MTK射频调试方法 - 图文

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射频调试方法

射频调试包括发送和接收两个大的方面,其中发送又包括了发送功率、相位误差、PVT、开关谱、调制谱调试等,接收包括灵敏度、RXloss、接收电平等。在开始调试之前必须明确手机的各种射频参数的状态。

怎样明确手机射频状态:先对手机进行校准,校准的初始化文件一定要使用MTK提供的原始文件(见图1),这样才能明确手机的匹配状态,比如在全频段功率是否平坦(如果加权了就看不出来),TC和PA之间的匹配是否做好了(如果改变了Ramp曲线的值就不好判断)。以GSM 900M为例1信道、62信道、124信道输出功率如果相差0.5dBm以上,那么PA输出匹配和TC与PA的匹配就没有做好,这个时候如果开关谱和相位误差很好,那么就只需要调PA输出匹配就可以了(注意输出匹配有可能会影响相位误差),如果开关谱和相位误差很差,那么就一定要先调好TC和PA之间的匹配,再去调PA输出匹配。

开关谱的判断标准:在高功率等级下至少有7dB的余量,小功率等级下要有10-15dB以上的余量,尤其需要注意的是+/-0.4MHz和+/-0.6MHz的余量。

相位误差的判断标准:GSM都能做到RMS 1°左右,DCS在2°左右;同样要做到全频段相位误差相差不能太大。

图1:ini 文件中的ramp和weight值

射频调试中有一个很重要的步骤就是阻抗匹配,在PCB板没有问题的情况下,只要匹配做好了,射频参数就基本上调好了。所以在这里重点解释下阻抗匹配的原理以及调试过程。

要使信号源传送到负载的功率最大,信号源的阻抗必须等于负载的共轭阻抗(即共轭匹配) ,如果传输线的特征阻抗跟负载阻抗不相等(即不匹配)时,在负载端就会产生反射,在传输线上形成驻波导致传输线的有效功率容量降低;功率发射不出去,甚至会损坏发射设备。如果是电路板上的高速信号线与负载阻抗不匹配时,会产生震荡,辐射干扰等。阻抗不匹配在手机上面的表现就是:发送功率上不去,耗电大,相位误差和开关谱超标;接收通路损耗大灵敏度低。

最大功率传输定理:

令 Zi = Ri + jXi , ZL = RL + jXL 负载获得最大功率的条件是 ZL = Ri - jXi = Zi* (即 RL = Ri , XL = -Xi ) 当上式成立时,我们称负载阻抗和电源阻抗共轭匹配,简称负载与电源匹配。

负载所得的功率最大值为 Pmax = (Us^2) / (4Ri)

PA匹配(包括输出匹配见图2和输入匹配见图3)调试的一般步骤: 第一种不用网络分析仪:先把通路上的并联器件拿掉,再将串在通路上的器件换成0Ω电阻后推功率(见附录),记录结果。然后按照先调串联,再调并联,电感先串联,电容先并联的原则。串联时电感值从小到大调节,电容值从大到小调节,并联则相反。调试过程中遵循Zo=Sqrt(L/C)的特性阻抗公式,知道了L的变化趋势,那么C的变化趋势也就明确了,反之亦然。例如:如果PA GSM输出端串联的电感L110由0变为2.2nH时PA输出功率变大,那么传输线路的特性阻抗Zo需要增大才能更好的和PA匹配,那么并联的电容C151的变化趋势就是减小。这种调试方法要善于分析测试的数据,判断阻抗的变化趋势。

图2 PA输出π型匹配电路

图3 TC与PA之间的π型匹配

第二种使用网络分析仪:先把通路上的并联器件和PA都拿掉,再将串在通路上的器件换成0Ω电阻,用一个SMA头(见图4-7)将需要调试的通路接到网分上,连上META将手机置为长发(continue TX)模式,这时候发送通路就是长通了。用网分测出通路的原始阻抗,一般记录三个点的阻抗值(高中低信道)。接下来就可以用Smith圆图来仿真阻抗的匹配过程:串联电抗对于电感而言是正数,对于电容而言为负数,而并联电纳对于电容而言是正数,对于电感而言是负数。阻抗的正负表现在圆图上就是顺时针和逆时针旋转(见图8-11)。通过串并电感电容将阻抗匹配到史密斯圆图50欧姆点,然后按照仿真的结果改变电路的匹配状态,再到网分上面测试是否已经匹配到50欧姆附近了,再反复几次微调就能够完成匹配的调试。

SMA型:我们一般是用一小段同轴线焊接到(Female)阴头上,将同轴线地与阴头的地连在一起,然后通过SMA转接头连接到网分上;同轴线的另一头焊接到PCB板需要调匹配的通路上(一般是焊接到PA的焊盘),然后就近将这端的地线焊到PCB的地上。(如图7)

图4 (Male)阳头: 图5 (Female)阴头:

图 6 SMA转接头 图7

图8 并电容,顺时针旋转 图10 串电容,逆时针旋转

SMA转接头连上SMA(Female)阴头后

图9 并电感,逆时针旋转

图11串电感,顺时针旋转

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