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CT720多模手机接收电路的优化

Receive Circuit Optimization of CT720 Multimode Cellphone

津工业大学信息与通信工程学院 黄伟志 马兴丽
石油大学信息与控制工程学院 杨东方

本文对CT720多模手机接收电路进行了研究。通过滤波器的分析实验,找到SINAD值偏低的原因,改进CT720多模手机接收电路,使电路的SINAD值平均提高了2.5dB,在生产过程中证明该方案可以有效的控制产品的下线率,节约生产成本,提高产品的经济效益。


前言

CT720是一款为北美市场生产的CDMA800/1900、AMPS800多模手机。在手机的测试过程中发现,在所有下线CT720手机中,因 SINAD值而下线的CT720手机数占到了总下线数的50%,下线原因是因为测试站所测得的手机SINAD值低于它的规定值的下限(12dB),且下线手机的SINAD值大部分都是在10dB-12dB之间,属于边缘下线,而合格的手机的SINAD值也并不是很高,大部分在12dB-18dB之间。由于SINAN值偏低,手机的下线率较高,这不仅严重地影响了产品的合格率,也增加了产品的成本。经过分析,我们从手机SINAD问题出现在射频到中频这一部分电路入手,通过大量实验,得出CT720多模手机接收电路的最佳改进方案,从而有效地控制了产品的下线率。


SINAD问题描述

SINAD定义

SINAD是描述信号质量的指标,即信号、噪声及失真的和与噪声及失真的和的比值。

公式(略)(1)

SINAD是以dB为单位的,在(1)式中,各个量以电压为单位运算,再以该比值的对数乘以20来换算成dB,即公式(2)。

公式(略)(2)

CT720手机SINAD测试结果

图1是100台手机在同一个测试站所测得的SINAD值(表1)分布图。

图1 手机SINAD分布图(略)

表1:手机SINAD分布(略)

从图1我们可以看出,SINAD的正态分布曲线分布在12dB-22dB之间,平均值大约为16dB,低于13dB的约占了13%,在生产中这种分布通常称为边缘分布,很容易造成手机因低于规定的下限值而下线。

由于这种手机的SINAD均值偏低,说明手机电路存在着设计不尽完善的地方。为进一步提高手机的合格率,只有提高SINAD的平均值,使其正态分布曲线整体上移,这也正是生产中急需要解决的问题。


实验分析

我们对接收电路的三个滤波器(FL24、FL141和FL102)进行了分析。其中FL24为双工滤波器;FL141为中频带通滤波器;FL102为射频带通滤波器。

设计实验

插入损耗(Insertion Loss)是滤波器的重要参数之一,因此,我们通过改变这三个滤波器的插入损耗值的方法以确定它们对SINAD值的影响。

为了减小测量误差,在同一个测试站的同一个测试口对手机PCB板进行测试。根据滤波器现有的工艺,我们挑选滤波器FL24插入损耗值分别为2.5dB和2.9dB;FL141的插入损耗值分别为2.2dB和3.7dB;FL102插入损耗值分别为2.4dB和2.9dB取代现在CT720手机上应用的插入损耗值。

挑选 SINAD值大于18dB和SINAD值小于13dB的手机PCB板各五块。随机将三种滤波器的插入损耗值进行排列组合,将插入损耗值不等的滤波器按顺序换到PCB板上,实验数据如表2所示。

表2:三种滤波器在手机PCB板的SINAD值(略)

根据以上实验数据,我们利用JMP软件进行DOE,分析了三个滤波器对电路的影响。

根据图2中JMP分析结果,我们可以发现FL141是这三个滤波器中对SINAD值影响最大的。而且,插入损耗值大的反而对SINAD值有提升作用,因此可以断定,FL141是对SINAD影响的重要器件。

图2 拟合曲线(略)

FL141实验曲线

我们根据滤波器的不同插入损耗值得出以下衰减曲线,如图3所示。

图3 FL141在不同插入损耗值下的衰减曲线(略)

通过这两组曲线的比较,我们发现,在低频部分,即0-330Hz区间内,滤波器的插入损耗值大的和插入损耗值小的衰减程度几乎一致。而从330Hz到2500Hz区间内,两者的衰减程度有了明显的不同。其中,插入损耗值大的滤波器衰减在 52dB左右,而插入损耗值小的滤波器衰减在 36dB 左右。


优化前后电路的性能比较

通过以上的分析,我们对FL141滤波器进行了改进,图4是改进前后的电路对SINAD的影响对比图。

图4 电路改进前和改进后对SINAD影响的对比(略)

通过对比,可以很明显的看出,在改进前,SINAD平均值大约在16dB左右,而改进后的电路SINAD的平均值则达到了18.5 dB左右,平均提高了2.5dB。改善了SINAD的边缘分布情况。


结论

通过对手机接收电路的优化设计,电路SINAD的平均值提高了2.5dB,改善了SINAD的边缘分布情况。优化了接收参数,提高了信号质量。提高了产品的合格率,同时避免了大量因此而下线进行维修的人力和时间,节约了生产成本。

2005GEC.5
         
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