手机射频基本原理

BTX培训文档手机射频基本原理及生产使用手册简介：本文对目前公司所做的GSM以及CDMA手机的射频部分原理做了简单介绍，着重于生产所用的校准终测软件的使用，常见问题的分析与解决。阅读本文的时候还可参考另外一篇《G+C项目产线使用手册》。具体的CDMA错误代码还可参考《AMTS_Calibration_Error_Codes_and_Troubleshooting_7_U》一.GSM：基本通信架构示意图IQ信号参考时钟信号参考时钟信号功放收发芯片MT6129差分信号SKY77318发射通路天线开关接收通路SAW匹配LMSP33AADCS695HBLXLBLXIQ信号参考时钟信号参考时钟信号功放收发芯片MT6129差分信号SKY77318发射通路天线开关接收通路SAW匹配LMSP33AADCS695HBLXLBLX26MHz晶振26MHz晶振GSM匹配SAW匹配匹配SAW匹配注：蓝色字体框仅起到标识作用，不代表实际器件;射频部分工作原理简述:A.发射通路（TX）基带送过来的IQ信号进入收发芯片（MT6129）以后进行上变频，将基带信号调制到射频信号，MT6129将此射频信号送出，经过匹配进入PA（SKY77318），放大以后经过匹配到达天线开关（LMSP33AA_695），直接进入RF测试座一一天线这一条道路，发射出去。在发射通路中，由PA对射频信号进行放大，具体放大到多少，取决于APC的电平，APC是给PA提供偏置电压以控制其放大倍数的，由基带进行控制。天线开关是对通路收发进行控制的器件，发射与接收通路不是同时打开的，由HB_LX以及LB_LX进行时序的控制，打开或者关闭发射以及接收通路。B.接收通路（RX）天线接收到空间的GSM信号，通过RF测试座以后进入天线开关，经过匹配进入接收声表面滤波器（RXSAW）,进行滤波并且分成差分信号以后，进入收发芯片MT6129）,进行解调，下变频以后形成接收IQ信号，送到基带进行下一步处理。C.时钟电路GSM的参考时钟由一颗26MHz的晶振提供，26MHz信号进入收发芯片以后，会经由内部的buffer再送到基带。ATE常用测试项的选择以及说明：ReportftSysteni在atE 项项目中，会有如下界面:下面做个简单说明：在下半部分的图面里，是对配置文件的选择：TestSetupFileLocation（Setupfile） 选择setup文件，这是最先进行选择的；NVRAMDatebasefile 选择手机的database文件，建议选择与版本对应的database（每编译一次版本，都会生成对应的database文件)ConfigFileLocation(CFGfile) 选择配置文件；CalibrationFileLocation(.inifile) 选择校准用的初始化文件;TestReportLocation 选择终测产生的log文件存放目录；ReportDatabaseLocation 选择校准产生的log文件；F『科1■iMurvaMint(GlU3.50)「dtEi141%|T9口”.4t「Ste-p册词Eigr «u.LFivtlTtxl/iSClvitkfur3d彳FFintlT#stwiUiHEIWrittP媪占CdStopcondition――建议勾选，这样一旦有某个项目校准失败，ATE就会停下来;AddCalStatHs--必须勾选，否则校准标识位不会被写入；FastPowerMeasurement 不要勾选，否则容易引起错误代码为206的问题；其他选项根据需要进行勾选；L俳晶「色lhtE r3蚓ctivGsmoocaocsctirrescaKl：rFhmErrcrJOI%厂ZF2CitiffC*1fLlhlAiiCtlkbrttLAti31 «■：rTini17smATCKPSKI附S特胤rMlKLFiSJaEPSKtm阊rkhs*sF丽G.rit厂211EtlEP51cr陋心前加屿枷PU)C3KVClrlBand菜单：选择GSM900Cal以及DCSCal，表示进行这两个频段的校准；RX菜单：选择AFCCal表示进行自动频率校准，选择PathlossCalibration表示进行接收通路损耗分段补偿校准；TX菜单：选择SKYAPCDC表示对PA的直流偏置电压进行校准，选择SKY(328/318)表示对PA类型进行选择，选择APCCheck表示对基准信道的各个功率等级的发射功率进行检测；Battery/ADC菜单：选择ADCCal/PSUCtrl,表示对电源进行程控，并且进行电池校准；_fiTiOil IrnJ!ii『塞口醯，risFknor・仃，ef匚品曲Emca：-or工皿这两个菜单不需要进行勾选;口曲领ns厂⑪厂针监T・n勾选GSM900以及DCS表示会对这两个频段进行终测;经常出现的校准问题分析：AFCCalibrationFail=501手机AFC（自动频率控制）校准失败。现在GSM的AFC校准是通过接收来进行的，如果AFC校不过去，很大的可能是接收通路出了问题，有几种情况：接收通路不通（可能性较大），检查天线开关、接收SAW、RF测试座方向是否正确，各个器件焊接是否良好，有没有器件漏贴（包括阻容），整个接收通路焊接情况是否良好；检查26MHz晶振方向是否正确，焊接情况是否良好；PathlossCalibrationFail=502接收通路补偿校准失败，超出了限定值，一般来说是接收通路性能比较差，有以下几种可能：a.首先要确认接收SAW是否用对了物料（一般用松下的，murata的也可以，如果是900/1800合成SAW,那么EPCOS的会很差），方向是否正确，焊接情况是否良好；b.接收通路的器件是否焊接良好，天线开关、RF测试座以及阻容器件是否焊接良好；c.射频测试线是否松动；APCCalibrationFail=503APC（自动功率控制）校准失败，有几种可能：a.PA焊接不良；b.天线开关焊接不良，或者天线开关本身有问题，导致另外一个频段的功率出不来；建议将发射通路都检查一下，有没有虚焊情况；ADCCalibrationFail=505自动电压校准失败，有可能是贴的0.22ohm的电阻精度不够，或者焊接不良，可以参看校准值，有必要的话可以适当修改配置文件，找到CFG文件中的下列代码：[ADCtable]ADC_V1=3400ADC_V2=4200NORMAL_VOLTAGE=3900CURRENT_LIMIT=2000MAX_BATTERY_ADC_SLOPE=5550.0MIN_BATTERY_ADC_SLOPE=5250.0可以适当增大MAX_BATTERY_ADC_SLOPE=5550.（的数值，但是建议不要超过6000；METAAPP_RF_SELECT_BAND_FAIL=206这项错误比较复杂，一般可以先看一下单独校准GSM900以及DCS1800是否有问题，如果有问题，则有可能是发射通路焊接不良，可以看看分别对应的器件有没有虚焊，还有就是天线开关以及相关选择信号的阻容焊接是否良好，天线开关本身是否有问题，可以更换进行试验。ReporI由teni如果分别校准能够通过，那么看看ATE的1 U中，是否勾选了FastPowerMeasure机ent,必须去处这个选项。5.非信令工具META的简单使用选择正确的META工具（我们一般使用5.5.0版本），出现下列界面，注意选择正确的串口号，工具项选择RFtool

将手机连上串口线，开机，META显示下列界面:此时的界面可以用于接收性能的分析：BAND菜单：可以选择测试频段；ARFCN菜单：可以选择测试信道；其他的一般不需要改动。将GSM的测试座与综测仪相连，使综测仪处于20信道，发射一定的功率值（比如一85dBm）,按下Start显示栏出现如下界面：BANDARFCNDSPPowerAnt.PowerUsedGainDeuiationGSM9C020InualidInualid19.560InualidGSM9C020InualidInualid21.560InualidGSH9G020InualidIiriualid23.560InualidGSM9C020InualidInualid25.560InualidGSM9C020InualidInualid27.560Inualid如果Ant.Power最后一行显示值与综测仪发射值基本相符，则说明接收通路没有问题，类似的，我们可以来测试其他信道以及其他频段；发射功能的使用：在菜单标签中选择TXlevelandprofil选项，出现如下界面:

选择GMSKLevelandRampsetting,出现如下界面:点击Uploadfromflash,使得database里面的数值写进去，此时是GSM900频段，几个重要菜单介绍如下：TSC菜单可以选择发射时隙，ARFCN菜单可以选择发射信道，PCL表示功率等级，每个PCL对应的PCLDAC代表对应的PA偏置电压值，如果要选择20信道、其臣的功率发射，则先将综测仪选择到接收机模式，选择GSM900频段20信道，在META中点击PCL5――I ，然后点击Start，如果这个时候综测仪上侦测到功率大致为33dBm，则说明发射通路正常，类似的我们可以其他信道以及其他频段的发射通路性能。

关于综测仪用于非信令的测试，8960与CMU200是有些不同的，具体细节可以在实际使用中掌握。二.CDMA.CDMA基本通信架构示意图发射通路TXGC_ADJ_CTXIQPAPACDMA收发芯片GRF6401检波器CDMA双工器RF测试座TXGC_ADJ_CTXIQPAPACDMA收发芯片GRF6401检波器CDMA双工器RF测试座参考时钟信号注：蓝色字体框仅起到标识作用，不代表实际器件；.射频部分工作原理简述：A.发射通路（TX）基带的发射IQ信号（1*需）进入收发芯片（GRF6401）以后进行上变频，将基带信号调制到射频信号，内部的放大器将射频信号放大（控制内部放大器增益的就是TX_AGC_ADJ_C）,出GRF6401的是差分信号，经过匹配进入TXSAW,进行滤波并且将差分信号合成一路信号，然后进入PA（WS1103）,PA将信号再次放大。PA有两种工作状态一一低增益和高增益，由PA的pin3的电压信号进行控制，高电平是低增益，低电平是高增益。PA输出的是已经放大的射频信号，进入耦合器，分为两路，一路直接进入双工器一-RF测试座一一天线这一条道路，发射出去；另外一路衰减15〜20dB以后进入检波器，将功率转变为电压信号，然后进入基带进行判断功率是否符合要求，调节TX_AGC_ADJ_C大小，使得发射功率更为精准。B.接收通路（RX）天线接收到空间的CDMA信号，通过RF测试座以后进入双工器，再进入低噪声放大器（LNA）,将这个微弱信号放大以后通过匹配进入接收声表面滤波器（RXSAW）,进行滤波并且分成差分信号以后，进入收发芯片（GRF6401）,进行解调，下变频以后形成接收IQ信号（RXIQ）,送到基带进行下一步处理。C.参考时钟电路CDMA的参考时钟信号由一颗19.2MHz晶振提供。3.AMTS常用测试以及测试项的说明:A.测试项目：在AMTS的校准项目里面有如下界面：Calihration工七白-Set±ing1 XC5mm1区「ET.l.gPCEAWPE J?及T53厘USCELLFbiACjClazeline厘USCELLKkAGCJrequenc7CharmRlAdjuwtmant「USCELLRjiAGCIemperatoi-eAdjustment*U3CELLTxAGCBaseline审USCELLTxAGCJrequenc7CL^ltlhIFkiljuEtrnant「USCELLTxAGCTemperatureAdjhetment「U=CELLTxAGClatLeryCollageAdjustirrenlIWUSCELLTjiAGCNaxPowerLimitFreqiiencyAdjuEtment「USCELLT汕GCNwFewerLimitBatteryVsltagfiAdjastr「UECELLTmAGCR回PcwcrLimitTemperctiiroAdjuctmont厘USCELL TkAGC Closed Looji KFrowerMeaE^-eme^t审USCELL TirAGC Closed Lo口】 Ffequ已口uyChaimelIdjustmen厂^1JEIZELL 「工口rad La口卫 Tam卫曲i~a±iurc*AJJustnAni厂USCELL TxAjJC tlunud Ljujj M必ri_weiEa.LI.ery A J-I即消应用⑥I下面对校准项目作简单说明：USCELLRxAGCBaselineCDMA800频段基准信道接收增益校准；USCELLRxAGCFrequencyChannelAdjustmentCDMA800频段接收信道分段补偿校准；USCELLTxAGCBaselineCDMA800频段基准信道发射增益校准；USCELLTxAGCFrequencyChannelAdjustmentCDMA800频段接收信道分段补偿校准；

USCELLTxAGCMaxPowerLimitFrequencyAdjustmentCDMA800频段发射信道最大功率分段补偿校准；USCELLTxAGCClosedLoopRFPowerMeasurementCDMA800频段基准信道发射负反馈功率校准；USCELLTxAGCClosedLoopFrequencyChannelAdjustmentCDMA800频段发射信道负反馈功率分段补偿校准；在单C项目里面，还会有一项：BatteryMeasurementCalibration电池校准如果是G+C项目，则不需要电池校准。B.测试项目：在AMTS的测试项目里面有如下界面:下面对测试项目作简单说明：DemodulationofForwardFundamentalChannelwithAWGN高斯加性白噪声下前向信道解调能力测试（此项一般不要勾选，耗时较长）ReceiverSensitivityandDynamicRange接收灵敏度以及接收动态范围测试WaveformQualityandFrequencyAccuracy波形质量以及频率稳定度测试RangeofOpenLoopOutputPower开环输出功率测试RangeofClosedLoopOutputPowerConrorl闭环输出功率控制范围MaximumRFOutputPower最大输出功率MinimumControlledOutputPower最小可控输出功率4.常见错误代码原因分析以及解决：简单介绍一下常见的错误：2001PowerUpCurrentLowLimtError：2004PowerUpCurrentHighLimtError：这两种错误表现为手机的工作电流超出了配置文件中的限制，找到Default.ini文件中的[HANDSETSTARTUPPARA）代码如下：[HANDSETSTARTUPPARA]HandsetSteadyTime=10000CaliModeStandbyTime=2000HandsetMinCurrent=0HandsetMaxCurrent=1000HandsetMinCurrent与HandsetMaxCurrent分别表示允许手机的最小和最大电流；2202CDMA_RxAGCBaselineResultLinearityError：2202的错误说明基准信道在接收校准的时候，接收机增益的变化线性度不够好，个人理解作接收机校准时，基站发出的信号是逐步变化的（―95,—85,—76…），手机的接收机增益（转化为PDM值）也会随之变化，但是这些PDM值线性度不够好，可能是接收通路受到了干扰，可以检查屏蔽罩是否盖好等等，也有可能是误测；2204CDMA_TxAGCBaselineParameterError：2204的错误表明CDMA基准信道的功率校准，在PDM值已经超过限定的情况下仍然不能得到期望的功率，即发射功率小，有两种表现：a.发射功率没有达到-55dBm,即没有功率发出来，验证步骤如下（按照可能性大小排列先后顺序）：PA焊接是否良好----发射通路上的器件（阻容，发射SAW,耦合器，双工器，射频测试座）方向是否正确，是否虚焊----各路供电是否良好，尤其需要注意的是PA的Pin3以及Pin4,应该都是高电平，PMU出来的VTX_C与VTXPLL_C是否是高点平，PMU是否虚焊----GRF6401是否虚焊，有没有功率出来给到PA----CDMA基带芯片CBP5.1是否虚焊，是否有正确的IQ信号给到GRF6401；b