手机RF设计中面临的几个难点及解决方法

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一、 关于手机RF干扰问题的解决

针对GSM手机的RF干扰问题,刘俊勇指出,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功率放大器(PA)的匹配。另外RF前端滤波器的隔离也是一个 重要的指标。PCB板一般是6层或8层,必须要有足够的接地面以减少RF干扰。

他特别强调射频系统会对数字基带(DBB)、模拟基带(ABB)等产生电磁干扰,而加强射频屏蔽是一个有效的措施。他还指出,手机与基站通信中产生的TDMA噪声、突发噪声会给基带的话音处理中带来比较明显的噪声,应该注意去除这类噪声。另外,TDMA噪声主要影响手机的语音部分,因而要注意语音部分的PCB布局和布线。

有工程师指出PA的匹配滤波有一定抑制杂散辐射的能力,但它还是有局限性,是否有其它解决方法?对此刘俊勇表示,可以选择好的前端滤波器以加强带外抑制。关于如何解决RF的电源干扰以及如何选用RF的LDO,刘俊勇回答说首先必须确定RF电源已经被很好地滤波,其次有必要的话最好是不同的RF线路使用独立的电源。在选用RF的LDO时要注意考虑它的驱动电流、输出噪声及纹波抑制等特性。

二、 关于如何选择射频芯片

有工程师询问在选择射频芯片的时候主要是看那些方面的指标?对于3阶截点和1db增益压缩点而言,是越大越好吗?另外,在整体设计手机系统的时候,怎么样考虑射频芯片的电磁兼容性能?

刘俊勇指出,对接收机而言,要考虑的参数是接收灵敏度、选择性、阻塞、交调等。对发射机而言,要考虑的参数是输出功率、频谱特性、杂散、频率相位误差等。

对于3阶截点和1db增益压缩点,并不是越大越好,而是足够满足设计要求即可,因为必须考虑成本因素,越大就意味着芯片的价格越高。在考虑射频芯片的电磁兼容性能时必须加强射频屏蔽。

三、 关于手机前端设计

有工程师询问,手机接收前端放大需考虑什么因素来设计,要求至少放大多少dB,TI公司相对应的器件如何找到?在电池容量一定的情况下主要可从哪几方面使待机时间增加?

对第一个问题,刘俊勇指出需要考虑手机接收前端LNA的增益、P1dB、IP3、NF以及频率范围等,在TI方案中,增益一般是17dB 左右。TI有超外差零中频方案,可以登录www.ti.com查询有关信息。对第二个问题他说,首先要考虑RX、DBB、ABB工作模式下的功耗,对这些模块,不同的解决方案有不同的功耗,其次要考虑这些方案的功率电源管理机制,好的方案会在空闲模式中关掉尽可能多的功能。

对于如何确定手机接收机前端滤波器带宽,刘俊勇指出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。例如,GSM900接收机频率范围为880-915MHz,EGSM900 的范围为 RX:925-960MHz,TX:880-915MHz。

有工程师提出在校准AGC参数的时候,如何更好地兼顾不同信道的增益平坦度?刘俊勇回答说首先要考虑前端部分的频带平坦度,在此基础上,可以将整个RX频带划分成若干子带以补偿带内波动。关于手机内采用N分数锁频技术锁相环的时间控制在多少秒为宜,刘俊勇指出锁定时间取决于具体应用,小于250us可以满足GPRS class 12 的要求。
 

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