手机射频基本原理

1、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 .GSM :1.基本通信架构示意图注：蓝色字体框仅起到标识作用，不代表实际器件;2 .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

2、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 （RX SAW），进行滤波并且分

3、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。3. ATE常用测试项的选择以及说明:ftsport & System在ateIII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：Test Setup File Location （Setup file）选择 setup 文件，这是最先进行选择的；NVRAM Datebase file选择手机的 database文件，建议选择与版

4、本对应的database （每编译一次版本，都 会生成对应的 database文件)Config File Location (CFG file )选择配置文件；Calibration File Location(ini file )选择校准用的初始化文件;Test Report Location选择终测产生的log文件存放目录；Report Database Location选择校准产生的log文件；Stop condition建议勾选，这样一旦有某个项目校准失败，ATE就会停下来;Add Cal Status必须勾选，否则校准标识位不会被写入；Fast Power Measurement不

5、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；14-r 小旳 p ewo Cti pvcs Ctx r res cd u：r 矗*. En-tf 也IU)厂匚0tfC Cd P F祇业讯ri Gsa：zki厂 nioP SET tfCBCp SKT虫r F1H KL r SET EFSEfTTJlfi) 厂p心加心厂ML MX旳 厂 RFHVMMIGCS gP 磁 z创 MBand菜单：选择 GSM900 Cal以及DCS Cal，表示进行这两个频段的校准；RX菜单：选择AFC Cal表示进行自动频率校准，选择Pathloss Calibration表示进行接收通路损耗

6、分段补偿校准；TX菜单：选择SKY APCDC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APC Check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 ADC Cal/PSU Ctrl，表示对电源进行程控，并且进行电池校准；勾选GSM900以及DCS表示会对这两个频段进行终测;X4. 经常出现的校准问题分析:AFC Calibratio n Fail = 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：a.

7、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；b. 检查26MHz晶振方向是否正确，焊接情况是否良好；Pathloss Calibration Fail = 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SAVy 那么EPCOS勺会很差），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

8、否焊接良好；c. 射频测试线是否松动；APC Calibration Fail = 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；ADC Calibration Fail = 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：ADC tableADC_V1 = 3400ADC_V2 = 4200NORMAL_VOLTAGE = 3900CURRE

9、NT_LIMIT = 2000MAX_BATTERY_ADC_SLOPE = 5550.0MIN_BATTERY_ADC_SLOPE = 5250.0可以适当增大 MAX_BATTERY_ADC_SLOPE = 555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GSM90C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。Report & Syste

10、m如果分别校准能够通过，那么看看 ATE的IH中，是否勾选了 Fast PowerMeasurement,必须去处这个选项。5. 非信令工具META勺简单使用选择正确的 METAT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 RF tool :n - Iaui KETA Service centerAction Option Help3 COMS_i7 | Please reset targetFlow control+ SoftwareHardwareSupport丽 GSM 850厂 Auto Control Power SupplyReconnect

11、BaudrateT arget E audrateBB chipExt. clock.WiFi BB chip WiFi RF chp BT BB Chp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勺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85dBn）按下Start , 显示栏出现如下界面：BANDARFCNDSP PowerAnt_PowerUsedGainDeviationGSM900201nulidInulid19.510Inul

12、idGSM9OQ2DInvalidInualid21SOOInvalidGSM9OB20InvalidInulid23.500InulidGSM90020InuaLldInvalid25.510InvalidGSM90020InuaLldInvalid2F500Inualid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 TX level a nd profile 选项，出现如下界面:选择GMSK Level a nd Ramp sett ing，出现如下界面:点击Upload

13、from flash，使得database里面的数值写进去，此时是GSM90C频段，几个重要菜单介绍如下：TSC菜单可以选择发射时隙，ARFC菜单可以选择发射信道，PCL表示功率等级，每个 PCL对应的PCL DAC代表对应的PA偏置电压值，如果要选择 20信道、PCL5的功率发射，则先将综测仪选择到接收机模式，选择GSM90C频段20信道，在META中点击PCL5，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CMU20C是有些不同的，具体细节可以在实际使用中掌握

14、。二.CDMA1. CDM/基本通信架构示意图发射通路TX IQRX IQTX_AG匹配aDj_c 1差分信号CDMA收发芯片:GRF6401TX SAWPAPA参考时钟信号差分信号功放WS1103检波器耦合器功率检测电压信号CDMA双工器LNA天线RF测试座注：蓝色字体框仅起到标识作用，不代表实际器件；2 .射频部分工作原理简述：A.发射通路（TX）基带的发射IQ信号（TX IQ）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 TX SAW

15、，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一一RF测试座一一天线这一条道路，发射出去；另外一路衰减1520dB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

16、信号放大以后通过匹配进入接收声表面滤波器（RX SAW ）,进行滤波并且分成差分信号以后，进入收发芯片（GRF640）进行解调，下变频以后形成接收IQ信号（RX IQ）,送到基带进行下一步处理。C.参考时钟电路CDMA勺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:Calibration It cm Setting 1Common VS CELL US PCS AMFS JFA T53 CDMA-450M7 USCELL RkAGC 7 USCELL RkAGC 厂 USCELL RkAGC 7 USCE

17、LL TxAGC 7 USCELL TxAGC 厂 USCELL TxAGC 厂 USCELL TxAGC 17 USCELL TxAGC 厂 USCELL TxAGC 厂 USCELL TxAGC 17 USCELL TxAGC 17 USCELL TxAGC 厂 USCELL TxAGC 厂 USCELL TxAGCBaselineFrequency ChanTLEl AdjustmerLtTemperaturm AdjustmentBaselineFrequency CharLTLEl AdjustmerLtTemperaturm AdjustmentBat hry Vol电 Adj u

18、s trnEii tM:k Fower Limit Frequency AdjustmentM ：i:-: Power Lim itery Vol tag 电 Adj usM ：i:-: Fower Lim it Temp er atm-e Adjust men tClosed Lu upClosed LoopClosed LoopClosed Lu opRF F er M p asm- em entFr equenay ChULel Adj us tmETiT emp er aturE Adj us tmEntMai; Power Battery Voltage Ad确定I 取消I下面对校准

19、项目作简单说明：USCELL RxAGC Basel ineCDMA 800频段基准信道接收增益校准;USCELL RxAGC Freque ncy Cha nnel Adjustme ntCDMA 800频段接收信道分段补偿校准；USCELL TxAGC Basel ineCDMA 800频段基准信道发射增益校准；USCELL TxAGC Freque ncy Cha nnel Adjustme ntCDMA 800频段接收信道分段补偿校准；USCELL TxAGC Max Power Limit Freque ncy Adjustme ntCDMA 800频段发射信道最大功率分段补偿校准；

20、USCELL TxAGC Closed Loop RF Power Measureme ntCDMA 800频段基准信道发射负反馈功率校准；USCELL TxAGC Closed Loop Freque ncy Cha nnel Adjustme ntCDMA 800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:Battery Measureme nt Calibrati on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：Demodulation of Forward Fun dame ntal C

21、ha nnel with AWGN :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）Receiver Sensitivity and Dynamic Range 接收灵敏度以及接收动态范围测试Waveform Quality and Frequency Accuracy波形质量以及频率稳定度测试Range of Open Loop Output Power开环输出功率测试Range of Closed Loop Output Power Conrorl闭环输出功率控制范围Maximum RF Output Power最大输出功率Minimum Controlled Outp

22、ut Power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：2001 PowerUpCurrentLowLimtError ：2004 PowerUpCurrentHighLimtError ：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：HANDSETSTARTUPPARAHandsetSteadyTime=10000CaliModeStandbyTime=2000HandsetMinCurrent=0HandsetMaxCurrent=1000H

23、andsetMinCurrent 与 HandsetMaxCurrent 分别表示允许手机的最小和最大电流；2202 CDMA_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；2204 CDMA_TxAGCBaselineParameterError ：2204 的

24、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 PACDMA 基带芯片 CBP5.1 是否虚焊,是否有正确的 IQ 信号给到 GRF6401 ；b.小功率能够校准通过，大功率校准失败：这种情况可能是 PA虚焊，