手機接收差分匹配電路靈敏度的調試系統及方法
2023-06-01 10:47:56
專利名稱：手機接收差分匹配電路靈敏度的調試系統及方法
技術領域：
本發明 屬於通訊領域，尤其涉及一種手機接收差分匹配電路靈敏度的調試系統及方法。
背景技術：
無線傳輸的接收靈敏度類似於人們溝通交談時的聽力，提高信號的接收靈敏度可使無線產品具有更強地捕獲弱信號的能力。這樣，隨著傳輸距離的增加，接收信號將變弱，但高靈敏度的無線產品仍可以接收數據，維持穩定連接，大幅提高了傳輸距離。無線電波的傳輸是"有去無回"的，當接收端的信號能量小於標稱的接收靈敏度時，接收端將不會接收任何數據，也就是說接收靈敏度是接收端能夠接收信號的最小門限。目前，移動通信終端射頻性能備受關注，整機接收靈敏度的性能可以客觀反映移動終端的最終發射性能和接收性能。移動終端所用射頻晶片的集成度越來越高，設計也大為簡化，對於接收通路來說，主要包括天線開關、雙工器、差分匹配電路和收發機，而低噪聲放大器、混頻器已經集成在收發機中，聲表濾波器已經集成在雙工器或者天線開關中。在這種接收通路結構下，如何提高接收靈敏度，其重點就在於如何調試出最佳的差分匹配電路。BER (Bit Error Ratio，簡稱比特誤碼率)，是用來衡量接收機靈敏度的計量方式。請參考圖1所示，BER的基本原理為，測試儀器11產生信號強度固定的偽隨機碼(PRBS-15)，經編碼調製後發射給手機12，手機12接收後將數據解調解碼，然後經編碼調製後通過發射機發送給測試儀器11，測試儀器11將數據解調解碼後通過比較發射和接收的數據來計算錯誤Bit數量，從而計算出BER。接收機的靈敏度可以通過測試整機噪聲係數(NF)來衡量其接收性能的好壞，而NF是通過BER的高低表現出來的。最小接收靈敏度Smin=_174+101og (Bff) +NF+S/N。其中，-174 :熱噪聲密度。背景噪聲也叫熱噪聲，熱噪聲是由傳輸媒介中電子的隨機運動而產生的，在通信系統中，電阻器件噪聲以及接收機產生的噪聲均可以等效為熱噪聲，其功率譜密度在整個頻率範圍內都是均勻分布的，因其接近於白光的噪聲功率譜分布又稱白噪聲。BW:信號帶寬。NF :接收機整機噪聲係數。S/N :接收機最小解調門限6dB，S/N= (Eb/N0) / (R/B)，其中Eb為信道內單位比特碼的功率，N0為噪聲譜密度，R為數據傳輸速率，B為傳輸帶寬。通過以上分析可以發現對於接收靈敏度來說，由於信號帶寬(BW)和解調門限(S/N)由系統確定之後，其可以調整的就只有接收機整機噪聲係數(NF)。因此，如何優化NF以提高接收靈敏度是亟需解決的問題；而接收通路結構中差分匹配電路的好壞將影響到NF。
請參考圖2所示，一個典型的低噪放大器差分匹配電路包括第一電容Cl、第二電容C2和電感L。WCDMA高信道接收端低噪放大器的輸入端應用了差分結構作為連接，其差分匹配電路的正負極分別連接收發機22的差分輸入的兩個管腳；而胃00祖接收端的路徑是從雙工器21經過一個最佳匹配的50歐姆的阻抗傳輸電路到差分低噪放大器的輸入埠。
發明內容
本發明的目的是提供一種手機接收差分匹配電路靈敏度的調試系統，實現了對PCB板所能達到的極限靈敏度的測試，這樣就可以排除其他匹配不當的影響，在現有排版(Layout)和器件布局的情況下，得到PCB板自身最好的接收性能。基於這個極限靈敏度值，對差分匹配電路的調試具有指導意義，避免了盲目的調試和仿真。本發明的目的是通過以下技術方案實現的
一種手機接收差分匹配電路靈敏度的調試系統，所述系統包括具有射頻和基帶電路的手機、以及與手機射頻測試座連接的手機綜測儀，所述手機的SIM卡槽上安插有手機綜測儀的測試卡，手機的接收通路包括順序連接的天線開關、雙工器、第一巴倫、第二巴倫和收發機。本發明還提供一種手機接收差分匹配電路靈敏度的調試方法，採用前述的手機接收差分匹配電路靈敏度的調試系統，所述方法包括以下步驟
51、開啟手機並通過設置手機綜測儀使所述手機完成找網註冊；
52、利用手機綜測儀測試手機的BER，得到接收靈敏度值；
53、利用網絡分析儀，測試對接第一巴倫和第二巴倫的輸入和輸出阻抗；
54、通過仿真軟體，得到 差分匹配電路中第一電容、第二電容和電感的值。本發明提供的手機接收差分匹配電路靈敏度的調試系統和方法中，將現有技術中雙工器和收發機之間的差分匹配電路去掉，將兩個巴倫順序連接於雙工器和收發機之間。由於採用了兩個巴倫對接測試，得到PCB板所能達到的極限靈敏度值，這樣就可以排除其他匹配不當的影響，在現有排版(Layout)和器件布局的情況下，得到PCB板自身最好的接收性能。基於這個極限靈敏度值，對差分匹配電路的調試具有指導意義，避免了盲目的調試和仿真。
圖1是現有技術提供的計算BER流程示意圖。圖2是現有技術提供的低噪放大器差分匹配電路結構示意圖。圖3是本發明提供的對接調試差分匹配電路結構示意圖。圖4是本發明提供的等效差分匹配網絡結構示意圖。
具體實施例方式為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。請參考圖3所示，一種手機接收差分匹配電路靈敏度的調試系統，所述系統包括具有射頻和基帶電路的手機、以及與手機射頻測試座連接的手機綜測儀，所述手機的SIM卡槽上安插有手機綜測儀的測試卡，手機的接收通路包括順序連接的天線開關、雙工器31、第一巴倫32、第二巴倫33和收發機34。本發明提供的手機接收差分匹配電路靈敏度的調試系統中，將現有技術中雙工器和收發機之間的差分匹配電路去掉，將兩個巴倫(BALance to UNbalance,簡稱平衡-不平衡變換器)順序連接於雙工器和收發機之間。由於採用了兩個巴倫對接測試，得到PCB板所能達到的極限靈敏度值，這樣就可以排除其他匹配不當的影響，在現有排版(Layout)和器件布局的情況下，得到PCB板自身最好的接收性能。基於這個極限靈敏度值，對差分匹配電路的調試具有指導意義，避免了盲目的調試和仿真。作為具體的實施方式，所述第一巴倫32和第二巴倫33的型號相同，具體可選用型號為LDB181G9510C-110的巴倫，由此保證50歐姆的阻抗傳輸。作為具體的實施方式，所述第一巴倫32和第二巴倫33的單端(Single-end)之間通過連接器對接起來，所述雙工器31的差分輸出端與第一巴倫32的差分埠之間、第二巴倫33的差分埠和收發機34射頻段的輸入端之間通過射頻同軸線連接。採用射頻同軸線連接，可以保證雙工器和兩個巴倫之間的良好匹配，同時同軸線要儘量的短，減少插損。作為一種實施例，在雙工器31的差分輸出管腳最近的焊盤上焊接兩根柔性射頻同軸線(Cable)，在收發機的WCDMA 1900頻段輸入管腳最近的焊盤上也焊接兩根柔性射頻同軸線(Cable)，將對接的第一巴倫和第二巴倫的兩對差分埠分別連接在兩組柔性射頻同軸線(Cable)上。同樣地，所述手機綜測儀和手機射頻測試座之間也可以射頻同軸線進行連接。本發明還提供一種手機接收差分匹配電路靈敏度的調試方法，採用前述的手機接收差分匹配電路靈敏度的調試系統，所述方法包括以下步驟
51、開啟手機並通過設置手機綜測儀使所述手機完成找網註冊；
52、利用手機綜測儀測試手機的BER，得到接收靈敏度值；
53、利用網絡分析儀，測試對接第一巴倫和第二巴倫的輸入和輸出阻抗；
54、通過仿真軟體，得到差分匹配電路中第一電容、第二電容和電感的值。本發明提供的手機接收差分匹配電路靈敏度的調試方法中，將現有技術中雙工器和收發機之間的差分匹配電路去掉，將兩個巴倫(BALance to UNbalance,簡稱平衡-不平衡變換器)順序連接於雙工器和收發機之間。由於採用了兩個巴倫對接測試，得到PCB板所能達到的極限靈敏度值，這樣就可以排除其他匹配不當的影響，在現有排版(Layout)和器件布局的情況下，得到PCB板自身最好的接收性能。基於這個極限靈敏度值，對差分匹配電路的調試具有指導意義，避免了盲目的調試和仿真。
在所述步驟SI中，所述手機綜測儀的型號為Agilent8960 ;當然，本領域的技術人員根據實際需要，還可以選用其它型號的綜測儀，例如CMU200。下面將以WCDMA1900為例，對手機接收差分匹配電路靈敏度的調試方法進行詳細說明。作為具體實施方式
，在所述步驟SI中具體包括如下步驟
Slljf Agilent8960手機綜測儀復位，並切換到WCDMA界面。S12、先將operation mode (操作模式)設置為cell off (關閉基站)。S13、將cell parameter (基站參數)中的BCCH Update Page (廣播控制信道更新尋呼)設置為Auto (自動)；PS Domain Information (PS域信息)設置為Present (在線)；IMSI Attach Flag State (MSI連接標誌狀態)設置為Set (設置)。S14、將Call Parms (呼叫參數)中的RLC Reestablish (無線鏈路控制復位)設置為Off (關閉)。S15、將Call Parms (呼叫參數)中的Cell Power (基站功率)設置為-65。S16、將Call Parms (呼叫參數)中的UE Target Power (終端目標功率)設置為24。S17、最後將operation mode (操作模式)設置為Active cell (打開基站)。至此，完成開啟手機並通過設置手機綜測儀使所述手機完成找網註冊的步驟。作為具體實施方式
，在所述步驟S2中，選擇Band (頻段)2的DL channel (下行信道)測試接收BER，具體包括如下步驟
S21、將UARFCN Parms (信道號參數)中的DL channel (下行信道)設置為9662。S22、將 Call Control (呼叫控制)設置為 Originate Call (原始呼叫)。S23、將 Measurement Selection (測量選擇)設置為 Loopback BER (迴環誤碼率)。S24、逐步調小Call Parms (呼叫參數),並記錄下當BER小於預設閥值時的CellPower (基站功率)的值，將所述基站功率值作為當前信道下的靈敏度值。進一步，步驟S24中所述BER小於預設閥值具體為
在GSM網絡中BER小於2. 439% ；在WCDMA網絡中BER小於0. 1%。至此，完成利用手機綜測儀測試手機的BER，得到接收靈敏度值的步驟。作為具體實施方式
，在所述步驟S3中具體包括如下步驟
S31、設置網絡分析儀的起止頻率，具體為Start (起點頻率)設置為1. 8GHz ；Stop (終止頻率)設置為2. 2GHz οS32、校準網絡分析儀的4-port cal (4埠校準)。S33、將 Analysis (分析)設置為 Fixture Simulator (固定模擬)；
將Topology (拓撲結構)設置為Bal-Bal (巴倫一巴倫)；
將BalUn (巴倫)中的ON (打開)設置為BalUn ON All Traces (巴倫全部軌跡打開)； 將Port ZConversion (埠 Z變換)設置為ON (打開)；
將 Diff ZConversion (差分埠 Z 變換)設置為 ON (打開)，Portl (bal)Real (埠
I)設置為 100Q，Port2 (bal) Real (埠 2)設置為 100 Ω。S34、將Format (設計)中的Smith (史密斯原圖)設置為R+jX。S35 jfMeasurement (測量)設置為 Sddll。S36 jfMeasurement (測量)設置為 Sdd22。至此，完成對接巴倫輸入和輸出阻抗的測試，得到輸入阻抗&和輸出阻抗&的值。作為具體實施方式
，請參考圖4所示，在所述步驟S4中具體包括如下步驟
S41、在仿真軟體ADS的原理圖中設定輸入輸出埠和相應的阻抗，具體為
選擇File (文件)中的New Design (新設計),在彈出的選項卡中選擇Sparameter (S參數)。S42、在原理圖裡加入Smith Chart Matching (史密斯圓圖匹配)控制項,並設置相關的頻率和輸入輸出阻抗參數，具體為5421、在schematic(原理圖)中選擇Smith Chart Matching (史密斯圓圖匹配);
5422、連接Term (條件)和 Smith Chart Matching component (史密斯圓圖匹配
元器件);
5423、雙擊smithchart matching component (史密斯圓圖匹配兀器件)並設置 Fp (頻率)設置為1960MHz ；
SourceType (源類型)=Complex Impedance (複數阻抗)；
Zg (源阻抗)設置為輸入阻抗Zs和，Zl (負載阻抗)設置為輸出阻抗Zu SourceImpType (源複數類型)=Source Impedance (源阻抗)；
Loadtype (負載類型)=complex impedance (複數阻抗)；
Ioadenable (負載使能)=true (打開)。S43、在原理圖設計窗口中打開Smith Chart Utility (史密斯圓圖程序),導入對應Smith Chart Matching (史密斯圓圖匹配)控制項的相關參數或者輸入相關參數,具體為
選擇 update smartcomponent from smith chart utility(在史密斯圓圖程序中更新元件)；
選擇Fre和Zo (歸一化阻抗)；
單擊 Define Source/Load Network Termination (定義源 / 負載網絡終點)。
S44、在Smith Chart Utility (史密斯圓圖程序)中選用器件完成匹配。S45、產生匹配的原理圖，將得到的這組差分匹配電路中第一電容Cl、第二電容C2和電感L的值焊接到驗證手機電路PCB板上，得到靈敏度的值。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種手機接收差分匹配電路靈敏度的調試系統，其特徵在於，所述系統包括具有射頻和基帶電路的手機、以及與手機射頻測試座連接的手機綜測儀，所述手機的SIM卡槽上安插有手機綜測儀的測試卡，手機的接收通路包括順序連接的天線開關、雙工器、第一巴倫、第二巴倫和收發機。
2.根據權利要求1所述的手機接收差分匹配電路靈敏度的調試系統，其特徵在於，所述第一巴倫和第二巴倫的型號相同。
3.根據權利要求1所述的手機接收差分匹配電路靈敏度的調試系統，其特徵在於，所述第一巴倫和第二巴倫的單端之間通過連接器對接，所述雙工器的差分輸出端與第一巴倫的差分埠之間、第二巴倫的差分埠和收發機射頻段的輸入端之間通過射頻同軸線連接。
4.一種手機接收差分匹配電路靈敏度的調試方法，其特徵在於，採用權利要求1-3中任一項所述的手機接收差分匹配電路靈敏度的調試系統，所述方法包括以下步驟 51、開啟手機並通過設置手機綜測儀使所述手機完成找網註冊； 52、利用手機綜測儀測試手機的BER，得到接收靈敏度值； 53、利用網絡分析儀，測試對接第一巴倫和第二巴倫的輸入和輸出阻抗； 54、通過仿真軟體，得到差分匹配電路中第一電容、第二電容和電感的值。
5.根據權利要求4所述的手機接收差分匹配電路靈敏度的調試方法，其特徵在於，所述步驟SI中，所述手機綜測儀的型號為Agilent8960。
6.根據權利要求4所述的手機接收差分匹配電路靈敏度的調試方法，其特徵在於，所述步驟S2包括 通過手機綜測儀逐步將呼叫參數值調小，並記錄下當BER小於預設閥值時的基站功率值，將所述基站功率值作為當前信道下的靈敏度值。
7.根據權利要求6所述的手機接收差分匹配電路靈敏度的調試方法，其特徵在於，所述BER小於預設閥值具體為 在GSM網絡中BER小於2. 439% ； 在WCDMA網絡中BER小於O. 1%。
全文摘要
本發明提供一種手機接收差分匹配電路靈敏度的調試系統，所述系統包括具有射頻和基帶電路的手機、以及與手機射頻測試座連接的手機綜測儀，所述手機的SIM卡槽上安插有手機綜測儀的測試卡，手機的接收通路包括順序連接的天線開關、雙工器、第一巴倫、第二巴倫和收發機。本發明還提供一種手機接收差分匹配電路靈敏度的調試方法。本發明提供的手機接收差分匹配電路靈敏度的調試系統和方法中，將現有技術中雙工器和收發機之間的差分匹配電路去掉，將兩個巴倫順序連接於雙工器和收發機之間。由於採用了兩個巴倫對接測試，得到PCB板所能達到的極限靈敏度值，基於這個極限靈敏度值，對差分匹配電路的調試具有指導意義，避免了盲目的調試和仿真。
文檔編號H04M1/24GK103067548SQ20111032203
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月21日 優先權日2011年10月21日
發明者陽子奇, 陳奎 申請人:比亞迪股份有限公司