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ETSIbiaozhundeyaoqiu。zaishijigongzuozhong,faxianyidongdianhuashiyongdedianyuanzhijieyingxiangkaiguanpinpudehaohuai。benwenjiangjianyaojieshaoyixiayidongdianhuadianyuanduikaiguanpinpudeyingxiangbinggeichujutidejiejuebanfa。
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,zhegedianronghegongfangdedi4yinjiaozaidianlubanshangyinggaijinliangkaojin,erqieyaoyongtongbokuailianjie,yijianshaodianrongfangdiantujingdezukang。zaidianrongleixingdexuanqushang,yinggaixuanzedengxiaochuanliandianzuhedengxiaochuanliandianganjiaoxiaodedianrong。yinweidengxiaochuanliandianzujuedingledianrongqidezuidafangdiandianliu,dengxiaochuanliandianzuhedengxiaochuanliandianganjuedinglefangdiansudu(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,guoyuxiazhaidedianyuanxianchengxianchujiaodadezukang,yehuijinyibuehuadianyuandexingneng。zaiyinshuadianlubanbuxianshi,ruguobuzhuyishangshuwenti,huidaozhigonglvfangdaqidianyuangongdianbuzu,congeryinfakaiguanpinpudeehua。zaiyidongdianhuatiaoshiguochengzhong,ruguokaiguanpinpubunengmanzuETSI要(yao)求(qiu),設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)可(ke)以(yi)進(jin)一(yi)步(bu)觀(guan)察(cha)移(yi)動(dong)電(dian)話(hua)的(de)功(gong)率(lv)時(shi)間(jian)譜(pu)。例(li)如(ru)在(zai)最(zui)高(gao)功(gong)率(lv)等(deng)級(ji)的(de)功(gong)率(lv)時(shi)間(jian)譜(pu)上(shang),功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)穩(wen)定(ding)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)出(chu)現(xian)明(ming)顯(xian)下(xia)降(jiang)的(de)情(qing)況(kuang),那(na)麼(me)有(you)可(ke)能(neng)是(shi)功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)電(dian)源(yuan)供(gong)電(dian)電(dian)流(liu)不(bu)能(neng)滿(man)足(zu)功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)要(yao)求(qiu)。設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)可(ke)以(yi)從(cong)上(shang)述(shu)三(san)個(ge)方(fang)麵(mian)考(kao)慮(lv)改(gai)進(jin)功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)電(dian)源(yuan)電(dian)路(lu)的(de)設(she)計(ji)。
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4所(suo)示(shi)。在(zai)實(shi)際(ji)生(sheng)產(chan)中(zhong),嚴(yan)重(zhong)的(de)毛(mao)刺(ci)會(hui)導(dao)致(zhi)功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)失(shi)效(xiao)或(huo)被(bei)擊(ji)穿(chuan),而(er)更(geng)多(duo)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),這(zhe)種(zhong)電(dian)源(yuan)的(de)波(bo)動(dong)會(hui)導(dao)致(zhi)移(yi)動(dong)電(dian)話(hua)的(de)開(kai)關(guan)頻(pin)譜(pu)惡(e)化(hua),從(cong)而(er)使(shi)得(de)被(bei)測(ce)試(shi)移(yi)動(dong)電(dian)話(hua)不(bu)能(neng)通(tong)過(guo)生(sheng)產(chan)測(ce)試(shi)。
針zhen對dui上shang述shu問wen題ti,可ke以yi從cong三san個ge方fang麵mian來lai改gai善shan測ce試shi生sheng產chan線xian上shang移yi動dong電dian話hua的de供gong電dian電dian源yuan的de性xing能neng。首shou先xian要yao盡jin量liang縮suo短duan穩wen壓ya電dian源yuan和he待dai測ce移yi動dong電dian話hua之zhi間jian的de電dian源yuan線xian長chang度du,通tong過guo減jian小xiao電dian源yuan線xian長chang度du來lai減jian小xiao電dian源yuan線xian的de等deng效xiao電dian感gan,從cong而er減jian小xiao毛mao刺ci的de幅fu度du。其qi次ci,可ke以yi在zai電dian源yuan線xian靠kao近jin待dai測ce移yi動dong電dian話hua的de一yi端duan並bing聯lian一yi個ge大da電dian容rong(鉭電容或電解電容),電容值通常不小於3000mF,congerbaozhengweigonglvfangdaqitigongshunshidadianliu。zuihou,zaixuanzeyidongdianhuashengchanceshixianshangshiyongdewenyadianyuanshi,yinggaichongfenkaolvsuoxuandexinghaoshifounenggoumanzuceshishiduigongdiandianliudeyaoqiu。
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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