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MTK平台 RF方案简介主要内容: Transceiver简介 RX PA VCO 校准原理RF原理图Transceiver简介Transceiver简介 MT6129支持GSM850、GSM900、 DCS1800和PCS1900四频单芯片超外差式 收发信机 一、Receiver(RX) 1、支持四频 2、集成四个LAN 3、镜像抑制 4、低中频结构,中频为100KHzTransceiver简介二、Transmitter(TX) 1、集成信道滤波器 2、集成数字频相检测 三、集成RFVCO,RX:1738MHz1990MHzTX:1813MHz2149MHz 四、I/Q收发复用 五、集成LDOTransceiver简介 名词解释镜像抑制:在寄生通道干扰中,镜像干扰现象最 为严重。一个有用信号相对位于本振信号L0的 另一侧且与本振频率之差也为中频IF的信号称 之为镜像频率。如果它没有被变频器的前端滤波 器滤除而进入了变频器,即使变频器是个理想的 乘法器,镜像频率信号与本振混频后也为中频, 由于中频滤波器无法将其滤除,它将与有用信号 混合降低了中频输出信噪比,对有用信号的干扰 。Transceiver简介如图所示: 假如RX的频率为:950MHz, 由于IF100KHz,所以LO1899.8MHz 镜像频率949.8MHz 为了提高RX的信噪比,就必须把镜像频率抑制掉。 方法:一般在混频前段用高Q值的滤波器把镜像频率滤除掉 。但是由于这里的镜像频率刚好是有用频率的临近信道,所 以不能用普通的滤波器来抑制。 Transceiver里面有集成 数字滤波器,用来抑制临近信道的干扰。无论怎样,镜像频率必须再混频前被滤除掉RXRXRXRX 从上面的原理图中可以看出经过SAW Filter以后,信号有非平衡转化成平衡信 号,这有利于提高抗干扰的能力控制天线开关的逻辑电路,只是提供一个高低电 平,用来控制某一个时刻接受还是发射。 SAW Filter和LNA之间的匹配是根据最小噪声要 求RX RF信号首先经过SAW Filter以后把无用频 率的信号滤除掉,经过LNA放大以后在第一 级混频器中与本振频率混频以后变成固定 的中频(IF)100KHz,在混频器前要先抑 制镜像频率 IF信号经过滤波以后,再通过PGC放大以 后送入第二级混频器混频后变成I、Q信号 送入BB。如下图所示:RX IF频率的选择:主要是要避开干扰源的频率1、当IF0的时候,就变成零中频(Zero IF),就不需要镜像抑制,但需要考虑DC 偏置、本振泄漏等因素,但是能降低成本2、当IF高时,就需要增加一个价格比较贵 的SAW Filter,同事要牺牲一定的PCB空间3、低中频时,如IF为100KHz时,就没有 上面12的缺点。PAPA GSM系统对PA的要求很高,要求高效率、 不失真。 效率:GSM:55,DCS:50%这么高的效率一般都是非线性。PA 表示PA的线性度:1dB压缩点和三阶交调 截取点PA 名词解释: 1、 1dB压缩点:放大器有一个线性动态范围,在这 个范围内,放大器的输出功率随输入功率线性增 加。这种放大器称之为线性放大器,这两个功率 之比就是功率增益G。随着输入功率的继续增大 ,放大器进入非线性区,其输出功率不再随输入 功率的增加而线性增加,也就是说,其输出功率 低于小信号增益所预计的值。通常把增益下降到 比线性增益低1dB时的输出功率值定义为输出功 率的1dB压缩点,用P1dB表示 PA 如图所示:PA 三阶交调截取点IP3 :两个相邻的频率(f1和f2)的微波信号通过一个非 线性放大器时,会产生很多频率分量:nf1 mf2,其中2f1f2或者2f2f1比较接近f1(f2) ,会对此产生干扰。如下图一所以。图2反映了基频(一阶交调)与三阶交调增益曲线 ,当输入功率逐渐增加到IIP3时,基频与三阶交 调增益曲线相交,对应的输出功率为OIP3。IIP3 与OIP3分别被定义为输入三阶交调载取点和输出 三阶交调载取点 PA PA控制方式 1、输出功率检测反馈控制法 该方法直接检测射频输出功率,通过反馈 环路实现闭环功率控制。PA2、电流检测反馈控制 根据不同的输出功率,射频功放向电源索 取不同的电流,电流取样电阻检测电流的 变化,作为反馈信息与基准控制信号比较 并积分得到功放控制电压,来实现输出功 率的闭环控制。PA3、开环控制通过检测集电极的电源电压,利用 Vramp来控制输出功率:PA输出功率检测反馈控制法是一种比较老的 闭环控制方式,集成度比较低,现在已经 慢慢的淘汰了,PA有:skyworks的 sky77304等。电流检测反馈控制:也是一种闭环控制方 式,代表的PA:sky77325等。开环控制:代表的PA:RFMD3110、ADID 的ADL5552等 后两种是现在在手机比较常用的功率控制 方式PAPA 输出匹配电路主要是用来跟电线开关的匹 配,以实现最大效率工作。如果匹配不合 理会导致各种问题,包括功率平坦度、 EMC,甚至发射功率上不去PAPA Vramp:PA 1QB=0.923uSPAVCOVCO VCO射频通信系统中是必不可少的一个关 键器件,它通过PLL技术把被调制信号调制 到所需发射的频率上去。 PLL基本原理如下图:VCO PFD相频检测:对输入的两个信号进行 瞬时相位比较,产生误差电压。 LF环路滤波器:对产生的误差电压滤除 高频部分以及噪声,同时改善整个锁相环 路的噪声性能 VCO压控振荡器:受到环路滤波器的输 出电压控制 当锁相环路正常工作时,输出信号的频率 除以N和基准频率除以R的频率相等VCO 如果两个信号的频率保持相等的话,那两 者之间的相差才能保持不变;同时如果两 个信号的相差是恒定的,那这两个信号的 频率就是相等的 上面说的相位都是瞬时相位。VCO MT6129射频方案中共有2个VCO: 1、26MHz的TCXO:是整个系统的基准频率 ,因此精度要求非常高,一般2ppm。同时 基带IC通过AFC可以控制TCXO,把系统校 准到GSM需要的频率误差的要求 2、RFVCO,集成在MT6129中,工作频率:RX:1738MHz1990MHzTX:1813MHz2149MHzVCO RX: TX:VCO 采用下变频方式,使得RF信号变成100KHz 的低中频信号。计算本振VCO的频率:RX: FVCO2Fch200KHz GSM850和GSM900FVCO=Fch-100KHz DCS1800和PCS1900TX:Fvco2D1Fch/(D11) GSM850和GSM900FvcoD1Fch/(D11) DCS1800和PCS1900其中:D111VCO 特别要关注的PLL环路滤波电容:VCO RX/TX IF VCO:IF VCO直接使用26MHz的TCXO。校准原理校准原理 一般产线校准主要是4种 1、电池电压校准 2、13MHz AFC校准 3、RX校准 4、TX 功率校准校准原理 电池电压校准:通过电池电压校准主要是 让系统知道当前的电池电压是多少,这样 系统可以正确的表示出显示出电池格数图 标。 这部分对RF方案没有影响,所以不在此处 详细说明他的原理。校准原理 26MHz AFC校准: 1、目的:使得在室温下TCXO稳定工作在 26MHz情况的ADC值和斜率slope( Hz/ADC)由于TCXO本身就有误差,再加上老化等 原因,TCXO的输出不会在26MHz,因此需 要通过适当改变基带IC控制信号AFC的电 压(ADC值),使得TCXO能工作在 26MHz,满足ETSI规范要求校准原理2、具体算法:校准原理1)、在test模式下,打开TX,设置ARFCN 2)、设置DACmin、DACmax,并计算出对 应delta Fmin和delta Fmax 3)、根据上图可以计算出相应的斜率slope 4)、把DAC值在DACmin和DACmax中移动 ,计算出最小的delta F和对应的DAC 5)、保存DAC和slope校准原理 RX校准:包括两部分:RX Gain和信道补 偿 信道补偿主要是因为在高、中、低信道的 时候RX Gain会有一定的差异,因此需要一 定的补偿来弥补这种差异,免得在高、低 信号的值接近甚至超出规范的范围。 但是在产线具体生产的时候由于RX校准的 信道补偿计算量比较大,比较耗时,一般 不做这项校准。校准原理 RX Gain校准:基于下图的线性关系,每一 RX Input Level都有相对的RX Lev的值:110RX Input LevelRX Lev校准原理 具体实现方式:按照两条直线来分解,目的是因为小功率的时候 误差相对比较大。分解点为(70,40)上line1:x=70 注意:校准RX只是让RX Lev的值与RX Input level 的值完全对应,只要补偿的值在一定范围内就不 会影响系统的灵敏度校准原理 TX 功率校准包括功率等级校准、信道补偿、温度补偿 、电压补偿等温度补偿和电压补偿一般产线不实行,一 般通过统计然后把补偿的ADC值直接写道 程序中,以节约生产时间。信道补偿只是对最大功率等级有效。校准原理 功率等级校准:不同的PA一般校准算法也 不同。 我们知道,在GMS中,控制手机PA在不同 等级的信号是基带IC控制信号Vapc,每一 等级的发射功率都有对应的Vapc,Vapc大 表示功率大。因此我们需要校准Vapc的 offset值,使得发射功率到目标功率值上去 。校准原理 每一个Vapc的ADC值都会有对应的PA输出 功率值,一般情况下这种关系不是线性关 系(ADL5552是线性关系的,因此校准算 法相对来说比较简单),如RFMD的PA。 我们以RFMD的PA为例,来说明功率等级 校准的算法:校准原理1、通过一下公式把PA的输出功率转换:使得PoutV与Vapc的ADC值在一定范围 内变成线性关系。校准原理 这样就可以算出slope:slope(PouV2-PouV1)/(ADC1- ADC2)一般GSM:ADC1为PL17对应的ADC值ADC2为PL6对应的ADC值DCS:ADC1为PL13对应的ADC值ADC2为PL1对应的ADC值校准原理然后计算出每一等级的误差功率:ErrorV=Targer_powerVMeasured_powerV计算出每一功率等级对应的offset值:PL_offset=ErroV/slope把PL_offset 保存到EEP中问题?谢谢!
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