MTK平台 RF方案简介.

Presentation on theme: "MTK平台 RF方案简介."— Presentation transcript:

1 MTK平台 RF方案简介

2 主要内容： Transceiver简介 RX PA VCO 校准原理

3 RF原理图

4 Transceiver简介

5 Transceiver简介 MT6129支持GSM850、GSM900、DCS1800和PCS1900四频单芯片超外差式收发信机
一、Receiver（RX） 1、支持四频 2、集成四个LAN 3、镜像抑制 4、低中频结构，中频为100KHz

6 Transceiver简介 二、Transmitter（TX） 1、集成信道滤波器 2、集成数字频相检测 三、集成RFVCO，
RX：1738MHz－1990MHz TX：1813MHz－2149MHz 四、I/Q收发复用 五、集成LDO

7 Transceiver简介 名词解释 镜像抑制：在寄生通道干扰中，镜像干扰现象最为严重。一个有用信号相对位于本振信号ωL0的另一侧且与本振频率之差也为中频ωIF的信号称之为镜像频率。如果它没有被变频器的前端滤波器滤除而进入了变频器，即使变频器是个理想的乘法器，镜像频率信号与本振混频后也为中频，由于中频滤波器无法将其滤除，它将与有用信号混合降低了中频输出信噪比，对有用信号的干扰。

8 Transceiver简介 如图所示： 假如RX的频率为：950MHz， 由于IF＝100KHz，所以LO＝1899.8MHz
方法：一般在混频前段用高Q值的滤波器把镜像频率滤除掉。 但是由于这里的镜像频率刚好是有用频率的临近信道，所以不能用普通的滤波器来抑制。 Transceiver里面有集成数字滤波器，用来抑制临近信道的干扰。 无论怎样，镜像频率必须再混频前被滤除掉

9 RX

10 RX

11 RX

12 RX 从上面的原理图中可以看出 经过SAW Filter以后，信号有非平衡转化成平衡信号，这有利于提高抗干扰的能力
控制天线开关的逻辑电路，只是提供一个高低电平，用来控制某一个时刻接受还是发射。 SAW Filter和LNA之间的匹配是根据最小噪声要求

13 RX RF信号首先经过SAW Filter以后把无用频率的信号滤除掉，经过LNA放大以后在第一级混频器中与本振频率混频以后变成固定的中频（IF）100KHz，在混频器前要先抑制镜像频率 IF信号经过滤波以后，再通过PGC放大以后送入第二级混频器混频后变成I、Q信号送入BB。如下图所示：

14

15 RX IF频率的选择:主要是要避开干扰源的频率
1、当IF＝0的时候，就变成零中频（Zero IF），就不需要镜像抑制，但需要考虑DC偏置、本振泄漏等因素，但是能降低成本 2、当IF高时，就需要增加一个价格比较贵的SAW Filter，同事要牺牲一定的PCB空间 3、低中频时，如IF为100KHz时，就没有上面1－2的缺点。

16 PA

17 PA GSM系统对PA的要求很高，要求高效率、不失真。 效率： GSM:55％， DCS:50% 这么高的效率一般都是非线性。

18 PA 表示PA的线性度：1dB压缩点和三阶交调截取点

19 PA 名词解释： 1、 1dB压缩点：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输入功率线性增加。这种放大器称之为线性放大器，这两个功率之比就是功率增益G。随着输入功率的继续增大，放大器进入非线性区，其输出功率不再随输入功率的增加而线性增加，也就是说，其输出功率低于小信号增益所预计的值。通常把增益下降到比线性增益低1dB时的输出功率值定义为输出功率的1dB压缩点，用P1dB表示

20 PA 如图所示：

21 PA 三阶交调截取点IP3 ： 两个相邻的频率（f1和f2）的微波信号通过一个非线性放大器时，会产生很多频率分量：nf1＋－mf2，其中2f1－f2或者2f2－f1比较接近f1（f2），会对此产生干扰。如下图一所以。 图2反映了基频（一阶交调）与三阶交调增益曲线，当输入功率逐渐增加到IIP3时，基频与三阶交调增益曲线相交，对应的输出功率为OIP3。IIP3与OIP3分别被定义为输入三阶交调载取点和输出三阶交调载取点

22

23 PA PA控制方式 1、输出功率检测反馈控制法 该方法直接检测射频输出功率，通过反馈环路实现闭环功率控制。

24 PA 2、电流检测反馈控制 根据不同的输出功率，射频功放向电源索取不同的电流，电流取样电阻检测电流的变化，作为反馈信息与基准控制信号比较并积分得到功放控制电压，来实现输出功率的闭环控制。

25 PA 3、开环控制 通过检测集电极的电源电压，利用 Vramp来控制输出功率：

26 PA 输出功率检测反馈控制法是一种比较老的闭环控制方式，集成度比较低，现在已经慢慢的淘汰了，PA有：skyworks的sky77304等。
开环控制：代表的PA：RFMD3110、ADID的ADL5552等 后两种是现在在手机比较常用的功率控制方式

27 PA

28 PA 输出匹配电路主要是用来跟电线开关的匹配，以实现最大效率工作。如果匹配不合理会导致各种问题，包括功率平坦度、EMC，甚至发射功率上不去

29 PA

30 PA Vramp：

31 PA 1QB=0.923uS

32 PA

33 VCO

34 VCO VCO射频通信系统中是必不可少的一个关键器件，它通过PLL技术把被调制信号调制到所需发射的频率上去。 PLL基本原理如下图：

35 VCO PFD－相频检测：对输入的两个信号进行瞬时相位比较，产生误差电压。
LF－环路滤波器：对产生的误差电压滤除高频部分以及噪声，同时改善整个锁相环路的噪声性能 VCO－压控振荡器：受到环路滤波器的输出电压控制 当锁相环路正常工作时，输出信号的频率除以N和基准频率除以R的频率相等

36 VCO 如果两个信号的频率保持相等的话，那两者之间的相差才能保持不变；同时如果两个信号的相差是恒定的，那这两个信号的频率就是相等的
上面说的相位都是瞬时相位。

37 VCO MT6129射频方案中共有2个VCO： 1、26MHz的TCXO：是整个系统的基准频率，因此精度要求非常高，一般2ppm。同时基带IC通过AFC可以控制TCXO，把系统校准到GSM需要的频率误差的要求 2、RFVCO，集成在MT6129中，工作频率： RX：1738MHz－1990MHz TX：1813MHz－2149MHz

38 VCO RX： TX：

39 VCO 采用下变频方式，使得RF信号变成100KHz的低中频信号。 计算本振VCO的频率：
RX： FVCO＝2×Fch－200KHz GSM850和GSM900 FVCO=Fch-100KHz DCS1800和PCS1900 TX： Fvco＝2×D1×Fch/（D1－1） GSM850和GSM900 Fvco＝D1×Fch/（D1－1） DCS1800和PCS1900 其中：D1＝11

40 VCO 特别要关注的PLL环路滤波电容：

41 VCO RX/TX IF VCO： IF VCO直接使用26MHz的TCXO。

42 校准原理

43 校准原理 一般产线校准主要是4种 1、电池电压校准 2、13MHz AFC校准 3、RX校准 4、TX 功率校准

44 校准原理 电池电压校准：通过电池电压校准主要是让系统知道当前的电池电压是多少，这样系统可以正确的表示出显示出电池格数图标。
这部分对RF方案没有影响，所以不在此处详细说明他的原理。

45 校准原理 26MHz AFC校准： 1、目的：使得在室温下TCXO稳定工作在26MHz情况的ADC值和斜率slope（Hz/ADC）
由于TCXO本身就有误差，再加上老化等原因，TCXO的输出不会在26MHz，因此需要通过适当改变基带IC控制信号AFC的电压（ADC值），使得TCXO能工作在26MHz，满足ETSI规范要求

46 校准原理 2、具体算法：

47 校准原理 1）、在test模式下，打开TX，设置ARFCN
2）、设置DACmin、DACmax，并计算出对应delta Fmin和delta Fmax 3）、根据上图可以计算出相应的斜率slope 4）、把DAC值在DACmin和DACmax中移动，计算出最小的delta F和对应的DAC 5）、保存DAC和slope

48 校准原理 RX校准：包括两部分：RX Gain和信道补偿

49 校准原理 RX Gain校准：基于下图的线性关系，每一RX Input Level都有相对的RX Lev的值：

50 校准原理 具体实现方式： 按照两条直线来分解，目的是因为小功率的时候误差相对比较大。分解点为 （－70，40）上
line1：x<=-70 line2：x>=70 注意：校准RX只是让RX Lev的值与RX Input level 的值完全对应，只要补偿的值在一定范围内就不会影响系统的灵敏度

51 校准原理 TX 功率校准 包括功率等级校准、信道补偿、温度补偿、电压补偿等
温度补偿和电压补偿一般产线不实行，一般通过统计然后把补偿的ADC值直接写道程序中，以节约生产时间。 信道补偿只是对最大功率等级有效。

52 校准原理 功率等级校准：不同的PA一般校准算法也不同。
我们知道，在GMS中，控制手机PA在不同等级的信号是基带IC控制信号Vapc，每一等级的发射功率都有对应的Vapc，Vapc大表示功率大。因此我们需要校准Vapc的offset值，使得发射功率到目标功率值上去。

53 校准原理 每一个Vapc的ADC值都会有对应的PA输出功率值，一般情况下这种关系不是线性关系（ADL5552是线性关系的，因此校准算法相对来说比较简单），如RFMD的PA。 我们以RFMD的PA为例，来说明功率等级校准的算法：

54 校准原理 1、通过一下公式把PA的输出功率转换： 使得Pout[V]与Vapc的ADC值在一定范围 内变成线性关系。

55 校准原理 这样就可以算出slope： slope＝ （Pou[V]2-Pou[V]1）/（ADC1- ADC2）
一般GSM：ADC1为PL17对应的ADC值 ADC2为PL6对应的ADC值 DCS：ADC1为PL13对应的ADC值 ADC2为PL1对应的ADC值

56 校准原理 然后计算出每一等级的误差功率： Error[V]= Targer_power[V]－Measured_power[V]
计算出每一功率等级对应的offset值： PL_offset=Erro[V]/slope 把PL_offset 保存到EEP中

57 问题？

58 谢谢！