CN103067548A

CN103067548A - 手机接收差分匹配电路灵敏度的调试***及方法

Info

Publication number: CN103067548A
Application number: CN2011103220353A
Authority: CN
Inventors: 阳子奇; 陈奎
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2011-10-21
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2031-10-21
Also published as: CN103067548B

Abstract

本发明提供一种手机接收差分匹配电路灵敏度的调试***，所述***包括具有射频和基带电路的手机、以及与手机射频测试座连接的手机综测仪，所述手机的SIM卡槽上安插有手机综测仪的测试卡，手机的接收通路包括顺序连接的天线开关、双工器、第一巴伦、第二巴伦和收发机。本发明还提供一种手机接收差分匹配电路灵敏度的调试方法。本发明提供的手机接收差分匹配电路灵敏度的调试***和方法中，将现有技术中双工器和收发机之间的差分匹配电路去掉，将两个巴伦顺序连接于双工器和收发机之间。由于采用了两个巴伦对接测试，得到PCB板所能达到的极限灵敏度值，基于这个极限灵敏度值，对差分匹配电路的调试具有指导意义，避免了盲目的调试和仿真。

Description

手机接收差分匹配电路灵敏度的调试***及方法

技术领域

本发明属于通讯领域，尤其涉及一种手机接收差分匹配电路灵敏度的调试***及方法。

背景技术

无线传输的接收灵敏度类似于人们沟通交谈时的听力，提高信号的接收灵敏度可使无线产品具有更强地捕获弱信号的能力。这样，随着传输距离的增加，接收信号将变弱，但高灵敏度的无线产品仍可以接收数据，维持稳定连接，大幅提高了传输距离。无线电波的传输是"有去无回"的，当接收端的信号能量小于标称的接收灵敏度时，接收端将不会接收任何数据，也就是说接收灵敏度是接收端能够接收信号的最小门限。

目前，移动通信终端射频性能备受关注，整机接收灵敏度的性能可以客观反映移动终端的最终发射性能和接收性能。

移动终端所用射频芯片的集成度越来越高，设计也大为简化，对于接收通路来说，主要包括天线开关、双工器、差分匹配电路和收发机，而低噪声放大器、混频器已经集成在收发机中，声表滤波器已经集成在双工器或者天线开关中。在这种接收通路结构下，如何提高接收灵敏度，其重点就在于如何调试出最佳的差分匹配电路。

BER（Bit Error Ratio，简称比特误码率），是用来衡量接收机灵敏度的计量方式。请参考图1所示，BER的基本原理为，测试仪器11产生信号强度固定的伪随机码（PRBS-15），经编码调制后发射给手机12，手机12接收后将数据解调解码，然后经编码调制后通过发射机发送给测试仪器11，测试仪器11将数据解调解码后通过比较发射和接收的数据来计算错误Bit数量，从而计算出BER。

接收机的灵敏度可以通过测试整机噪声系数（NF）来衡量其接收性能的好坏，而NF是通过BER的高低表现出来的。

最小接收灵敏度S_min=-174+10log（BW）+NF+S/N。

其中，-174：热噪声密度。

背景噪声也叫热噪声，热噪声是由传输媒介中电子的随机运动而产生的，在通信***中，电阻器件噪声以及接收机产生的噪声均可以等效为热噪声，其功率谱密度在整个频率范围内都是均匀分布的，因其接近于白光的噪声功率谱分布又称白噪声。

BW：信号带宽。

NF：接收机整机噪声系数。

S/N：接收机最小解调门限6dB，S/N=（E_b/N₀）/（R/B），其中E_b为信道内单位比特码的功率，N₀为噪声谱密度，R为数据传输速率，B为传输带宽。

通过以上分析可以发现：对于接收灵敏度来说，由于信号带宽（BW）和解调门限（S/N）由***确定之后，其可以调整的就只有接收机整机噪声系数（NF）。因此，如何优化NF以提高接收灵敏度是亟需解决的问题；而接收通路结构中差分匹配电路的好坏将影响到NF。

请参考图2所示，一个典型的低噪放大器差分匹配电路包括第一电容C1、第二电容C2和电感L。WCDMA高信道接收端低噪放大器的输入端应用了差分结构作为连接，其差分匹配电路的正负极分别连接收发机22的差分输入的两个管脚；而WCDMA接收端的路径是从双工器21经过一个最佳匹配的50欧姆的阻抗传输电路到差分低噪放大器的输入端口。

发明内容

本发明的目的是提供一种手机接收差分匹配电路灵敏度的调试***，实现了对PCB板所能达到的极限灵敏度的测试，这样就可以排除其他匹配不当的影响，在现有排版（Layout）和器件布局的情况下，得到PCB板自身最好的接收性能。基于这个极限灵敏度值，对差分匹配电路的调试具有指导意义，避免了盲目的调试和仿真。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种手机接收差分匹配电路灵敏度的调试***，所述***包括具有射频和基带电路的手机、以及与手机射频测试座连接的手机综测仪，所述手机的SIM卡槽上安插有手机综测仪的测试卡，手机的接收通路包括顺序连接的天线开关、双工器、第一巴伦、第二巴伦和收发机。

本发明还提供一种手机接收差分匹配电路灵敏度的调试方法，采用前述的手机接收差分匹配电路灵敏度的调试***，所述方法包括以下步骤：

S1、开启手机并通过设置手机综测仪使所述手机完成找网注册；

S2、利用手机综测仪测试手机的BER，得到接收灵敏度值；

S3、利用网络分析仪，测试对接第一巴伦和第二巴伦的输入和输出阻抗；

S4、通过仿真软件，得到差分匹配电路中第一电容、第二电容和电感的值。

本发明提供的手机接收差分匹配电路灵敏度的调试***和方法中，将现有技术中双工器和收发机之间的差分匹配电路去掉，将两个巴伦顺序连接于双工器和收发机之间。由于采用了两个巴伦对接测试，得到PCB板所能达到的极限灵敏度值，这样就可以排除其他匹配不当的影响，在现有排版（Layout）和器件布局的情况下，得到PCB板自身最好的接收性能。基于这个极限灵敏度值，对差分匹配电路的调试具有指导意义，避免了盲目的调试和仿真。

附图说明

图1是现有技术提供的计算BER流程示意图。

图2是现有技术提供的低噪放大器差分匹配电路结构示意图。

图3是本发明提供的对接调试差分匹配电路结构示意图。

图4是本发明提供的等效差分匹配网络结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参考图3所示，一种手机接收差分匹配电路灵敏度的调试***，所述***包括具有射频和基带电路的手机、以及与手机射频测试座连接的手机综测仪，所述手机的SIM卡槽上安插有手机综测仪的测试卡，手机的接收通路包括顺序连接的天线开关、双工器31、第一巴伦32、第二巴伦33和收发机34。

本发明提供的手机接收差分匹配电路灵敏度的调试***中，将现有技术中双工器和收发机之间的差分匹配电路去掉，将两个巴伦（BALance to UNbalance，简称平衡-不平衡变换器）顺序连接于双工器和收发机之间。由于采用了两个巴伦对接测试，得到PCB板所能达到的极限灵敏度值，这样就可以排除其他匹配不当的影响，在现有排版（Layout）和器件布局的情况下，得到PCB板自身最好的接收性能。基于这个极限灵敏度值，对差分匹配电路的调试具有指导意义，避免了盲目的调试和仿真。

作为具体的实施方式，所述第一巴伦32和第二巴伦33的型号相同，具体可选用型号为LDB181G9510C-110的巴伦，由此保证50欧姆的阻抗传输。

作为具体的实施方式，所述第一巴伦32和第二巴伦33的单端（Single-end）之间通过连接器对接起来，所述双工器31的差分输出端与第一巴伦32的差分端口之间、第二巴伦33的差分端口和收发机34射频段的输入端之间通过射频同轴线连接。采用射频同轴线连接，可以保证双工器和两个巴伦之间的良好匹配，同时同轴线要尽量的短，减少插损。作为一种实施例，在双工器31的差分输出管脚最近的焊盘上焊接两根柔性射频同轴线（Cable），在收发机的WCDMA 1900频段输入管脚最近的焊盘上也焊接两根柔性射频同轴线（Cable），将对接的第一巴伦和第二巴伦的两对差分端口分别连接在两组柔性射频同轴线（Cable）上。同样地，所述手机综测仪和手机射频测试座之间也可以射频同轴线进行连接。

S2、利用手机综测仪测试手机的BER，得到接收灵敏度值；

本发明提供的手机接收差分匹配电路灵敏度的调试方法中，将现有技术中双工器和收发机之间的差分匹配电路去掉，将两个巴伦（BALance to UNbalance，简称平衡-不平衡变换器）顺序连接于双工器和收发机之间。由于采用了两个巴伦对接测试，得到PCB板所能达到的极限灵敏度值，这样就可以排除其他匹配不当的影响，在现有排版（Layout）和器件布局的情况下，得到PCB板自身最好的接收性能。基于这个极限灵敏度值，对差分匹配电路的调试具有指导意义，避免了盲目的调试和仿真。

在所述步骤S1中，所述手机综测仪的型号为Agilent8960；当然，本领域的技术人员根据实际需要，还可以选用其它型号的综测仪，例如CMU200。下面将以WCDMA1900为例，对手机接收差分匹配电路灵敏度的调试方法进行详细说明。

作为具体实施方式，在所述步骤S1中具体包括如下步骤：

S11、将Agilent8960手机综测仪复位，并切换到WCDMA界面。

S12、先将operation mode（操作模式）设置为cell off（关闭基站）。

S13、将cell parameter（基站参数）中的BCCH Update Page（广播控制信道更新寻呼）设置为Auto（自动）；PS Domain Information（PS域信息）设置为Present（在线）；IMSI Attach Flag State（IMSI连接标志状态）设置为Set（设置）。

S14、将Call Parms（呼叫参数）中的RLC Reestablish（无线链路控制复位）设置为Off（关闭）。

S15、将Call Parms（呼叫参数）中的Cell Power（基站功率）设置为-65。

S16、将Call Parms（呼叫参数）中的UE Target Power（终端目标功率）设置为24。

S17、最后将operation mode（操作模式）设置为Active cell（打开基站）。

至此，完成开启手机并通过设置手机综测仪使所述手机完成找网注册的步骤。

作为具体实施方式，在所述步骤S2中，选择Band（频段） 2的DL channel（下行信道）测试接收BER，具体包括如下步骤：

S21、将UARFCN Parms（信道号参数）中的DL channel（下行信道）设置为9662。

S22、将Call Control（呼叫控制）设置为Originate Call（原始呼叫）。

S23、将Measurement Selection（测量选择）设置为Loopback BER（回环误码率）。

S24、逐步调小Call Parms（呼叫参数），并记录下当BER小于预设阀值时的Cell Power（基站功率）的值，将所述基站功率值作为当前信道下的灵敏度值。

进一步，步骤S24中所述BER小于预设阀值具体为：

在GSM网络中BER小于2.439%；

在WCDMA网络中BER小于0.1%。

至此，完成利用手机综测仪测试手机的BER，得到接收灵敏度值的步骤。

作为具体实施方式，在所述步骤S3中具体包括如下步骤：

S31、设置网络分析仪的起止频率，具体为Start（起点频率）设置为1.8GHz；Stop（终止频率）设置为2.2GHz。

S32、校准网络分析仪的4-port cal（4端口校准）。

S33、将Analysis（分析）设置为Fixture Simulator（固定模拟）；

将Topology（拓扑结构）设置为Bal-Bal（巴伦—巴伦）；

将BalUn（巴伦）中的ON（打开）设置为BalUn ON All Traces（巴伦全部轨迹打开）；

将Port ZConversion（端口Z变换）设置为ON（打开）；

将Diff ZConversion（差分端口Z变换）设置为ON（打开），Port1（bal）Real（端口1）设置为100Ω，Port2（bal）Real（端口2）设置为100Ω。

S34、将Format（设计）中的Smith（史密斯原图）设置为R+jX。

S35、将Measurement（测量）设置为Sdd11。

S36、将Measurement（测量）设置为Sdd22。

至此，完成对接巴伦输入和输出阻抗的测试，得到输入阻抗Z_S和输出阻抗Z_L的值。

作为具体实施方式，请参考图4所示，在所述步骤S4中具体包括如下步骤：

S41、在仿真软件ADS的原理图中设定输入输出端口和相应的阻抗，具体为：

选择File（文件）中的New Design（新设计），在弹出的选项卡中选择Sparameter（S参数）。

S42、在原理图里加入Smith Chart Matching（史密斯圆图匹配）控件，并设置相关的频率和输入输出阻抗参数，具体为：

S421、在schematic（原理图）中选择Smith Chart Matching（史密斯圆图匹配）；

S422、连接Term（条件）和Smith Chart Matching component（史密斯圆图匹配元器件）；

S423、双击smith chart matching component（史密斯圆图匹配元器件）并设置：

Fp（频率）设置为1960MHz；

SourceType（源类型）=Complex Impedance（复数阻抗）；

Zg（源阻抗）设置为输入阻抗Z_S和，Zl（负载阻抗）设置为输出阻抗Z_L；

SourceImpType（源复数类型）=Source Impedance（源阻抗）；

Loadtype（负载类型）=complex impedance（复数阻抗）；

loadenable（负载使能）=true（打开）。

S43、在原理图设计窗口中打开Smith Chart Utility（史密斯圆图程序），导入对应Smith Chart Matching（史密斯圆图匹配）控件的相关参数或者输入相关参数，具体为：

选择update smartcomponent from smith chart utility（在史密斯圆图程序中更新元件）；

选择Fre和Zo（归一化阻抗）；

单击Define Source/Load Network Termination（定义源/负载网络终点）。

S44、在Smith Chart Utility（史密斯圆图程序）中选用器件完成匹配。

S45、产生匹配的原理图，将得到的这组差分匹配电路中第一电容C1、第二电容C2和电感L的值焊接到验证手机电路PCB板上，得到灵敏度的值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种手机接收差分匹配电路灵敏度的调试***，其特征在于，所述***包括具有射频和基带电路的手机、以及与手机射频测试座连接的手机综测仪，所述手机的SIM卡槽上安插有手机综测仪的测试卡，手机的接收通路包括顺序连接的天线开关、双工器、第一巴伦、第二巴伦和收发机。

2.根据权利要求1所述的手机接收差分匹配电路灵敏度的调试***，其特征在于，所述第一巴伦和第二巴伦的型号相同。

3.根据权利要求1所述的手机接收差分匹配电路灵敏度的调试***，其特征在于，所述第一巴伦和第二巴伦的单端之间通过连接器对接，所述双工器的差分输出端与第一巴伦的差分端口之间、第二巴伦的差分端口和收发机射频段的输入端之间通过射频同轴线连接。

4.一种手机接收差分匹配电路灵敏度的调试方法，其特征在于，采用权利要求1-3中任一项所述的手机接收差分匹配电路灵敏度的调试***，所述方法包括以下步骤：

S2、利用手机综测仪测试手机的BER，得到接收灵敏度值；

5.根据权利要求4所述的手机接收差分匹配电路灵敏度的调试方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述手机综测仪的型号为Agilent8960。

6.根据权利要求4所述的手机接收差分匹配电路灵敏度的调试方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

通过手机综测仪逐步将呼叫参数值调小，并记录下当BER小于预设阀值时的基站功率值，将所述基站功率值作为当前信道下的灵敏度值。

7.根据权利要求6所述的手机接收差分匹配电路灵敏度的调试方法，其特征在于，所述BER小于预设阀值具体为：

在GSM网络中BER小于2.439%；

在WCDMA网络中BER小于0.1%。