调试基础知识培训ppt课件

1、调试基础知识培训调试基础知识培训 （现场（现场工艺）工艺）日期：日期：2019-12-12019-12-11.什么是无线通讯：什么是无线通讯： 利用电磁波的辐射和传播，经过空间传送信利用电磁波的辐射和传播，经过空间传送信息的通信方式称之为无线电通信息的通信方式称之为无线电通信Wireless Communication），也称之为无线通信。利用），也称之为无线通信。利用无线通信可以传送电报、数据、图像以及无线通信可以传送电报、数据、图像以及广播和电视节目等通信业务。广播和电视节目等通信业务。目前无线通信使用的频率从超长波波段到亚毫目前无线通信使用的频率从超长波波段到亚毫米波段包括亚毫米波以下）

2、，以至光波。无米波段包括亚毫米波以下），以至光波。无线通信使用的频率范围和波段见下表线通信使用的频率范围和波段见下表1-1。 无线通信中的电磁波按照其波长的不同具有不同无线通信中的电磁波按照其波长的不同具有不同的传播特点，下面按波长分述如下：的传播特点，下面按波长分述如下： 极长波极低频极长波极低频ELF传播传播 极长波是指波长为极长波是指波长为110万公里频率为万公里频率为330Hz的电磁波。理论研究表明，这一波段的电磁波沿的电磁波。理论研究表明，这一波段的电磁波沿陆地表面和海水中传播的衰耗极小。微波传播陆地表面和海水中传播的衰耗极小。微波传播 微波是指波长小于微波是指波长小于1米频率高于米

3、频率高于300MHz的的电磁波。目前又按其波长的不同，分为分米波电磁波。目前又按其波长的不同，分为分米波特高频特高频UHF）、厘米波超高频）、厘米波超高频SHF）、毫米）、毫米波极高频波极高频EHF和亚毫米波至高频和亚毫米波至高频THF）。）。 何谓无线通信？何谓无线通信？ WCDMA的工作频段？该频段属于哪一波的工作频段？该频段属于哪一波段？段？ 简述电磁波传播方式及其特点。简述电磁波传播方式及其特点。 绝对功率的绝对功率的dB表示表示 射频信号的绝对功率常用射频信号的绝对功率常用dBm、dBW表表示，它与示，它与mW、W的换算关系如下：例如信号的换算关系如下：例如信号功率为功率为x W，利

4、用，利用dBm表示时其大小为：表示时其大小为： 例如：例如：1W等于等于30dBm，等于，等于0dBW。 相对功率的相对功率的dB表示表示 射频信号的相对功率常用射频信号的相对功率常用dB和和dBc两种形两种形式表示，其区别在于：式表示，其区别在于：dB是任意两个功率的是任意两个功率的比值的对数表示形式，而比值的对数表示形式，而dBc是某一频点输出是某一频点输出功率和载频输出功率的比值的对数表示形式。功率和载频输出功率的比值的对数表示形式。 pdBm10 logloglogX1000mW1mW 1.绝对功率的单位有哪几种常用的表达形式？绝对功率的单位有哪几种常用的表达形式？他们之间的换算关系为

5、？他们之间的换算关系为？2.相对功率的单位有哪几种常用的表达形式？相对功率的单位有哪几种常用的表达形式？其区别为？其区别为？1.信号的峰值功率、平均功率和峰均比信号的峰值功率、平均功率和峰均比PAR解释：很多信号从时域观测并不是恒定包络，而是解释：很多信号从时域观测并不是恒定包络，而是如下面图形所示。峰值功率即是指以某种概率出现如下面图形所示。峰值功率即是指以某种概率出现的肩峰的瞬态功率。通常概率取为的肩峰的瞬态功率。通常概率取为0.01%。2.信号的峰值功率、平均功率和峰均比信号的峰值功率、平均功率和峰均比PAR解释：平均功率是系统输出的实际功率。在某个概解释：平均功率是系统输出的实际功率。

6、在某个概率下峰值功率跟平均功率的比就称为在某个概率下率下峰值功率跟平均功率的比就称为在某个概率下的峰均比，如的峰均比，如PAR=9.10.1%,各种概率下的峰均比就各种概率下的峰均比就形成了形成了CCDF曲线互补累积分布函数）。曲线互补累积分布函数）。在概率为在概率为0.01%处的处的PAR，一般称为，一般称为CREST因子。因子。3.峰均比的定义？峰均比的定义？峰值功率即是指以某种概率出现的肩峰的瞬峰值功率即是指以某种概率出现的肩峰的瞬态功率。通常概率取为态功率。通常概率取为0.01%。平均功率是。平均功率是系统输出的实际功率。在某个概率下峰值系统输出的实际功率。在某个概率下峰值功率跟平均功

7、率的比就称为在某个概率下功率跟平均功率的比就称为在某个概率下的峰均比，如的峰均比，如PAR=9.10.1%,各种概率下的各种概率下的峰均比就形成了峰均比就形成了CCDF曲线互补累积分布曲线互补累积分布函数）。在概率为函数）。在概率为0.01%处的处的PAR，一般称，一般称为为CREST因子。因子。4.线性失真：线性失真：线性失真又可以分成线性幅度失真和线性线性失真又可以分成线性幅度失真和线性相位失真非线性失真相位失真非线性失真非线性失真与线性失真相似，可以分成非非线性失真与线性失真相似，可以分成非线性幅度失真和非线性相位失真线性幅度失真和非线性相位失真非线性幅度失真非线性幅度失真非线性幅度失真

8、常用非线性幅度失真常用1dB压缩点、三阶交压缩点、三阶交调、三阶截止点等指标衡量，下面分别讨调、三阶截止点等指标衡量，下面分别讨论这三个指标。论这三个指标。5. 1dB压缩点压缩点例如一个射频放大器，当输入信号较小时，例如一个射频放大器，当输入信号较小时，其输出与输入可以保证线关系，输入电平其输出与输入可以保证线关系，输入电平增加增加1dB，输出相应增加，输出相应增加1dB，增益保持不，增益保持不变，随着输入信号电平的增加，输入电平变，随着输入信号电平的增加，输入电平增加增加1dB，输出将增加不到，输出将增加不到1dB，增益开始，增益开始压缩，增益压缩压缩，增益压缩1dB时的输入信号电平称时的

9、输入信号电平称为输入为输入1dB压缩点，这时输出信号电平称压缩点，这时输出信号电平称为输出为输出1dB压缩点。如下图：压缩点。如下图： 微波的传播类似于光波的传播，是一种视距微波的传播类似于光波的传播，是一种视距传播。其主要在对流层内进行。总的说来，传播。其主要在对流层内进行。总的说来，这种传播方式比较稳定，但其传播也受到大这种传播方式比较稳定，但其传播也受到大气折射和地面反射的影响。另外，对流层中气折射和地面反射的影响。另外，对流层中的大气湍流气团对微波有散射作用。利用这的大气湍流气团对微波有散射作用。利用这种散射作用可实现微波的超视距传播。种散射作用可实现微波的超视距传播。 2.WCDMA

10、工作频段：工作频段： 上行上行19201980MHz，下行，下行21102170MHz，属于微波波段，其电磁波传播方，属于微波波段，其电磁波传播方式为微波传播。式为微波传播。6.三阶交调三阶交调三阶交调双音三阶交调是用来衡量非三阶交调双音三阶交调是用来衡量非线性的一个重要指标，在这里仍以放大器线性的一个重要指标，在这里仍以放大器为例来说明三阶交调指标。用两个相隔为例来说明三阶交调指标。用两个相隔f，且电平相等的单音信号同时输入一个射频且电平相等的单音信号同时输入一个射频放大器，则放大器的输出频谱大致如下：放大器，则放大器的输出频谱大致如下：三阶交调常用三阶交调常用dBc表示，即交调产物与主输表

11、示，即交调产物与主输出信号的比。出信号的比。7.三阶截止点三阶截止点任一微波单元电路，输入双音信号同时增任一微波单元电路，输入双音信号同时增加加1dB，输出三阶交调产物将增加，输出三阶交调产物将增加3dB，而，而主输出信号仅增加主输出信号仅增加1dB不考虑压缩），不考虑压缩），这样输入信号电平增加到一定值时，输出这样输入信号电平增加到一定值时，输出三阶交调产物与主输出信号相等，这一点三阶交调产物与主输出信号相等，这一点称为三阶截止点，对应的输入信号电平称称为三阶截止点，对应的输入信号电平称为输入三阶截止点，对应的输出信号电平为输入三阶截止点，对应的输出信号电平称为输出三阶截止点。留意：三阶截止

12、点称为输出三阶截止点。留意：三阶截止点信号电平是不可能达到的，因为在这时早信号电平是不可能达到的，因为在这时早已超过微波单元电路的承受能力。已超过微波单元电路的承受能力。信号通过射频通道时会产生哪些失真？信号通过射频通道时会产生哪些失真？非线性幅度失真主要用那些指标来衡量？非线性幅度失真主要用那些指标来衡量？1.驻波比驻波比解释：驻波系数式衡量负载匹配程度的一个指标，解释：驻波系数式衡量负载匹配程度的一个指标，它在数值上等于：它在数值上等于：由反射系数的定义我们知道，反射系数的取值范围由反射系数的定义我们知道，反射系数的取值范围是是01，而驻波系数的取值范围是，而驻波系数的取值范围是1正无穷大

13、。正无穷大。射频很多接口的驻波系数指标规定小于射频很多接口的驻波系数指标规定小于2.0。驻波比恶化意味着信号反射比较厉害，也就是说负驻波比恶化意味着信号反射比较厉害，也就是说负载和传输线的匹配效果比较差。所以在一个系统载和传输线的匹配效果比较差。所以在一个系统中，如果驻波比很差，可能会使信号传输效果变中，如果驻波比很差，可能会使信号传输效果变差，通道增益下降。一个比较典型的例子就是灵差，通道增益下降。一个比较典型的例子就是灵敏度问题。敏度问题。VSWR112.回波损耗回波损耗回波损耗也是射频上用得比较多得一个名词，它回波损耗也是射频上用得比较多得一个名词，它和前面得反射系数、驻波比都是用来反映

14、端口得和前面得反射系数、驻波比都是用来反映端口得匹配状况的。回波损耗表示端口的反射波的功率匹配状况的。回波损耗表示端口的反射波的功率与入射波功率之比。回波损耗与反射系数的关系与入射波功率之比。回波损耗与反射系数的关系为：为： 回波损耗回波损耗20log（）由公式可以计算：回波损耗为由公式可以计算：回波损耗为26dB时，对应的反时，对应的反射系数为射系数为0.05，驻波比为，驻波比为1.1。由此也可以估计一。由此也可以估计一下，驻波为下，驻波为2时的回波损耗是多少时的回波损耗是多少9.5dB），也），也就可以理解对于功放后级的驻波要求为何严格。就可以理解对于功放后级的驻波要求为何严格。1.由反射

15、系数的定义，反射系数的取值范围由反射系数的定义，反射系数的取值范围是？而驻波系数的取值范围是？射频很多是？而驻波系数的取值范围是？射频很多接口的驻波系数指标规定小于多少？接口的驻波系数指标规定小于多少？2.回波损耗定义？写出回波损耗与反射系统回波损耗定义？写出回波损耗与反射系统的关系式方程。的关系式方程。3.邻道泄漏邻道泄漏ACLR）邻道泄漏指标是用来衡量发射机的带外辐邻道泄漏指标是用来衡量发射机的带外辐射特性，定义：邻道功率与主信道功率之射特性，定义：邻道功率与主信道功率之比，通常用比，通常用dBc表示，如下图：（保护带、表示，如下图：（保护带、主信道、邻道）主信道、邻道）主信道主信道临近信

16、道临近信道? 射机的领道泄漏必然回对其他小区造成干射机的领道泄漏必然回对其他小区造成干扰，为了减小这种干扰，扰，为了减小这种干扰， 领道泄漏必须尽可能的小，领道泄漏必须尽可能的小，WCDMA的要的要求是：第一邻道偏离载频求是：第一邻道偏离载频5MHz的的ACLR45dBC ；第二邻道偏离载频；第二邻道偏离载频10MHz的的ACLR 50dBC 。 4.杂散辐射杂散辐射杂散辐射是指发信机在频谱发射模板规定杂散辐射是指发信机在频谱发射模板规定的频率范围之外的频段内发射的、信号之的频率范围之外的频段内发射的、信号之外的其他信号，它包括谐波分量、寄生辐外的其他信号，它包括谐波分量、寄生辐射、交调产物、

17、发射机互调产物等。这些射、交调产物、发射机互调产物等。这些杂散辐射都会对其他的无线通信系统造成杂散辐射都会对其他的无线通信系统造成干扰，对该指标的规定是为了提高系统的干扰，对该指标的规定是为了提高系统的电磁兼容性能，以便与其他系统如电磁兼容性能，以便与其他系统如GSM共存，当然这也保证了系统自身的正常运共存，当然这也保证了系统自身的正常运行行 。5.5.功放原理图功放原理图6.TD功放主要技术指标要求功放主要技术指标要求上上/下行增益下行增益波形波形ACPR效率效率杂散杂散开关响应时间开关响应时间前反向检测的方向性前反向检测的方向性耦合平坦度耦合平坦度噪声系数噪声系数接受通道带外抑制接受通道带

18、外抑制 上上/下行增益下行增益 RRU功放下行增益一般在功放下行增益一般在40dB50dB左右，具体左右，具体大小和误差范围因厂家要求有所区别。但功放增益大小和误差范围因厂家要求有所区别。但功放增益要足够大，保证系统变频板的输出不失真。要足够大，保证系统变频板的输出不失真。 上行上行LNA的增益与发射功率对应。即发射功率大的的增益与发射功率对应。即发射功率大的RRU覆盖面广，上行增益要高些。目前覆盖面广，上行增益要高些。目前3W功放对功放对应上行增益应上行增益26dB左右，左右，18W功放对应上行增益功放对应上行增益32dB左右。左右。 波形波形 相临相临6或间隔或间隔6载波载波, PAR=7

19、dB7.5dB,加加DPD PAR=7.8dB9dB, 回退回退 TD标准,ACPR:-40dBc1.6MHz -45dBc3.2MHz 客户最低要求, -42dBc1.6MHz -47dBc3.2MHz 设计要求(常温), -47dBc1.6MHz -49dBc3.2MHz 不加DPD,功放线性靠回退实现,发射效率一般要求12%左右. 加DPD的功放,系统厂家削峰能力决定了效率,如果信号峰均比为9dB,效率一般16%以上;峰均比为7dB,效率可超过20%. 前反向检测的方向性前反向检测的方向性 客户系统通过前反向功率的检测来计算天客户系统通过前反向功率的检测来计算天线回波线回波. 前向功率前

20、向功率:功放发射的功率功放发射的功率; 反向功率反向功率:天线端口反射的功率天线端口反射的功率; 天线回波天线回波:反向功率反向功率/前向功率前向功率; 如果反向检测的功率有部分来自功放发射如果反向检测的功率有部分来自功放发射的前向功率的前向功率,那么将导致天线回波计算错误那么将导致天线回波计算错误.方向性用来衡量前向功率对反向检测链路方向性用来衡量前向功率对反向检测链路的泄露情况的泄露情况. 一般来说总有部分前向功率会泄露到反向一般来说总有部分前向功率会泄露到反向检测链路检测链路,所以方向性不能无穷好所以方向性不能无穷好,实际上能实际上能做到做到20dB(假设前反向链路增益相同假设前反向链路

21、增益相同)已经已经很不错了很不错了.方向性的要求视系统对天线回波方向性的要求视系统对天线回波的检测精度来确定的检测精度来确定.如果要求检测到天线如果要求检测到天线-15dB的回波的回波,估计方向性至少要大于估计方向性至少要大于18dB. TD功放的发展趋势功放的发展趋势 小体积小体积 简化功能简化功能,结构越做越小结构越做越小.例如两个功放一例如两个功放一体体(双通路双通路)或功放与滤波器一体化等或功放与滤波器一体化等. 高效率高效率 效率由最初的效率由最初的9%到到12%左右左右,引入引入DPD技术后效率要求提高到技术后效率要求提高到20%.在引入在引入Doherty技技术后术后,效率可能会

22、提高到效率可能会提高到27%以上以上. 低成本低成本 市场竞争激烈市场竞争激烈,在满足客户指标要求的前在满足客户指标要求的前提下提下,要求采用成本最低的方案要求采用成本最低的方案.在不清楚器件在不清楚器件最终成本的前提下最终成本的前提下,要同时准备多个方案要同时准备多个方案. 射频功率放大器的线性化技术射频功率放大器的线性化技术 射频功率放大器的非线性失真会使其产生新的射频功率放大器的非线性失真会使其产生新的频率分量，如对于二阶失真会产生二次谐波和双频率分量，如对于二阶失真会产生二次谐波和双音拍频，对于三阶失真会产生三次谐波和多音拍音拍频，对于三阶失真会产生三次谐波和多音拍频。这些新的频率分量

23、如落在通带内，将会对发频。这些新的频率分量如落在通带内，将会对发射的信号造成直接干扰，如果落在通带外将会干射的信号造成直接干扰，如果落在通带外将会干扰其他频道的信号。为此要对射频功率放大器的扰其他频道的信号。为此要对射频功率放大器的进行线性化处理，这样可以较好地解决信号的频进行线性化处理，这样可以较好地解决信号的频谱再生问题。射频功放基本线性化技术的原理与谱再生问题。射频功放基本线性化技术的原理与方法不外乎是以输入方法不外乎是以输入RF信号包络的振幅和相位信号包络的振幅和相位作为参考，与输出信号比较，进而产生适当的校作为参考，与输出信号比较，进而产生适当的校正。实现射频功放线性化的常用技术有三

24、种：功正。实现射频功放线性化的常用技术有三种：功率回退、预失真、前馈。率回退、预失真、前馈。1、功率回退、功率回退 这是最常用的方法，即选用功率较大的这是最常用的方法，即选用功率较大的管子作小功率管使用，实际上是以牺牲直管子作小功率管使用，实际上是以牺牲直流功耗来提高功放的线性度。流功耗来提高功放的线性度。 功率回退法就是把功率放大器的输入功功率回退法就是把功率放大器的输入功率从率从1dB压缩点压缩点(放大器有一个线性动态范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围，在这个范围内，放大器的输出功率随输入功率线性增加。随着输入功率的继续输入功率线性增加。随着输入功率的继续增大，

25、放大器渐渐进入饱和区，功率增益增大，放大器渐渐进入饱和区，功率增益开始下降，通常把增益下降到比线性增益开始下降，通常把增益下降到比线性增益低低1dB时的输出功率值定义为输出功率的时的输出功率值定义为输出功率的1dB压缩点，用压缩点，用P1dB表示。表示。) 向后回退向后回退6-10个分贝，工作在远小于个分贝，工作在远小于1dB压缩压缩点的电平上，使功率放大器远离饱和区，进入点的电平上，使功率放大器远离饱和区，进入线性工作区，从而改善功率放大器的三阶交调线性工作区，从而改善功率放大器的三阶交调系数。一般情况，当基波功率降低系数。一般情况，当基波功率降低1dB时，三时，三阶交调失真改善阶交调失真改

26、善2dB。 功率回退法简单且易实现，不需要增加任何功率回退法简单且易实现，不需要增加任何附加设备，是改善放大器线性度行之有效的方附加设备，是改善放大器线性度行之有效的方法，缺点是效率大为降低。另外，当功率回退法，缺点是效率大为降低。另外，当功率回退到一定程度，当三阶交调制达到到一定程度，当三阶交调制达到-50dBc以下以下时，继续回退将不再改善放大器的线性度。因时，继续回退将不再改善放大器的线性度。因此，在线性度要求很高的场合，完全靠功率回此，在线性度要求很高的场合，完全靠功率回退是不够的。退是不够的。 2、预失真、预失真 预失真就是在功率放大器前增加一个非预失真就是在功率放大器前增加一个非线

27、性电路用以补偿功率放大器的非线性失线性电路用以补偿功率放大器的非线性失真。真。 预失真线性化技术，它的优点在于不存预失真线性化技术，它的优点在于不存在稳定性问题，有更宽的信号频带，能够在稳定性问题，有更宽的信号频带，能够处理含多载波的信号。预失真技术成本较处理含多载波的信号。预失真技术成本较低，由几个仔细选取的元件封装成单一模低，由几个仔细选取的元件封装成单一模块，连在信号源与功放之间，就构成预失块，连在信号源与功放之间，就构成预失真线性功放。真线性功放。 手持移动台中的功放已采用了预失真技术，手持移动台中的功放已采用了预失真技术，它仅用少量的元件就降低了互调产物几它仅用少量的元件就降低了互调

28、产物几dB，但却是很关键的几但却是很关键的几dB。 预失真技术分为预失真技术分为RF预失真和数字基带预预失真和数字基带预失真两种基本类型。失真两种基本类型。RF预失真一般采用模预失真一般采用模拟电路来实现，具有电路结构简单、成本拟电路来实现，具有电路结构简单、成本低、易于高频、宽带应用等优点，缺点是低、易于高频、宽带应用等优点，缺点是频谱再生分量改善较少、高阶频谱分量抵频谱再生分量改善较少、高阶频谱分量抵消较困难。消较困难。 数字基带预失真由于工作频率低，可以数字基带预失真由于工作频率低，可以用数字电路实现，适应性强，而且可以通用数字电路实现，适应性强，而且可以通过增加采样频率和增大量化阶数的

29、办法来过增加采样频率和增大量化阶数的办法来抵消高阶互调失真，是一种很有发展前途抵消高阶互调失真，是一种很有发展前途的方法。这种预失真器由一个矢量增益调的方法。这种预失真器由一个矢量增益调节器组成，根据查找表节器组成，根据查找表(LUT)的内容来控制的内容来控制输入信号的幅度和相位，预失真的大小由输入信号的幅度和相位，预失真的大小由查找表的输入来控制。矢量增益调节器一查找表的输入来控制。矢量增益调节器一旦被优化，将提供一个与功放相反的非线旦被优化，将提供一个与功放相反的非线性特性。性特性。 理想情况下，这时输出的互调产物应该与理想情况下，这时输出的互调产物应该与双音信号通过功放的输出幅度相等而相位双音信号通过功放的输出幅度相等而相位相反，即自适应调节模块就是要调节查找相反，即自适应调节模块就是要调节查找表的输入，从而使输入信号与功放输出信表的输入，从而使输入信号与功放输出信号的差别最小。注意到输入信号的包络也号的差别最小。注意到输入信号的包络也是查找表的一个输入，反馈路径来取样功是查找表的一个输入，反馈路径来取样功放的失真输出，然后经过放的失真输出，然后经过A/D变换送入自适变换送入自适应调节应调节DSP中