應該注意那些問(wèn)題？
    答：需要調整burst ramp up 和 ramp 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(dòng)器(LCD等)源代碼一同提供給用戶(hù)。包括MMI、協(xié)議堆棧和layer1源代碼在內的所有源代碼將根據業(yè)務(wù)關(guān)系決定是否提供。
   
    37. 怎樣解決高頻LC振蕩電路的二次諧振或者多次諧振？
    答：可以改善振蕩器反饋網(wǎng)絡(luò )的頻率選擇性，或者利用輸入匹配電路以削弱諧波。
    附：相關(guān)英文回答原文：
    You can improve the frequency selectivity of oscillator feedback network or take advantage of the output matching circuitry to attenuate the harmonics.

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    38. RF端口匹配結果好壞直接影響RF鏈路的信號質(zhì)量。如何最快最好地調試這些匹配電路？
    答：第一步：可以基于電路板設計使用網(wǎng)絡(luò )分析儀測量實(shí)際的S參數，并將其輸入到RF仿真SW中，以獲得初始的匹配網(wǎng)絡(luò )。
    第二步：可以基于匹配網(wǎng)絡(luò )的仿真結果，在板上做一些進(jìn)一步的優(yōu)化工作。
    附：相關(guān)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 initial matching network.
    step 2: Based on the simulation result of matching network you can do some further optimization work on your board.
   
    39. 手機電路畫(huà)電路板時(shí)，如何解除DC-DC CONVERTER對RF電路的影響？
    答：可以增加電容來(lái)濾除對直流線(xiàn)路的影響，也可以使用針對RF線(xiàn)路的專(zhuān)用LDO。
   
    40. RF通行的最遠能達到1公里或更遠嗎？
    答：這由RF頻率、發(fā)射功率和天線(xiàn)等因素決定。并非固定距離。
   
    41. 在設計如wireless LAN card 的時(shí)候常會(huì )使用屏蔽罩用以屏蔽掉RF部分的輻射。這樣做會(huì )增加成本。有什么辦法可以少用甚至不用屏蔽罩？
    答：可將高功率RF信號置于PCB中間層，并確保良好接地以減少散射。但是屏蔽罩仍是保證穩定發(fā)射性能的首選。
    You can put high power RF signal in the middle layer of PCB and make sure have good grounding to reduce the radiation,but shielding can is still the preferred way to gurantee the stable radiation performance.
   
    42. 10～30mV的有用信號：放大100～120dB后，有用信號達到峰峰值3V～~4V，但噪聲信號也達到了300mV左右，但實(shí)際要求噪聲信號在20mV以下，如何解決？（前級放大問(wèn)題不明顯，矛盾不突出，關(guān)鍵到最后一級放大后，問(wèn)題就出現了。）
    答：首先要確保有用信號有非常好的信噪比，然后才將其輸入放大器鏈，接著(zhù)計算獲得目標信號振幅和噪聲水平所需的增益與NF的大小，最后根據這些數據選擇合適的器件設計放大器鏈路。
    First please make sure the useful signal has very good SNR before you input it to amplifiers chain,then you can calculate how much gain and NF you need to get the targeted signal amplitude and noise level, based on this you can choose the right components to design amplifiers chain.
   
    43. 在開(kāi)發(fā)WLAN的PCB Layou時(shí)候，怎樣匹配或計算線(xiàn)路為50ohm.？
    答：50ohm匹配由PCB層疊決定。將PCB參數(層厚度、)使用RF仿真工具計算阻抗、line thickness和line width。
    You can calculate the impedance using RF simulation tools by setting PCB parameters like layer thickness, line thickness and line width.
   
    44. 如果線(xiàn)路匹配不好，怎樣在網(wǎng)絡(luò )分析儀下計算所匹配的元件（L ，C）？
    答：如果線(xiàn)路不匹配，可以使用網(wǎng)絡(luò )分析儀測量S參數，并借助史密斯圓圖使用LC元件來(lái)補償這種不匹配。
    If there's mismatching you can use network analyser to measure the S-parameters and use LC conponents to compensate the mismatch using Smith chart.
   
    45. 在網(wǎng)房中測試LNA接收靈敏度，測試點(diǎn)應該選擇哪兒點(diǎn)上最佳？
    答：通常測試RX靈敏度，而不測試LNA靈敏度。
   
    46. 在射頻電路比如放大器的設計中，其管子的信號地與偏置電路的電源地是否分開(kāi)為好，或者至少在同一層分開(kāi)？
    答：一般不需要分開(kāi)信號地和電源地。
    Normally you don't need to seperate the ground of power supply with the ground of amplifier。
   
    47. 不少射頻PCB布板在空域即無(wú)元件和走線(xiàn)的地方?jīng)]有布大面積地，這如何解釋?zhuān)吭谖⒉l段是否應不一樣？
    答：可以在DC線(xiàn)路上加足數的小電器。
    you can add enough small capacitors on DC line.
   
    48. 目前有沒(méi)有置于低溫環(huán)境中的放大器管子外銷(xiāo)？
    答：放大器的工作溫度范圍應該在-10-8℃，可以查看參數表，上面的規定應該也是如此。
    For amplifier it should have its working temperature range like -10-85c, you can check the datasheet,it should have this specification.
   
    49. 手機RF IC處理信號的原理如何？
    答：當射頻/中頻(RF/IF)IC接收信號時(shí)，系接受自天線(xiàn)的信號(約800Hz～3GHz)經(jīng)放大、濾波與合成處理后，將射頻信號降頻為基帶，接著(zhù)是基帶信號處理；而RF/IF IC發(fā)射信號時(shí)，則是將20KHz以下的基帶，進(jìn)行升頻處理，轉換為射頻頻帶內的信號再發(fā)射出去。
   
    50. 一般手機射頻/中頻模塊由哪些部分組成？
    答：一般手機射頻/中頻模塊系由無(wú)線(xiàn)接收、信號合成與無(wú)線(xiàn)發(fā)射三個(gè)單元組成，其中無(wú)線(xiàn)接收單元系由射頻頭端、混波器、中頻放大器與解調器所組成；信號合成部份包含分配器與鎖相回路；無(wú)線(xiàn)發(fā)射單元則由功率放大器、AGC放大器與調變器組成。
   
    51. 手機基帶處理器的組成和主要功能是什么？
    答：常見(jiàn)手機基帶處理器則負責數據處理與儲存，主要組件為DSP、微控制器、內存(如SRAM、Flash)等單元，主要功能為基帶編碼/譯碼、聲音編碼及語(yǔ)音編碼等。
   
    52. 如何理解手機的射頻、中頻和基頻？
    答：手機內部基本構造依不同頻率信號的處理可分成射頻（ＲＦ）、中頻（ＩＦ）及基頻（ＢＦ）三大部分，射頻負責接收及發(fā)射高頻信號，基頻則負責信號處理及儲存等功能，中頻則是射頻與基頻的中介橋梁，使信號能順利由高頻信號轉成基頻的信號。
   
    53. 手機最后的發(fā)射頻率是在890--915Mhz，這是調頻波還是調幅波？測使用gmsk調制的gsm手機的射頻部分，為何在測試時(shí)使用固定的902.4Mhz的固定頻率？
    答：GMSK調制指高斯最小頻移鍵控，是數字調制，某種程度上可以理解成是調頻，但頻率的改變以離散的（不連續的）方式進(jìn)行，而調頻純粹是模擬調制，頻率的改變是連續的。
    從890MHZ到915MHZ共25MHZ頻帶寬度，信道間隔為200KHZ（即0.2MHZ），共有125個(gè)上行信道，測試時(shí)不可能125個(gè)信道都測，通常會(huì )選3個(gè)有代表性的頻點(diǎn)（信道），兩邊兩個(gè)，中間一個(gè)，902.4MHZ剛好是中間的信道。
   
    54. 手機測試項目：射頻載波功率、時(shí)間/功率包絡(luò )、相位誤差、接收報告電平的英文表達是什么？
    答：射頻載波功率：RF Carrier Power；時(shí)間/功率包絡(luò )：Time/Power Template；相位誤差：Phase Error；接收報告電平：RSSI。
   
    55. 現在較流行的射頻仿真軟件有哪些？
    答：一般來(lái)說(shuō)生產(chǎn)射頻器件的廠(chǎng)商都有這樣的軟件。如EIC的產(chǎn)品就有這樣的軟件，只要將設計電路的器件參數輸入，即可。目前較流行的射頻仿真軟件有：HP-ADS、ADS、microwave office、Ansoft等。
   
    56. 手機主要有基帶和射頻組成，射頻現在很多IC廠(chǎng)家都已經(jīng)有單芯片產(chǎn)品。同時(shí)基帶也有將DSP和ARM核集成在一塊IC中。TI目前是否有單芯片的基帶？
    答：目前TI的數字基帶芯片中已經(jīng)把ARM7和DSP集成在一起了。

57. What is the requirement for phase noise at 1k offset, 10kHz offset, and 100kHz offset for GSM handset? GSM手機的相位噪聲為1k、10kHz和100kHz的情況下，需要滿(mǎn)足什么條件？
    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 it's related to the design of filters.
    對于GSM手機RX，需要實(shí)現：超外差接近于零中頻(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(guān)。
   
    58. 接受機在接受靈敏度很高的情況下靜態(tài)音質(zhì)量很好，而在一定移動(dòng)時(shí)卻不好，可能是什么原因？
    答：可能是fading的影響。