電源對移動電話開關頻譜的影響
發布時間:2008-10-09 來源:本站原創
中心論題:
- GSM移動電話的基本概念。
- 移動電話功率放大器設計調試中的注意事項。
- 移動電話量產測試中的注意事項。
解決方案:
- 適當增加電容值保證功率放大器在工作狀態時獲得足夠的電流。
- 電容和功放的某引腳在電路板上應該盡量靠近減少電容放電途徑的阻抗。
- 在電源線靠近待測移動電話的一端並聯一個大電容改善移動電話的供電電源的性能。
隨sui著zhe移yi動dong電dian話hua市shi場chang的de發fa展zhan,移yi動dong電dian話hua已yi經jing成cheng為wei目mu前qian國guo內nei電dian子zi製zhi造zao業ye最zui大da的de熱re點dian。移yi動dong電dian話hua是shi一yi個ge包bao含han數shu字zi信xin號hao和he模mo擬ni信xin號hao的de複fu雜za係xi統tong,在zai移yi動dong電dian話hua的de設she計ji調tiao試shi和he批pi量liang生sheng產chan中zhong,會hui碰peng到dao各ge種zhong各ge樣yang技ji術shu問wen題ti。其qi中zhong常chang見jian的de問wen題ti之zhi一yi是shi移yi動dong電dian話hua的de開關頻譜不能滿足ETSI標biao準zhun的de要yao求qiu。在zai實shi際ji工gong作zuo中zhong,發fa現xian移yi動dong電dian話hua使shi用yong的de電dian源yuan直zhi接jie影ying響xiang開kai關guan頻pin譜pu的de好hao壞huai。本ben文wen將jiang簡jian要yao介jie紹shao一yi下xia移yi動dong電dian話hua電dian源yuan對dui開kai關guan頻pin譜pu的de影ying響xiang並bing給gei出chu具ju體ti的de解jie決jue辦ban法fa。
基本概念
GSM移動電話僅在八個時隙中的一個時隙發射信號,因此需要不斷切換功率放大器工作狀態。在發射信號時, GSM移(yi)動(dong)電(dian)話(hua)需(xu)要(yao)打(da)開(kai)功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi),發(fa)射(she)結(jie)束(shu)後(hou)將(jiang)功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)關(guan)閉(bi),從(cong)而(er)減(jian)少(shao)手(shou)機(ji)功(gong)耗(hao),延(yan)長(chang)通(tong)話(hua)時(shi)間(jian)。為(wei)了(le)減(jian)小(xiao)功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)頻(pin)繁(fan)切(qie)換(huan)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)而(er)導(dao)致(zhi)的(de)對(dui)相(xiang)鄰(lin)信(xin)道(dao)的(de)幹(gan)擾(rao),ETSI標準中明確規定了對功率放大器的功率時間譜和開關頻譜的要求。圖1是ETSI規範對功率時間譜的要求, 移動電話在每一個時隙的輸出功率必須落在規定範圍(Time Mask)內。
表1是ETSI規範對開關頻譜的要求。在發射功率為31dBm的時候,距載波400kHz處開關頻譜不得超過 -21dBm,距載波600kHz處開關頻譜不得超過-23dBm,距載波1200kHz處開關頻譜不得超過-23dBm,距載波1800kHz處開關頻譜不得超過-26dBm。
目前完整的手機解決方案的芯片部分主要包括基帶、電源控製、收發器和功率放大器。在這些器件中,基帶、電源控製和收發器的工作電流都比較小,約為幾十mA,而功率放大器的工作電流較大,峰值電流約為1~2A。並且功率放大器的工作模式為非連續方式,因此功率放大器所需電流為幅度較大的脈衝電流,圖2是功率放大器Vcc引腳電流波形。
功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)脈(mai)衝(chong)大(da)電(dian)流(liu)對(dui)電(dian)源(yuan)提(ti)出(chu)了(le)較(jiao)高(gao)的(de)要(yao)求(qiu)。如(ru)果(guo)電(dian)源(yuan)不(bu)能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)瞬(shun)時(shi)大(da)電(dian)流(liu),那(na)麼(me)功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)就(jiu)會(hui)異(yi)常(chang)工(gong)作(zuo),從(cong)而(er)導(dao)致(zhi)移(yi)動(dong)電(dian)話(hua)的(de)各(ge)項(xiang)指(zhi)標(biao)惡(e)化(hua),表(biao)現(xian)之(zhi)一(yi)就(jiu)是(shi)開(kai)關(guan)頻(pin)譜(pu)異(yi)常(chang)。
設計調試中的注意事項
圖3是移動電話功率放大器的外圍電路圖,其中功率放大器的第4引腳接電源。為了保證功率放大器在工作狀態時獲得足夠的電流,通常在靠近功率放大器的第4引腳處並聯一個電容,電容的大小約為3.3mF或者 4.7mF。jutishejikeyigenjushijixuyaoshidangzengjiadianrongzhi,danguodadedianrongbujinhuizengjiachengben,zhanyongjiaodadeyinshuadianlubanmianji。erqiezaizengdadaoyidingrongzhihou,jinyibuzengjiadianrongzhijiangbuzaihuixianzhugaishandianyuanxingneng。ciwai,zhegedianronghegongfangdedi4引(yin)腳(jiao)在(zai)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)應(ying)該(gai)盡(jin)量(liang)靠(kao)近(jin),而(er)且(qie)要(yao)用(yong)銅(tong)箔(bo)塊(kuai)連(lian)接(jie),以(yi)減(jian)少(shao)電(dian)容(rong)放(fang)電(dian)途(tu)徑(jing)的(de)阻(zu)抗(kang)。在(zai)電(dian)容(rong)類(lei)型(xing)的(de)選(xuan)取(qu)上(shang),應(ying)該(gai)選(xuan)擇(ze)等(deng)效(xiao)串(chuan)連(lian)電(dian)阻(zu)和(he)等(deng)效(xiao)串(chuan)連(lian)電(dian)感(gan)較(jiao)小(xiao)的(de)電(dian)容(rong)。因(yin)為(wei)等(deng)效(xiao)串(chuan)連(lian)電(dian)阻(zu)決(jue)定(ding)了(le)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)最(zui)大(da)放(fang)電(dian)電(dian)流(liu),等(deng)效(xiao)串(chuan)連(lian)電(dian)阻(zu)和(he)等(deng)效(xiao)串(chuan)連(lian)電(dian)感(gan)決(jue)定(ding)了(le)放(fang)電(dian)速(su)度(du)(即脈衝電流的前沿上升時間)。如果使用這兩個數值大的電容是根本無效的,隻有使用高頻電解電容、無感薄膜電容、dushidianrongdengcaixing。chulezaigonglvfangdaqidianyuanjiaofangzhidianrongwai,zaiyinshuadianlubanbuxiandeshihou,haiyinggaizhuyijinliangsuoduandianyuanxiandechangdu,guochangdedianyuanxianbujinzengjialedianyasunhao,erqiehuidaozhigongdiandianyadebodong。ciwai,gonglvfangdaqidedianyuanxiandekuandubuyinggaidiyu9mil,過(guo)於(yu)狹(xia)窄(zhai)的(de)電(dian)源(yuan)線(xian)呈(cheng)現(xian)出(chu)較(jiao)大(da)的(de)阻(zu)抗(kang),也(ye)會(hui)進(jin)一(yi)步(bu)惡(e)化(hua)電(dian)源(yuan)的(de)性(xing)能(neng)。在(zai)印(yin)刷(shua)電(dian)路(lu)板(ban)布(bu)線(xian)時(shi),如(ru)果(guo)不(bu)注(zhu)意(yi)上(shang)述(shu)問(wen)題(ti),會(hui)導(dao)致(zhi)功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)電(dian)源(yuan)供(gong)電(dian)不(bu)足(zu),從(cong)而(er)引(yin)發(fa)開(kai)關(guan)頻(pin)譜(pu)的(de)惡(e)化(hua)。在(zai)移(yi)動(dong)電(dian)話(hua)調(tiao)試(shi)過(guo)程(cheng)中(zhong),如(ru)果(guo)開(kai)關(guan)頻(pin)譜(pu)不(bu)能(neng)滿(man)足(zu)ETSIyaoqiu,shejirenyuankeyijinyibuguanchayidongdianhuadegonglvshijianpu。liruzaizuigaogonglvdengjidegonglvshijianpushang,gonglvfangdaqiwendingshuchugonglvchuxianmingxianxiajiangdeqingkuang,nameyoukenengshigonglvfangdaqidianyuangongdiandianliubunengmanzugonglvfangdaqiyaoqiu。shejirenyuankeyicongshangshusangefangmiankaolvgaijingonglvfangdaqidianyuandianludesheji。
量產測試中的注意事項
在量產測試中,通常生產廠家不會采用真正的電池而是采用“假電池”。
由(you)於(yu)移(yi)動(dong)電(dian)話(hua)工(gong)作(zuo)時(shi),功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)所(suo)需(xu)電(dian)流(liu)為(wei)大(da)幅(fu)度(du)脈(mai)衝(chong)電(dian)流(liu),在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia),連(lian)接(jie)電(dian)源(yuan)線(xian)的(de)電(dian)感(gan)不(bu)可(ke)忽(hu)略(lve)。由(you)於(yu)受(shou)到(dao)大(da)幅(fu)度(du)脈(mai)衝(chong)電(dian)流(liu)和(he)電(dian)源(yuan)線(xian)等(deng)效(xiao)電(dian)感(gan)的(de)影(ying)響(xiang),功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)Vcc管腳的實際電壓可以由下式表示:
其中,Vd是電源通路上的電壓降數值,R是電源通路的電阻值,I是電流,L是電源線的電感值,t是時間。
如果用示波器實際測試加在移動電話上的電壓,會發現大量的毛刺, 如圖4suoshi。zaishijishengchanzhong,yanzhongdemaocihuidaozhigonglvfangdaqishixiaohuobeijichuan,ergengduodeqingkuangxia,zhezhongdianyuandebodonghuidaozhiyidongdianhuadekaiguanpinpuehua,congershidebeiceshiyidongdianhuabunengtongguoshengchanceshi。
zhenduishangshuwenti,keyicongsangefangmianlaigaishanceshishengchanxianshangyidongdianhuadegongdiandianyuandexingneng。shouxianyaojinliangsuoduanwenyadianyuanhedaiceyidongdianhuazhijiandedianyuanxianchangdu,tongguojianxiaodianyuanxianchangdulaijianxiaodianyuanxiandedengxiaodiangan,congerjianxiaomaocidefudu。qici,keyizaidianyuanxiankaojindaiceyidongdianhuadeyiduanbinglianyigedadianrong(鉭電容或電解電容),電容值通常不小於3000mF,從cong而er保bao證zheng為wei功gong率lv放fang大da器qi提ti供gong瞬shun時shi大da電dian流liu。最zui後hou,在zai選xuan擇ze移yi動dong電dian話hua生sheng產chan測ce試shi線xian上shang使shi用yong的de穩wen壓ya電dian源yuan時shi,應ying該gai充chong分fen考kao慮lv所suo選xuan的de型xing號hao是shi否fou能neng夠gou滿man足zu測ce試shi時shi對dui供gong電dian電dian流liu的de要yao求qiu。
在(zai)量(liang)產(chan)測(ce)試(shi)中(zhong),如(ru)果(guo)較(jiao)大(da)比(bi)例(li)的(de)被(bei)測(ce)移(yi)動(dong)電(dian)話(hua)不(bu)能(neng)通(tong)過(guo)開(kai)關(guan)頻(pin)譜(pu)的(de)測(ce)試(shi),那(na)麼(me)可(ke)以(yi)考(kao)慮(lv)檢(jian)測(ce)移(yi)動(dong)電(dian)話(hua)電(dian)源(yuan)波(bo)形(xing)或(huo)者(zhe)直(zhi)接(jie)換(huan)用(yong)真(zhen)電(dian)池(chi)進(jin)行(xing)測(ce)試(shi)。在(zai)使(shi)用(yong)真(zhen)電(dian)池(chi)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),如(ru)果(guo)待(dai)測(ce)移(yi)動(dong)電(dian)話(hua)能(neng)夠(gou)通(tong)過(guo)測(ce)試(shi),就(jiu)需(xu)要(yao)檢(jian)查(zha)測(ce)試(shi)電(dian)源(yuan)的(de)設(she)置(zhi),確(que)保(bao)測(ce)試(shi)電(dian)源(yuan)設(she)置(zhi)能(neng)夠(gou)滿(man)足(zu)移(yi)動(dong)電(dian)話(hua)功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)對(dui)大(da)幅(fu)度(du)脈(mai)衝(chong)電(dian)流(liu)的(de)需(xu)要(yao)。
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