射頻(RF)指標改進(jìn)、提高的辦法

在通信產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)工程中，測量是一種基本的、必要的手段，但不是最后的目的。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中更重要的是通過(guò)對測量得到的數據進(jìn)行分析、運用理論和經(jīng)驗，找到解決問(wèn)題和提高技術(shù)指標的辦法。下面我們把在GSM手機研究開(kāi)發(fā)中采用的分析方法和經(jīng)驗與同行作一交流。

1 如何提高接收機的靈敏度指標

若通過(guò)測量發(fā)現靈敏度不高，則問(wèn)題主要出現在接收機的高頻或中頻部分，其次是模擬I／Q解調部分?？上韧ㄟ^(guò)測量模擬I／Q輸出端的電平和信噪比來(lái)判斷問(wèn)題是出現在哪一部分。

靈敏度指標主要與接收機的中頻放大器特別是RF前端的LNT和第一混頻器有關(guān)。在許多情況下，影響和制約靈敏度的因素不在于增益而在于噪聲系數。對于GSM移動(dòng)電話(huà)前端LNT的要求是：噪聲系數小于2dB、增益約15dB／GSM900或13dB／DCSl800，第一混頻器的增益約10dB。鍵控AGC的可控制范圍約20dB。該項指標的改進(jìn)方法如下：

(1)選擇高增益、低噪聲的RF前端電路或ASIC。

(2)注意從前端到模擬I／Q輸出端的凈增益是否足夠。

一般GSM移動(dòng)電話(huà)I／Q單端輸出的信號強度為500mVpp，根據EYSI標準的技術(shù)要求凈增益應大于90dB。

(3)充分注意到RF和IF SAW濾波器的選擇和輸入輸出匹配電路的設計。第一射頻SAW濾波器（選頻段）應主要考慮具有低的插損：第二射頻SAW濾波器（選信道）主要考慮具有高的選擇性；IF SAW濾波器要選低插損、選擇性好的器件。

(4)BaLun也是一個(gè)很重要的高頻器件，應通過(guò)測量看其是否滿(mǎn)足電路設計的要求。

(5)RF Tx／RX開(kāi)關(guān)IC和RF測試插座也必須通過(guò)指標測試，達到設計要求。

(6)EMC設計方面是否存在問(wèn)題?應增強接地、屏蔽和濾波的措施。

(7)工藝方面的考慮：應注意PDB layout設計，特別是前端電路的布局設計和特征阻抗匹配設計；應注意到由 于SMT工藝參數選擇不合適會(huì )造成RF部分特別是SAW濾波器虛焊。

2 頻率誤差指標的改進(jìn)方法

(1)可通過(guò)測量判斷13MHz TCX0是否達到設計要求，若不滿(mǎn)足要求則更換或重選配套的生產(chǎn)廠(chǎng)家。

(2)AFC控制軟件和控制環(huán)路濾波電路的設計是否存在問(wèn)題

(3)TCXO的供電回路設計是否有問(wèn)題

3 相位誤差指標的改進(jìn)方法

(1)根據θ=ωt，我們知道：相位誤差與時(shí)間誤差和頻率誤差都有關(guān)系，因此，頻率合成器的相位噪聲和鎖定時(shí)間會(huì )對該項指標造成影響。若頻率合成器的鎖定時(shí)間縮短會(huì )導致相應噪聲加大，從而引起相位誤差加大，這一點(diǎn)在GPRS的應用中需引起足夠的重視。

(2)其他的改進(jìn)辦法請見(jiàn)參考資料。

4 發(fā)射功率指標的改進(jìn)辦法

(1)檢查PA的激勵功率是否足夠?若有問(wèn)題，可加大激勵功率；

(2)再次檢查PA的輸入和輸出匹配電路設計是否正確；

3)關(guān)鍵器件PA的技術(shù)參數是否滿(mǎn)足要求；

(4)檢查和測試RF開(kāi)關(guān)、定向耦合器、天線(xiàn)端的RF測試接插件、PA供電電路是否正常；

(5)檢查T(mén)X-VCO輸出的電平是否足夠；　　

(6)APC控制IC、APC控制軟件中的table參數和算法是否有問(wèn)題．

5 小型螺旋天線(xiàn)(stubby antinna)的改進(jìn)方法

天線(xiàn)是移動(dòng)電話(huà)的終極元件當然非常重要。有時(shí)會(huì )出現這種情況：當采用電纜測試時(shí)，整機的RF指標很好，但在做場(chǎng)檢測時(shí)它的表現不好，可能出現的問(wèn)題之一在于天線(xiàn)。

(1)正確設計天線(xiàn)與整機電路之間的LPF匹配電路型式和參數，并用網(wǎng)絡(luò )分析儀和標準測試天線(xiàn)進(jìn)行測試評估。天線(xiàn)的設計應與整機電路設計、結構設計、EMC設計一體化考慮。

(2)在滿(mǎn)足結構強度的前提條件下，優(yōu)先選擇電導率較高的材料作為天線(xiàn)的內導體。內裝天線(xiàn)筆者建議國內設計廠(chǎng)家不宜采用，因為設計、制造和測量都比較困難而且技術(shù)指標不高。

(3)天線(xiàn)內的填充材料介質(zhì)和外部的封裝塑料應損耗較小的材料。

(4)在其他情況相同的條件下，采用較粗和較長(cháng)的天線(xiàn)有利于改善天線(xiàn)增益指標。(當然還要考慮到它對外觀(guān)ID方面的影響)。

6 電源功耗指標的改進(jìn)方法

該項指標與移動(dòng)電話(huà)的通話(huà)時(shí)間和待機時(shí)間密切相關(guān)，它是廣大用戶(hù)最為關(guān)心的技術(shù)指標之一。

(1)選擇低功耗的ASIC解決方案(在DCI．8V下能工作，能進(jìn)入RTC下的深睡眠狀態(tài))。

(2)選擇高效軟件。

(3)擇高效率的PA(PAE＞50％)、高效率高增益的天線(xiàn)。

(4)精心設計PA的匹配電路和天線(xiàn)的匹配電路。

(5)選擇高效率的受話(huà)器和振鈴器。

(6)選擇高效率的電源管理模塊。

(7)合理地設計LED的布局、數量、和照明時(shí)間，照明時(shí)間選擇l0秒左右即可。

通過(guò)大量的實(shí)際測量我們發(fā)現：不同型號的GSM移動(dòng)電話(huà)在通話(huà)狀態(tài)下的工作電流相差不大(約2lomA／at level5 GSM)；但在待機狀態(tài)下的直流平均電流相差很大(可采用示波器和在整機回路中串入一個(gè)低阻值的高精度電阻來(lái)測量波形，然后通過(guò)計算占空比得到平均功耗)因此待機時(shí)間指標相差很遠。在這一方面，目前表現最好的產(chǎn)品是菲利蒲生產(chǎn)的PH-989(約2．8mA)。

7 發(fā)射機雜散指標的改進(jìn)

移動(dòng)電話(huà)的發(fā)射雜散指標在國家無(wú)線(xiàn)電管理委員會(huì )的型號核準測試中，是一項非常重要的、同時(shí)也是一項比較難通過(guò)的技術(shù)指標，所以應引起設計工程師足夠的重視。改進(jìn)的辦法如下：

(1)改善調制頻譜的質(zhì)量；

(2)改善開(kāi)關(guān)頻譜的質(zhì)量；

(3)power Ramp曲線(xiàn)的斜率不能太陡，以免引起帶外頻譜、雜散變大；

(4)Tx-VCO的帶外頻譜指標，特別是要注意二次和三次諧波的抑制指標是否滿(mǎn)足整機的設計要求；

(5)PA的帶外抑制指標(主要是二次諧波)是否滿(mǎn)足設計要求；

(6)PA輸入特別是PA輸出端的BPF或LPF的指標是否滿(mǎn)足設計要求；

(7) 發(fā)信機整體的EMC設計方案是否合理。