原创 手机RF设计技巧——ZT

1. 什么是RF？
答：RF 即Radio frequency 射频，主要包括无线收发信机。

2. 当今世界的手机频率各是多少（CDMA，GSM、市话通、小灵通、模拟手机等）？
答：EGSM RX: 925-960MHz, TX:880-915MHz；
CDMA cellular(IS-95)RX: 869-894MHz, TX:824-849MHz。

3. 从事手机Rf工作没多久的新手，应怎样提高？
答：首先应该对RF系统(如功能性)有个系统的认识，然后可以选择一些芯片组，研究一个它们之间的连通性(connectivities among them)。

4. RF仿真软件在手机设计调试中的作用是什么？
答：其目的是在实施设计之前，让设计者对将要设计的产品有一些认识。

5. 在设计手机的PCB时的基本原则是什么？
答：基本原则是使EMC最小化。

6. 手机的硬件构成有**/*BB/DBB/MCU/PMU，这里的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,现在有的手机PMU和ABB在一个芯片上面。将来这些芯片(**,*BB,DBB,MCU,PMU)都会集成到一个芯片上以节省成本和体积。

7. DSP和MCU各自主要完成什么样的功能？二者有何区别？
答：其实MCU和DSP都是处理器，理论上没有太大的不同。但是在实际系统中，基于效率的考虑，一般是DSP处理各种算法，如信道编解码，加密等，而MCU处理信令和与大部分硬件外设（如LCD等）通信。

8. 刚开始从事RF前段设计的新手要注意些什么？
答：首先，可以选择一个RF专题，比如PLL，并学习一些基本理论，然后开始设计一些简单电路，只有在调试中才能获得一些经验，有助加深理解。

9. 推荐**仿真软件及其特点？
答：*gilent ADS仿真软件作RF仿真。这种软件支持分立**设计和完整系统设计。详情可查看*gilent网站。

10. 哪里可以下载关于手机设计方案的相应知识，包括几大模快、各个模块的功能以及由此对硬件的性能要求等内容？
答：可以看看www.gsmworld.com和www.139130.net，或许有所帮助。关于TI的wireless solution,可以看看www.ti.com中的wireless communications.

11. 为什么GSM使用GMSK调制，而W-CDMA采用HPSK调制？
答：主要是由于GSM和WCDMA标准所定。有兴趣的话，可以看一些有关数字调制的书，了解使用不同数字调制技术的利与弊。

12. 如何解决LCD model对RF的干扰?
答：PCB设计过程中，可以在单个层中进行LCD布线。

13. 手机设计过程中，在新增加的功能里，基带芯片发射数据时对FM产生噪声干扰，如何解决这个问题？
答：检查PCB设计，找到干扰源并加强隔离。

14. 在做手机RF收发部分设计时，如何解决RF干扰问题？
答：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PA的匹配。另外RF前端filter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ground plane以减少RF干扰。

15. 如何消除GSM突发干扰？
答：在PCB布线时，要把数字和射频部分很好的隔离开，必须保证好的ground plane。一些电源和信号线必须进行有效的电容滤波。

16. 如何解决RF的电源干扰?
答：必须确保RF电源已经很好地滤波。如有必要，可以对不同的RF线路使用单独的电源。

17. 据报道TI已开发出单芯片手机，请问在单芯片中如何实现BB与RF的隔离，与传统分立模块设计的要求有何不同？
答：TI 计划于2004年推出单芯片手机方案。传统分立模块设计可以通过选择更好性能的外围器件，以及通过好的PCB布线来加强BB与RF的隔离，有很大的灵活性。而单芯片方案中BB与RF的有效隔离是由IC设计技术来保证的，TI在这方面已经积累了丰富的经验。

18. 手机设计时，如何减少传导杂散发射和辐射杂散发射？
答：要减少杂散发射，应该从线路设计和PCＢ设计这两个方面考虑。

18. 可否采用屏蔽罩来阻止辐射杂散发射？
答：可以。

19. 手机与基站通信中产生的TDMA噪声Burst Noise对于射频部分有影响。在选择射频芯片的时候，单从技术的角度出发，主要是看那些方面的指标？
答：首先对于接收机而言，应注意的指标包括：接收灵敏度、选择性、阻塞、交调等。对于发射机而言，包括输出功率、频谱特性、杂散、频率相位误差等。TDMA 噪声主要影响手机的音频部分。要避免这种噪声，应该注意PCB设计，如音频部分布线。

20. 3阶截点和1db增益压缩点是越大越好吗？如果不是，大概应该在一个什么样的值才比较合适？
答；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。GSM900 IIP3 在-17dBm应该足够满足要求。

21. 在整体设计手机系统时，怎样考虑射频芯片的电磁兼容性能？
答：考虑射频芯片的电磁兼容性能，必须加强射频屏蔽。

22. 在RFIC中，DC Offset Cancellation是怎样的原理？
答：DC偏移电压会影响直接转换接收机中的BER性能。DC偏移电压出自LO自混频等，因此必须在接收信号之前消除它。

23. GSM手机使用非线性功放，而W-CDMA必须使用线性功放，这是为什么？
答：这主要是由调制技术决定的。GSM采用GMSK调制，可以使用非线性功放，提高效率。而W-CDMA采用HPSK调制,则必须使用线性功放，减少失真。

24. 手机接收机前端滤波器带宽是如何确定的？
答：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。

25. 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？
答：需要考虑手机接收前端LNA的gain,P1dB,IP3,NF,frequency range 等，在TI方案中，gain 在17dB 左右。TI有Superheterodyne,zero-IF方案。你可以登录www.ti.com查看GSM transceiver TRF6053,TRF6150,TRF6151。

26. 手机待机时间的长短如果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？
答：从以下两个方面：
① 工作模式下RX、DBB和ABB的功耗，对于这些模块而言，功耗因解决方案而异。
② 解决方案的电源管理机制，一个好的解决方案应该做到在待机模式中尽可能关闭更多的功能块。

27. 准备设计一个新款手机，即能登陆公网，又能在小范围内独立组网，该怎么做？
答：可以设计一种双模手机，一个模式使用GSM或CDMA技术接入公众网，另一个模式使用私有网络技术。

28. 如何降低spectrum_switch？
答：如果是闭环功率控制，必须注意PA输出功率检测电路能够满足GSM动态范围。

29. 手机的切换频率很快，以前我们所用的手机一般用两个锁相环来锁频，现在在单芯片系统中，只用一个锁相环，采用N分数锁频技术，请问一般时间控制在多少秒比较合适？
答：锁定时间取决于具体应用，小于250us可以满足gprs class 12 的要求。

30. 在设计初期和后期的pcb调试中应该注意那些问题？
答：需要调整burst ramp up 和 ramp down的功率控制。

31. TI可否提供MMI的源代码？
答：一般情况下，TI将MMI源代码与某些驱动器(LCD等)源代码一同提供给用户。包括MMI、协议堆栈和layer1源代码在内的所有源代码将根据业务关系决定是否提供。

32. 怎样解决高频LC振荡电路的二次谐振或者多次谐振？
答：可以改善振荡器反馈网络的频率选择性，或者利用输入匹配电路以削弱谐波。
附：相关英文回答原文：
You can improve the frequency selectivity of oscillator feedback network or take advantage of the output matching circuitry to attenuate the harmonics.

33. RF端口匹配结果好坏直接影响RF链路的信号质量。如何最快最好地调试这些匹配电路？
答：第一步：可以基于电路板设计使用网络分析仪测量实际的S参数，并将其输入到RF仿真SW中，以获得初始的匹配网络。
第二步：可以基于匹配网络的仿真结果，在板上做一些进一步的优化工作。
附：相关英文回答：
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.

34. 手机电路画电路板时，如何解除DC-DC CONVERTER对RF电路的影响？
答：可以增加电容来滤除对直流线路的影响，也可以使用针对RF线路的专用LDO。

35. RF通行的最远能达到1公里或更远吗？
答：这由RF频率、发射功率和天线等因素决定。并非固定距离。

36. 在设计如wireless LAN card 的时候常会使用屏蔽罩用以屏蔽掉RF部分的辐射。这样做会增加成本。有什么办法可以少用甚至不用屏蔽罩？
答：可将高功率RF信号置于PCB中间层，并确保良好接地以减少散射。但是屏蔽罩仍是保证稳定发射性能的首选。
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.

37. 10～30mV的有用信号：放大100～120dB后，有用信号达到峰峰值3V～~4V，但噪声信号也达到了300mV左右，但实际要求噪声信号在20mV以下，如何解决？（前级放大问题不明显，矛盾不突出，关键到最后一级放大后，问题就出现了。）
答：首先要确保有用信号有非常好的信噪比，然后才将其输入放大器链，接着计算获得目标信号振幅和噪声水平所需的增益与NF的大小，最后根据这些数据选择合适的器件设计放大器链路。
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.