校准上篇原理手机GSM(校准增益手机信号功率)「手机校准是什么」

校准上篇原理手机GSM(校准增益手机信号功率)

1 校准终测的基本原理1.1校准 、终测的目的现在生产的相同型号手机虽然使用都是相同器件,但这相同器件还是有的一定的偏差,由此组合的手机就必然存在着差异,但这差异是在一定的范围,超出了就视为手机不良。
因此校准的目的就是将手机的这种差异调整在符合国标的范围,而终测是对于校准的检查,因为校准无法对手机的每个信道,每个功率级都进行调整,只能选择有代表性的(试验经验点)进行,所以校准通过的手机并不能肯定它是良品,只有通过终测检验合格的才算是,我们现在生产线上的校准终测测试程序都是将这两个部分合并(除了DA8和EMP平台)。
1.2手机的基本校准、测试项的介绍1、Battcal(电池校准):是对手机的电池模拟使用的调整,分两种情况(4.2V和3.5V)。
恒9系列和Florence平台的校准相似,先调整手机电池处在4.2V时的偏置值,使其冲手机读取的电压表示值在4.2±0.1v的范围,然后将电池的电压调至3.5v,看电压是否还处于3.5±0.1v的范围,是就将这偏置值存入手机。
2、TxCal(发射机校准):不同的平台有不同的校准方法,但其大致的原理是一样的。
就是通过一定的方法调整在一个或者几个试验经验点(全部功率级)的功率值的表示值,使其符合国标的要求。
这表示值可以是一个单一的数字,也可以是一组,像A6/A8系列的就是多个经验点(GSM900有10,60,105,1000这4个信道,DCS1800有570,700,800这3个信道)全功率级(即GSM900有5-19,DCS1800有0-15)单一的数值,而恒9系列和Florence平台则是单个经验点(GSM900有62,DCS1800有698)的全功率级代表该功率级的一组功率曲线的表示值。
在这就目前使用的两种PA将校准做个详细的介绍一)RFMDa)、发射机及其校准原理在发射机中,从CSP产生的已调信号,经过HD155148的混频、射频放大,再经功率放大器(PA)放大、滤波后从天线发送出去。
发送信号的功率和形状(burst shape)由PA决定,这里采取功率控制环来控制发送信号的功率和形状。
Tx校准原理就是通过测量计算得到一系列TXP值,去控制PA的增益,使得不同PCL的发射信号满足规范的要求(绝对功率大小、相连PCL的功率、切换频谱、Burst Shape等)。
如图Figure 1 所示。
校准时,我们先根据写入手机的TXP值和测量得到的功率值PM,计算得到TXP和PM的关系曲线L,再根据L对每个PCL所要求的功率值Prequired计算出相应的TXP值存到NVM即可。
校准的关键是找到TXP和PM的关系曲线L,根据实验得到TXP和PM相应的电平V存在线性关系,因此我们只需要两个PCL的对值(TXP,V)即可得到L。
b)、校准方法及公式发射信号的形状如图Figure 2 所示,它包括三部分:Ramp Up、Mid-Burst、Ramp Down。
其中Mid-Burst 为平坦部分,决定着信号的功率。
校准过程中,Mid-burst 可由TXP和PM的关系得到Mid-TXP,而Ramp Up和Ramp Down用正弦曲线来逼近,见图Figure 3。
校准时,待发射信号直接通过cable耦合到测试仪器,负载为50Ohm,因此输出信号电平V(v)和输出信号功率P(mW)满足Formula_1。
Ramp UP和Ramp Down(Burst Shape除去Mid-Burst后的形状)用0到Pi的三次正弦函数模拟。
如图Figure 3,我们在该曲线上按时间均匀取32个点(element),element1到element5的值为0,element6到element15的值按正弦函数给出。
其他element的值对称得到。
Formula_2给出了element5到element15的值,其中Te=(e-15)(48/13/2)us (每个element占半个bit,每个bit为48/13us),t=T-Te 。
线性曲线L的斜率m和常数c由Formula_4计算得到,TXPH和TXPL由推荐值m0和c0计算得到(plH→Prequired→Vrequired→TXPH),VH和VL由Formula_1得到(PMH→VH)。
c)、校准步骤1. 确定TXP vs V曲线中的m和c: 先根据推荐值m0和c0, 由给定plH(pl 6 at EGSM; pl 1 at DCS)得到Prequired,计算Vrequired,从而TXPH=m0Vrequired+c0 ,同时从仪器读出手机的输出功率PM,计算VH 。
同样方法得到TXPL和VL 。
再根据(TXPH,VH)和(TXPL,VL),计算m和c 。
2. 对每个频带每个功率级进行校准: 根据上一步得到的m和c,算出每个功率级的Ramp Data并存入RAM。
最后存入NVM。
3. 验证校准结果:其实RFMD的校准方式就是计算出实际发射功率的电压值与手机RAM存储的功率表示值的关系直线。
而SKY校准与这不同,下面将详细介绍。
二)SKY这种校准方式比较花时间,但可以将各个功率级的功率校的很精确。
a)、将手机仪器都设置在TestMode;b)、设置仪器一个合适的信道,发送PTE指令控制手机处于连续发射状态,信道与仪器对应;c)、写入该功率级的默认值,调整默认值(或加或减)使手机的发射功率达到期望值,将此数据换算的Ramp值存入手机,对该信道的各个功率级都进行这样计算、存值。
3、RxCal(接收机校准):由于恒9系列和Florence平台的Rx射频接收模块不一样,因此校准也不一样。
我们分开介绍,Agere平台的机型有:A)、Seville平台上图说明了Rx信号的处理的全过程。
信号通过50欧姆阻抗的馈线连接通过手机的天线开关和FEM,FEM包含了Tx/Rx切换开关、带通滤波器,如图2,RF信号必须通过HD155148TF芯片中的3个低噪放大EGSM/GSM1800/GSM1900各一个),进行必要的放大或者衰减(这些低噪放大器可由软件来实现开关),这些低噪放大器的大约是21.5dBm,EGSM频段的在放大器关闭的状态下最小增益是-28dBm,GSM1800/1900是-26dBm.,在校准过程中这些增益都很相似,并可以精确计算。
由这些低噪放大器输出的RF信号通过直接变频器下变频后,通过两组的BB singnal path分离为I和Q信号。
这些点的大半增益都可以实现控制,由-28dBm到62dBm步长为2dBm。
下表为Rx接收的各部分控制词,具体分布如下:RB0-5为BB部分的增益设置,RG0-1为前置低噪放大器的增益控制(00-正常放大增益约21.5dBm;11-为关闭前置放大,增益为-26dBm或-28dBm)下表为RxGainA(CSP部分)的放大增益控制词:下图为接收放大器的接收特性,在不同的信道有不同的放大增益,为了获得更准确地增益,应该把他们考虑进去,在下面关键的校准步骤中会介绍。
关键的校准步骤:1)、设置工作点(Setworkingpoint)Setworkingpoint主要的目的是寻找CSP.ADC处信号电平在-20dBfs时且通道增益已定义的情况下的Cellpower。
这样,通道增益就包含有前置低噪放大器的增益,直接变频器的增益和22dB的HD155141TF内部的基带增益,但不包括CSP的基带增益,其手机接受的控制词(RxGainA = 0,RxGainB = 202)。
选一个任意的测试信道,例如:A9/A90的就选择975信道,这是由于低信道的决定了频率边带的补偿。
1/发送PTE指令ReadRSS,975,0,0,202,975,0,0,202,975,0,0,202,975,0,0,2022/读取结果算出平均值并转换成dBfs单位,公式:10 log ((Reading1 + Reading2 + Reading3 + Reading4) / (4 32767))3/如果计算出的结果偏离-20dBfs的0.2dB,就得调整信号发生器的信号电平,然后重复测试。
4/记录下信号发生器的信号电平2)、测试边带信道(Measure band ripple for EGSM band)目的是计算在相同的通道增益和相同的信号强度条件下,其通道放大器对不同频段的响应的补偿,即将偏差范围较大的响应曲线纠正在一定的范围如上图1/发送PTE指令ReadRSS,Chan No,0,0,202,Chan No,0,0,202,Chan No 0,0,202,Chan No,0,0,2022/读取结果并将其转换为dBfs单位(取平均值)3/测试每个边缘信道,根据公式:Sub–Band Average = (Average Lower Channel + Average Upper Channel) / 2算出这个频段的平均值,再根据公式:Overall Band Mean = Sum of Sub–Band Mean Column / 8计算出这8组频段的平均值。
4/计算频段补偿,根据公式:(每个频段的平均值-8组频段的平均值)16,并记录下参数3)、测试Rx基本通道增益(LNA开启)(Calculate the EGSM Basic Rx Path Gain for LNA on case)已知:Channel=62 ;取基本通道增益BB_Gain =12 ,因此基本通道开关增益为12-(-28)=40(因为通道增益关闭时增益为-28dBm)1/根据已知的-54.5dBm 对应的BB_Gain数值202 ,换算成BB_Gain数值162时,信号发生器的信号电平公式:-54.5 + ((202-2)/8) - ((162-2)/8)2/发送PTE指令,ReadRSS,62,0,0,162,62,0,0,162,62,0,0,162,62,0,0,1623/读取结果并将其转换成dBfs单位,(Mean)4/取出原先计算的现在测试信道所对应的频段补偿5/计算基本通道增益,Basic Rx Path Gain= Mean-换算出来的信号发生器的信号电平-基带部分的开关增益-频段补偿6/将其结果乘以16,保存下来。
4)、测试基本通道的补偿值(Calculate the BB_Gain compensation values)已知:Channel=62,BB_Gain=-16 dB (RxGainA = 0, RxGainB = 50),LNA = on设置信号发生器的信号电平能保证CSP的ADC处的信号强度在-20dBfs,通过SetWorkingPoint部分完成例如:现在的信号发生器的信号电平为:Signal level at antenna = – 24.375dBm1/发送PTE指令:ReadRSS, 62,0,0,50,62,0,0,50,62,0,0,50,62,0,0,502/读取结果并计算其CSP处的信号强度Mean=10 Log ((327 + 326 + 326 + 326) / 4) / 7FFF) = – 20.0188 dBfs那么,Rx基带通道增益=Mean-信号发生器的信号电平-基带开关增益-频带补偿重复以上的操作,将BB_Gain设为-2,26,40,54dB,得到以下结果:Basic Rx Path Gain for – 16dB Base–Band gain = – 8.7688Basic Rx Path Gain for – 2dB Base–Band gain = – 8.8134Basic Rx Path Gain for + 12dB Base–Band gain = – 8.7678Basic Rx Path Gain for + 26dB Base–Band gain = – 8.851Basic Rx Path Gain for + 40dB Base–Band gain = – 9.2095Basic Rx Path Gain for + 54dB Base–Band gain = – 9.56563/分别计算各个测试的BB_Gain值与-8.7678的差值,并取整4/通过PTE指令将值存入手机,SetGainCalBBIF %d,%d,,%d,%d,%d,%dBB_Gain[0] = 16 (– 8.7678 + 8.7688) = 0.256 which is rounded to 0BB_Gain[1] = 16 (– 8.7678 + 8.8134) = 0.7296 which is rounded to 1BB_Gain[2] = 16 (– 8.7678 + 8.7678) = 0BB_Gain[3] = 16 (– 8.7678 + 8.851 ) = 1.3312 which is rounded to 1BB_Gain[4] = 16 (– 8.7678 + 9.2095) = 7.0672 which is rounded to 7BB_Gain[5] = 16 (– 8.7678 + 9.5656) = 12.7648 which is rounded to 135)、计算Rx基带通道增益(LNA关闭)(Calculate the EGSM Basic Rx Path Gain for LNA off case)已知:Channel 62,BB_Gain = 52dB (RxGainA = 0, RxGainB = 1536 + 322=1858 , RG0 and RG1 位设置为1,使LNA完全关闭),LNA = off设置信号发生器的信号电平能使CSP处的信号强度保持在-20dBfs例如:此时信号发生器的信号电平,Signal level at antenna = – 39.86dBm1/ 发送PTE指令:ReadRSS, 62,0,0,1858,62,0,0,1858,62,0,0,1858,62,0,0,18582/读取结果并将其转换为dBfs单位,Mean = 10 Log ((323 + 323 + 325 + 323) / 4) / 7FFF) = – 20.0556 dBfs3/其频带增益:Sub–Band Compensation = 1.125dB4/当前的BB_Gain=52dB,那么其通道开关增益 BB switched gain = 52 + 28 = 80dB5/由于BB_Gain=52dB,在46dB和62dB之间,其基带补偿:BB_Gain compensation = 13/16 = 0.8125dB,即使用BB_Gain[5]的补偿6/现在我们可以计算出在LNA关闭的情况下的Rx基带通道增益:Basic Rx Path Gain =– 20.0556 – (Sub–Band Compensation) – (BB_Gain compensation) – (Level at antenna) – (BB switched gain)= – 20.0556 – 1.125 – 0.8125 + 39.86 – 80 = – 62.1331dB7/将其乘以16转换回去,并分成两部分存储:Round(– 62.1331 16)=-994 或者0xFC1E(MSB=252,LSB=30)6)、将校准的值存入手机<1>通过PTE指令SetGainCalGSM和SetGainCalDCS来存值<2>指令的参数说明:例如:SetGainCalGSM, Param1, Param2,..,Param36 其36个参数见下表

联系我们

在线咨询:点击这里给我发消息