Skyworks 4G硬件调试教程

1、Skyworks Solutions, Inc. Proprietary Information1Skyworks Proprietary InformationSkyworks Solutions, Inc. Proprietary Information1Skyworks 4G硬件调试教程硬件调试教程Tony YangMay, 2015仅仅供内部培训使用供内部培训使用Skyworks Solutions, Inc. Proprietary Information2Skyworks Proprietary Information内容内容1.PA基本参数基本参数2.4G PA匹配调试匹配调试3

2、.ACLR4.电电流流5.ILPC6.Layout原则原则7.干干扰扰8.排查问题的思路排查问题的思路Skyworks Solutions, Inc. Proprietary Information3Skyworks Proprietary Information基础基础准备准备 熟悉熟悉RF基础知识：传输线、基础知识：传输线、Smith、放大、调制、交调、干扰、噪声、放大、调制、交调、干扰、噪声、谐波谐波 了了解一些通信原理和信号处理。解一些通信原理和信号处理。 熟熟悉常用悉常用RF器件：器件：PA、容感、双工、滤波器、容感、双工、滤波器、LNA、开关、天线、开关、天线 熟熟悉仪器操作：综测

3、仪、网分、频谱仪、示波器、电源、风枪烙悉仪器操作：综测仪、网分、频谱仪、示波器、电源、风枪烙铁铁 熟熟悉工具：悉工具：META、QRCT、PADS、MIPI EVB 跟跟踪运营商要求，了解各种认证要求。踪运营商要求，了解各种认证要求。 分分析能力、学习能力。百度、析能力、学习能力。百度、52RD。实用的一些小工具实用的一些小工具可以先看一些基础文档可以先看一些基础文档理论理论+经验经验Skyworks Solutions, Inc. Proprietary Information4Skyworks Proprietary InformationPA的基本参数的基本参数PA参数参数客户关心的参数

4、客户关心的参数频带频段、调制带宽最大线性功率饱和功率Gain输出动态范围、最小功率、ILPC效率电流线性度ACLR、SEM、杂散、RxBN谐波谐波失真EVM作作为器件来讲还有为器件来讲还有ESD、MSL、耐压、耐压、Rfin、热效应等。、热效应等。Skyworks Solutions, Inc. Proprietary Information5Skyworks Proprietary Information了解双工和开关了解双工和开关双工的基本参数双工的基本参数开关的基本参数开关的基本参数频段频段插损插损收敛性最大承受功率热效应P1dB, P0.1dB带外抑制IMD, IIP谐波谐波最大功率隔

5、直隔离度隔离度逻辑电平有部分双工器因为最大功率原因分有部分双工器因为最大功率原因分WCDMA双工和双工和LTE双工双工Skyworks Solutions, Inc. Proprietary Information6Skyworks Proprietary InformationPA的影响因素的影响因素输入输入电源电源（包括地）（包括地）负载负载偏置或控制：包括偏置或控制：包括Vramp、Vmode、MIPI bias、MIPI bus屏蔽与耦合屏蔽与耦合一切事物无非是内在一切事物无非是内在+外在两种因素。外在两种因素。PA也不例外。也不例外。一切复杂问题，充分考虑外部影响因素，结合一切复杂问

6、题，充分考虑外部影响因素，结合PA基基本参数，可以找到答案或基本定位。本参数，可以找到答案或基本定位。Skyworks Solutions, Inc. Proprietary Information7Skyworks Proprietary Information双工的影响因素双工的影响因素 Layout- 匹配位置匹配位置- ANT、TX、RX隔离度隔离度- 走线走线 温度温度当温度升高时，当温度升高时，S21往低频漂移，高信道插损变大。往低频漂移，高信道插损变大。S11也会更发散。也会更发散。Skyworks Solutions, Inc. Proprietary Information8

7、Skyworks Proprietary Information4G PA匹配调试匹配调试Skyworks Solutions, Inc. Proprietary Information9Skyworks Proprietary Information调试参考资料调试参考资料 规格书、规格书、Loadpull、MIPI LUT表。表。 双双工器工器/滤波器的规格书、滤波器的规格书、S参数。参数。 开开关的规格书。关的规格书。Skyworks Solutions, Inc. Proprietary Information10Skyworks Proprietary Information双工双工

8、/SAW的调试的调试4G PA与与3G PA匹配调试基本一样，但不建议盲调，特别是匹配调试基本一样，但不建议盲调，特别是HB。请焊铜。请焊铜管到管到4G PA输出输出pin上网分测试到射频点的上网分测试到射频点的S11/S21。PA输出输出pin测试座测试座SKY77721 Pload at 26.5dBm0.10.2 0.30.512 j0.1-j0.10 j0.2-j0.20 j0.3-j0.30 j0.5-j0.50 j1-j10 j2-j20-43-41-41-39-39-39-37-37-37-37-35-35-35-35-33-33-33-31-31-31-29-29-29-27-

9、27-27-25-25-25-23-23-23-21-21401451451451451501501501551551551601601601651651651701701701751751801801 set_freq : 1.9224set_pset : 26.5set_vcc2 : 3.4(50.00+j0.000) Resultsmeas_aclr1 = -41.39icc_tot = 433.00meas_aclr1icc_tot6.0:1将低中高信道的阻抗做得收敛将低中高信道的阻抗做得收敛,并且落在并且落在理想的位置理想的位置Skyworks Solutions, Inc. Pro

10、prietary Information11Skyworks Proprietary Information双工双工/SAW的调试的调试调调试前，请尽量参考试前，请尽量参考双双工或工或SAW的规格书查看推荐的匹配。的规格书查看推荐的匹配。ANT端并地的电感端并地的电感L1是用来是用来调试收敛度，但个别双工调试收敛度，但个别双工/SAW在在Tx端也有并地电感来调收敛度。一般端也有并地电感来调收敛度。一般ANT端以后走线端以后走线是是50欧的话，放一颗其规格书上推荐电感附近的值基本上就可收敛。如果走线偏离欧的话，放一颗其规格书上推荐电感附近的值基本上就可收敛。如果走线偏离50欧欧，则需要先用匹配上

11、的其他位置把此处参考点拉到，则需要先用匹配上的其他位置把此处参考点拉到50欧。欧。调调ANT端端要先要先保保Tx的收敛，再调的收敛，再调Rx收敛度。因收敛度。因为为Rx还有个还有个L2来调收敛，如果调来调收敛，如果调ANT端先保端先保Rx，那，那Tx不收敛就没救了。不收敛就没救了。Skyworks Solutions, Inc. Proprietary Information12Skyworks Proprietary Information双工双工/SAW的调试的调试有时候需要参考一下双工有时候需要参考一下双工/SAW的的S参数来看你调试的收敛度是参数来看你调试的收敛度是不是达到了器件本身的

12、极限。不是达到了器件本身的极限。器件做不到的莫强求。器件做不到的莫强求。Skyworks Solutions, Inc. Proprietary Information13Skyworks Proprietary InformationPA的调试的调试双工双工/SAW调收敛后，再调调收敛后，再调PA的的匹配把负载调到匹配把负载调到Loadpull上上balance的位置上。有些的位置上。有些PA balance的位置就是的位置就是50欧，请参欧，请参考各型号考各型号PA的的Loadpull。看看Loadpull一定要看一定要看Loadpull的的测试条件，测试条件，一切性能都是有条一切性能都是

13、有条件的。件的。MIPI PA还会在此处给出还会在此处给出MIPI bias。PA功率功率=目标功率目标功率+PA到测试座的插损到测试座的插损所以，先确定所以，先确定bias和和Vcc正确，正确，再参考对应功率的再参考对应功率的Loadpull。1.并联电容并联电容2.并联电感并联电感3.串联电容串联电容4.串联电感串联电感Skyworks Solutions, Inc. Proprietary Information14Skyworks Proprietary InformationACLR ACLR差？差？- 前端插损大前端插损大- 饱饱和功率低和功率低- 匹匹配位置不对配位置不对- PA

14、增益模式设错（低增益大功率）增益模式设错（低增益大功率）- Vcc电压设错（一般是太低）电压设错（一般是太低）- MIPI bias设错（高通平台还要看校准设错（高通平台还要看校准ICQ）- 输输入有问题（也有，但较少见：入有问题（也有，但较少见：TC线性，输入插损，线性，输入插损，Layout问题）问题）忠告：忠告：1. 别盲调（瞎调？）几下就下结论别盲调（瞎调？）几下就下结论2. 先确定先确定PA正确设置再看匹配正确设置再看匹配3. 没没有经典匹配有经典匹配Skyworks Solutions, Inc. Proprietary Information15Skyworks Propriet

15、ary InformationILPC/CLPC高低增益分两条通路的架构，高低增益分两条通路的架构，ILPC常发常发生在功率切换点。生在功率切换点。- 降低切换点功率降低切换点功率内部是一个内部是一个PA通路，通路，ILPC常发生在常发生在APT电压切换点，电压切换点，MIPI bias切换点。切换点。-改变电压切换点的功率或电压改变电压切换点的功率或电压-MIPI bias切换点与切换点与APT电压切换点保持一致电压切换点保持一致-交交换换PA验证，有跟板走的情况验证，有跟板走的情况Transceiver小功率下不稳定。小功率下不稳定。-调输入匹配调输入匹配-软件调整软件调整Skyworks

16、 Solutions, Inc. Proprietary Information16Skyworks Proprietary Information电流标准电流标准 整板电流整板电流 = Itotal_pa_Pmax + Itrc_Pmax + Iother 非信非信令令PA ON时电流时电流PA OFF时电流时电流 = Itotal_pa_Pmax + Itrc_Pmax 信令最大功率电流最小功率电流信令最大功率电流最小功率电流 = Itotal_pa_Pmax + Itrc_Pmax Icc_pa_Pmin Ibat Itr_Pmin = (Itotal_pa_Pmax Icc_pa_Pm

17、in Ibat_pa) + (Itrc_Pmax Itr_Pmin) = Icc_pa_Pmax + Itr_Pmax如何判定电流还有没有调试空间？如何判定电流还有没有调试空间？如如果考虑果考虑APT，Icc_pa还要乘以还要乘以 3.8x(DCDC效率效率)/3.4修正修正Skyworks Solutions, Inc. Proprietary Information17Skyworks Proprietary InformationPA电流电流PA功率功率=目标功率目标功率+PA到测试座的插损到测试座的插损PA的目标功率和插损决定了的目标功率和插损决定了PA的输出功率，的输出功率，ACLR

18、的线性要求决定了的线性要求决定了Loadpull上的位置。上的位置。降低插损降低插损调整位置调整位置结合高中低三信道结合高中低三信道的的Loadpull调整收敛调整收敛度度PA Vcc引脚飞线单独外引脚飞线单独外接电源测试电流最准，接电源测试电流最准，以该电流核对以该电流核对Loadpull看是否已经达到最低电看是否已经达到最低电流。流。其其次次方方法是确定法是确定TC工作工作电流再做扣除。电流再做扣除。忠告：忠告：请拿请拿S11和和S21的图来报问题的图来报问题Skyworks Solutions, Inc. Proprietary Information18Skyworks Proprie

19、tary InformationRF Layout的基本原则的基本原则 阻抗线阻抗线 - 匹配、走线匹配、走线 干净的参干净的参考考地地 - 理理想目标是零电平地，一切往目标靠拢的规则都可以尽量考想目标是零电平地，一切往目标靠拢的规则都可以尽量考虑虑 - 整整地、地孔、净地、地孔、净空空 干干净的电净的电源源 - 理理想目标是电压恒定，一切往目标靠拢的规则都可以尽量考虑想目标是电压恒定，一切往目标靠拢的规则都可以尽量考虑 - 包包地、线宽、线长、滤波电容、星形走线、地、线宽、线长、滤波电容、星形走线、DCDC 插损插损 - 表表层走线、线长、过孔、器件层走线、线长、过孔、器件 隔隔离离度度 - 大功率与小功率隔离大功率与小功率隔离 - 输入与输出隔输入与输出隔离离 - 数字与模拟隔离、高频与低频隔离数字与模拟隔离、高频与低频隔离 - 热隔离热隔离 保护和屏保护和屏蔽蔽 - 控制线、控制线、IQ线、时钟线的保护线、时钟线的保护 散热散热-还要结合具体平台的还要结合具体平台的具体要求权衡考虑。具体要求权衡考虑。Skyworks Solutions, Inc. Proprietary Inf