手机RF设计中面临的几个难点及解决方法

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手机RF设计中面临的几个难点及解决方法
上网时间 : 2003年05月31日
《电子工程专辑》网站特邀德州仪器(中国)有限公司无线通讯技术客户设计中心高级工程师刘俊勇及周小明担任《手机RF设计挑战与解决》专题研讨的嘉宾主持，与广大工程师共同探讨手机RF设计的问题与解决方法。这次研讨反响十分热烈，现将有代表性的问题分类刊出，希望对工程师的开发有所帮助。欲了解更详细的信息，请登陆www.eetchina.com。
一、 关于手机RF干扰问题的解决
针对GSM手机的RF干扰问题，刘俊勇指出，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功率放大器(PA)的匹配。另外RF前端滤波器的隔离也是一个 重要的指标。PCB板一般是6层或8层，必须要有足够的接地面以减少RF干扰。
他特别强调射频系统会对数字基带(DBB)、模拟基带(ABB)等产生电磁干扰，而加强射频屏蔽是一个有效的措施。他还指出，手机与基站通信中产生的TDMA噪声、突发噪声会给基带的话音处理中带来比较明显的噪声，应该注意去除这类噪声。另外，TDMA噪声主要影响手机的语音部分，因而要注意语音部分的PCB布局和布线。
有工程师指出PA的匹配滤波有一定抑制杂散辐射的能力，但它还是有局限性，是否有其它解决方法？对此刘俊勇表示，可以选择好的前端滤波器以加强带外抑制。关于如何解决RF的电源干扰以及如何选用RF的LDO，刘俊勇回答说首先必须确定RF电源已经被很好地滤波，其次有必要的话最好是不同的RF线路使用独立的电源。在选用RF的LDO时要注意考虑它的驱动电流、输出噪声及纹波抑制等特性。
二、 关于如何选择射频芯片
有工程师询问在选择射频芯片的时候主要是看那些方面的指标？对于3阶截点和1db增益压缩点而言，是越大越好吗？另外，在整体设计手机系统的时候，
怎么样考虑射频芯片的电磁兼容性能？
刘俊勇指出，对接收机而言，要考虑的参数是接收灵敏度、选择性、阻塞、交调等。对发射机而言，要考虑的参数是输出功率、频谱特性、杂散、频率相位误差等。
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。在考虑射频芯片的电磁兼容性能时必须加强射频屏蔽。
三、 关于手机前端设计
有工程师询问，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？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？
对第一个问题，刘俊勇指出需要考虑手机接收前端LNA的增益、P1dB、IP3、NF以及频率范围等，在TI方案中，增益一般是17dB 左右。TI有超外差零中频方案，可以登录www.ti.com查询有关信息。对第二个问题他说，首先要考虑RX、DBB、ABB工作模式下的功耗，对这些模块，不同的解决方案有不同的功耗，其次要考虑这些方案的功率电源管理机制，好的方案会在空闲模式中关掉尽可能多的功能。
对于如何确定手机接收机前端滤波器带宽，刘俊勇指出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925 - 960MHz ，EGSM900 的范围为 RX：925-960MHz，TX：880-915MHz。
有工程师提出在校准AGC参数的时候，如何更好地兼顾不同信道的增益平坦度？刘俊勇回答说首先要考虑前端部分的频带平坦度，在此基础上，可以将整个RX频带划分成若干子带以补偿带内波动。关于手机内采用N分数锁频技术锁相环的时间控制在多少秒为宜，刘俊勇指出锁定时间取决于具体应用，小于250us可以满足GPRS class 12 的要求。而周小明特别指出可以从www.gsmworld.com和www.139130.net网站下载手机设计方案知识。