【正文】 器件是微波波段設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。 LC廠家提供的數(shù)據(jù)手冊上注明的器件的電容電感值都是相對于一定的頻率的，常見的都是在 2MHz的頻率下的測試值，這樣做的原因是任何物理器件都不是理想的，不論是電容、電感或電阻都包含電容、電感和電阻三種分量。同一個(gè)器件在不同器件下可以表現(xiàn)為電容、電感和電阻。電容的有效容值是頻率的函數(shù)，在 10倍，但不能椐此說在 時(shí)可用 10pF的電容來代替 100pF的電容 ,因?yàn)檫@時(shí)電容的 Q值很低 ,是一個(gè)很不理想的電容，在頻率大于 。所以在物理電路中，在一定條件下可把電容當(dāng)作電感來使用，這就是說在一個(gè)物理電路中一個(gè)器件的實(shí)際作用可以和它的名稱不同的。所以，要理解任何一個(gè)器件在電路中的作用，必須在具體的電路環(huán)境中去考慮，基于上述的原因，就可以設(shè)計(jì) LC濾波器電路。實(shí)際上，普通的電容電感在 GSM頻段上，其 Q值較低，分離器件的 LC電路更多的是用來做阻抗變換。在設(shè)計(jì)具體的變換電路時(shí)，如沒有特別的要求，必須遵守等Q原則。 由于分布參數(shù)組成 LC型濾波器雖然成本性能都不錯(cuò)，但是由于要占用較大的 PCB面積，所以在這個(gè)頻段很少當(dāng)作濾波器來使用。但是，如果要完成信號平衡－不平衡變換或定向耦合器，建議使用分布參數(shù)濾波器。并且用帶狀線來做。如果用微帶線來做，隔離度會很差。 S23s是微帶線平衡輸出端的隔離度；用帶狀線構(gòu)成的平衡－不平衡變換器特性很好；而用微帶線構(gòu)成的平衡－不平衡變換器隔離度只有 10dB，這在實(shí)踐中是不可接受的。 前置放大器和功率放大器雖然都是放大發(fā)射信號的。但是，由于它們在電路中的位置不同，對它們的要求是不一樣的。在 GSM手機(jī)中，對 PA更多的是要求其高效率，以延長電池的使用時(shí)間。對預(yù)放而言，則對其要求是：在保證線性的前提下，提供功放級足夠的推動功率?，F(xiàn)在的 GSM發(fā)射機(jī)預(yù)放一般情況下都集成在上變換器內(nèi)，對整機(jī)設(shè)計(jì)者而言，預(yù)放電路的設(shè)計(jì)就是外部適配電路的設(shè)計(jì)。隨著集成電路技術(shù)的成熟，降低電路的噪聲和提高動態(tài)范圍，預(yù)放級的輸入輸出都采用差分輸入和輸出。但是，功放級電路都采用單端輸入輸出。這樣必然存在平衡－不平衡的變換。在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，如果 PCB板有足夠的空間，建議用微帶線設(shè)計(jì)變換器。這樣在性能、成本和成品率都能達(dá)到滿意的效果。 為了節(jié)約時(shí)間和減少工作量，在仿真時(shí)建議采用各級單獨(dú)仿真的辦法。各級設(shè)計(jì)完成之后最終是要級連起來的。設(shè)計(jì)師在實(shí)踐中一定會發(fā)現(xiàn)；各級分開仿真或測試時(shí)性能都很好，一旦級連起來整體特性會大大下降。造成這種結(jié)果的原因是：由于我們在仿真或測試時(shí)都采用標(biāo)準(zhǔn)的純阻性負(fù)載。濾波器的特性就是不同信號通過同一電路時(shí)，電路由于對不同的信號表現(xiàn)不同的阻抗，信號在各級電路之間多次反射，從而實(shí)現(xiàn)不同的傳送比和反射比實(shí)現(xiàn)的。在對各級單獨(dú)仿真或測試時(shí)，都使用標(biāo)準(zhǔn)的端口阻抗。而在實(shí)際電路中，各級的阻抗基本上都不是標(biāo)準(zhǔn)的阻性端口。 解決這個(gè)問題有兩個(gè)方法： 1）在各級之間插入隔離電路，使得反射信號被隔離電路吸收，不會饋到其他電路； 2）各級仿真完成后，把各級連接起來再做二次仿真和優(yōu)化而使系統(tǒng)特性達(dá)到最佳。這兩種方法各有特點(diǎn)：第一種方法優(yōu)點(diǎn)是：概念清楚、所需時(shí)間較少 ,復(fù)雜性較低。只需做各級單獨(dú)仿真或測量就可以準(zhǔn)確預(yù)測系統(tǒng)特性。缺點(diǎn)是要占用較多的 PCB空間、使用較多的器件，降低了系統(tǒng)的可靠性。第二種方法優(yōu)點(diǎn)是：電路結(jié)構(gòu)精簡，使用較少的器件和 PCB空間；電路的可靠性較高。缺點(diǎn)是仿真測試難度較大，對設(shè)計(jì)師的專業(yè)能力要求較高，有可能得不到最佳結(jié)果。在實(shí)踐中究竟采用哪種方法。設(shè)計(jì)人員可根據(jù)自己的實(shí)際情況選擇。二者必?fù)衿湟弧? 和接收機(jī)的設(shè)計(jì)一樣，為了確保設(shè)計(jì)質(zhì)量，在完成了各級的設(shè)計(jì)之后，要進(jìn)行系統(tǒng)特性再確認(rèn)；同時(shí)要做靈敏度分析和熱分析。在任何條件下，如果系統(tǒng)特性不符合要求，則要重新設(shè)計(jì)。 和接收機(jī)相比，發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)難度更高一些。主要表現(xiàn)在發(fā)射機(jī)是大信號，低集成度。設(shè)計(jì)師要?jiǎng)邮衷O(shè)計(jì)的內(nèi)容更多。在一個(gè)完整的項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師所要面對的問題要比這里介紹的更多更繁雜。但是按照本文提到的設(shè)計(jì)思想和原則來設(shè)計(jì)，就可以得到好的發(fā)射指標(biāo)。CDMA移動臺接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)研究 摘要： 介紹了 CDMA系統(tǒng)中移動臺接收機(jī)的主要技術(shù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了CDMA系統(tǒng)中移動臺的捕獲跟蹤、 RAKE接收和自動頻率校正等模塊。 關(guān)鍵詞： CDMA 捕獲 跟蹤 RAKE接收 自動頻率校正現(xiàn)行的移動通信系統(tǒng)基本是蜂窩移動通信系統(tǒng)。蜂容移動通信系統(tǒng)經(jīng)歷了幾代發(fā)展。第一代是采用頻分多址（ FDMA） 的模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)，如美國的AMPS、 英國的 TACS系統(tǒng)等。第二代基本是采用時(shí)分多址（ TDMA） 的數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)，如美國的 AMPS、 歐洲的 GSM系統(tǒng) 隨著 IS95標(biāo)準(zhǔn)的頒布，擴(kuò)頻通信技術(shù)廣泛應(yīng)用于移動通信和室內(nèi)無線通信等各種商用應(yīng)用系統(tǒng)，為用戶提供可靠通信。目前， CDMA技術(shù)已被廣泛接受為第三代移動通信系統(tǒng)的主要技術(shù)。1 擴(kuò)頻序列的同步同步技術(shù)歷來是數(shù)字通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。同步性能的好壞直接關(guān)系到擴(kuò)頻系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。直擴(kuò)系統(tǒng)只有在完成擴(kuò)頻序列的同步后，才可能用同步的 PN序列對接收的擴(kuò)頻信號進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)，把擴(kuò)頻的寬帶信號恢復(fù)成非擴(kuò)頻的窄帶信號，以解調(diào)出傳送的信息。擴(kuò)頻信號的同步分為兩個(gè)階段：初始捕獲階段和信號初始捕獲后的跟蹤階段。捕獲是粗同步過程，而跟蹤是細(xì)同步過程。 擴(kuò)頻序列的初始捕獲 跟蹤單元的工作范圍有一定限度，被稱為捕獲帶。擴(kuò)頻序列的捕獲是指接收機(jī)的開始接收擴(kuò)頻信號時(shí)，調(diào)整和選擇本地?cái)U(kuò)頻序列的相位，將收發(fā)機(jī)擴(kuò)頻序列的相位差調(diào)整至捕獲帶內(nèi)，在跟蹤單元開啟前，獲取擴(kuò)頻序列的粗同步。從原理上講，匹配濾波器或相關(guān)器結(jié)構(gòu)是建立初始同步的最佳方法。匹配濾波器可以在中頻實(shí)現(xiàn)，也可以在基帶實(shí)現(xiàn)。在中頻上多采用聲表面波抽頭延遲線（ SAWTDL）， 一次完成解擴(kuò)解調(diào)。匹配濾波器的基帶實(shí)現(xiàn)方法是直接對接收信號以碼片速率采樣，然后采用數(shù)字方式匹配。匹配濾波方法的實(shí)質(zhì)是一種并行捕獲方案，可以對偽隨機(jī)序列進(jìn)行快速捕捉。但實(shí)現(xiàn)起來需要多個(gè)并行的支路，硬件過于復(fù)雜，故適用于突發(fā)通信、無線局域網(wǎng)等場合中短周期 PN序列的捕獲。在 CDMA系統(tǒng)中，短 PN序列周期為 2 15，長 PN序列周期為 2 421，并不適合使用并行捕獲方案。因此， CDMA系統(tǒng)適于采用基于滑動相關(guān)的串行捕獲方案。從些實(shí)際的考慮表明：只要初始頻率誤差比較小，在獲得準(zhǔn)確相位和頻率同步之前，首先獲得擴(kuò)頻序列的時(shí)間同步是比較合理的。捕獲過程通常在載波同步之前進(jìn)行，載波的相位是未知的，所以大多數(shù)的捕獲方法都是用非相干檢測。單積分滑動相關(guān)捕獲系統(tǒng)如圖 1所示。相關(guān)器將本地 PN序列與接收到的信號相乘即進(jìn)行關(guān)運(yùn)算，然后再積分，求出它們的互相關(guān)值。將互相關(guān)值作為一次觀測得到的檢測變量，由檢測變量依照一定的檢測方法對定時(shí)假設(shè)進(jìn)行檢驗(yàn)（通常是與門限進(jìn)行比較）。若假設(shè)獲得通過，則完成擴(kuò)頻序列的捕獲，否則控制本地 PN序列發(fā)生器向前或向后滑動一個(gè)碼元，再對下一個(gè)定時(shí)假設(shè)進(jìn)行檢驗(yàn)。 擴(kuò)頻序列的跟蹤 一旦擴(kuò)頻序列的捕獲完成，初始搜索過程即停止，開始精細(xì)的同步和跟蹤。由于無線信道多徑衰的影響，移動臺和基站的相對運(yùn)動以及時(shí)鐘的不穩(wěn)定，校正過程必須不斷地進(jìn)行。跟蹤環(huán)路不斷校正本地序列發(fā)生的時(shí)鐘相位，使得本地序列的相位變化與接收信號相位變化保持一致，以實(shí)現(xiàn)對接收信號的相位鎖定。擴(kuò)頻序列跟蹤環(huán)路的定時(shí)誤差估計(jì)利用擴(kuò)頻序列自相關(guān)函數(shù)的偶對稱特性實(shí)現(xiàn)，并根據(jù)該位差產(chǎn)生能減小該相位差的控制信號，保證本地序列相位變化與接收信號一致。跟蹤環(huán)路通過遲早門實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)圖如圖 2。本地序列發(fā)生器產(chǎn)生超前和滯后 Tc/2的兩路 PN序列，分別與接收信號共軛相乘并在 N個(gè)碼片時(shí)間內(nèi)累加，相關(guān)的結(jié)果送給定時(shí)誤差估計(jì)單元，得到定時(shí)誤差估計(jì)值。2 RAKE接收 在現(xiàn)代移動通信系統(tǒng)中，為克服移動信道多徑衰落對信號的影響，一般采用 RAKE接收技術(shù)。由于前向信道含有導(dǎo)頻信道，因而移動站接收機(jī)可采用相干 RAKE接收模型。 影響捕獲性能的主要因素是積分區(qū)間長度、同一相位上的觀察次數(shù)、檢測方法以及用來和相關(guān)器輸出進(jìn)行比較的門限等。3 自動頻率校正 由于發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的相對運(yùn)動以及時(shí)鐘的不穩(wěn)定，接收機(jī)本地載波與接收到的信號載波頻率間存在頻率誤差，即使用信道估計(jì)得出的參數(shù)來進(jìn)行最大比合并，接收機(jī)的性能也會隨著頻差的增大而下降?？梢圆捎米詣宇l率控制技術(shù)對這個(gè)頻差進(jìn)行補(bǔ)償，保證接收機(jī)正常工作。 在自動頻率控制環(huán)路中，可以用最大似然函數(shù)來估計(jì)載頻偏差。這種估計(jì)應(yīng)在具有最大信噪比的信號上進(jìn)行，因此 RAKE接收機(jī)采用最大比合并方式，合并后的判決變量 V（ k） 具有最大的信噪比。選擇合適的 RAKE接收機(jī)對導(dǎo)頻信道解調(diào)的積分區(qū)間 TE,使在積分區(qū)間中，信道衰落因子近似不變。 一般希望在解調(diào)業(yè)務(wù)信道上的數(shù)據(jù)時(shí)，信道參數(shù)估計(jì)不受較大的頻率偏移的影響，這樣才可保證良好地接收話務(wù)信息。因此，需在業(yè)務(wù)鏈路建立之前就進(jìn)行頻率校正。在 CDMA系統(tǒng)中，導(dǎo)頻在 CDMA前向信道上是不停發(fā)射的，導(dǎo)頻信號的存在為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)提供了可能。導(dǎo)頻信道的等效基帶信號同樣存在著頻率偏差，故可以從中取頻差 Δf。 4 移動站接收機(jī)的 FPGA實(shí)現(xiàn) 移動站接收機(jī)要實(shí)現(xiàn)的功能有導(dǎo)頻信道偽隨機(jī)序列的捕獲、跟蹤和定時(shí)；同步信道的接收；實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)同步；尋呼信道的接收；業(yè)務(wù)信道的接收。為實(shí)現(xiàn)以上功能，移動站接收機(jī)可由 A/D轉(zhuǎn)換、 RAKE接收、 PN捕獲、定時(shí)跟蹤和自動頻率校正（ AFC） 等基本模塊組成。 導(dǎo)頻捕獲單元 FPGA實(shí)現(xiàn) 移動站接收機(jī)捕獲單元框圖如圖 6所示。捕獲單元在一個(gè)碼片時(shí)間內(nèi)完成32個(gè)相位的相關(guān)運(yùn)算，以 1/2chip為步長在 16chip范圍內(nèi)搜索相關(guān)峰，對 I、 Q兩種相關(guān)的結(jié)果進(jìn)行平方和運(yùn)算，得到解相關(guān)輸出信號的能量。 PN碼發(fā)生器 2產(chǎn)生用于搜索相關(guān)的 I/O路 PN碼。比較搜索單元比較 32個(gè)相關(guān)值中的最大值，存儲該最大值對對的相位以及 PN碼發(fā)生器 2的初始狀態(tài)，用于搜索所的 PN相位后使系統(tǒng)與導(dǎo)頻信道同步。 PN碼姓器 1在每次相關(guān)的過程中向前跳躍 16個(gè)狀態(tài)，同時(shí)在每次 32個(gè)相位相關(guān)之前將發(fā)生器的狀態(tài)置入 PN碼發(fā)生器 2，從而實(shí)現(xiàn)每次能搜索新的 32個(gè)相位，直到 327682 個(gè)相位全部搜索完畢。 RAKE接收機(jī)及自動頻率校正單元的 FPGA實(shí)現(xiàn) 跟蹤單元中定時(shí)誤差的估計(jì)可直接利用信道估計(jì)的結(jié)果， AFC模塊根據(jù) RAKE的合關(guān)結(jié)構(gòu)估計(jì)頻偏，因此實(shí)現(xiàn)時(shí)把跟蹤、 RAKE接收和 AFC合在一起考慮。定時(shí)跟蹤單元根據(jù)捕獲到的 PN碼相位設(shè)定接收機(jī)工作窗的位置。 RAKE接收機(jī)完成最強(qiáng)徑信號的解擴(kuò)接收，同時(shí)利用搜索相關(guān)器，在對工作窗內(nèi)各徑動態(tài)搜索的同時(shí)，獲得最強(qiáng)徑超前和延遲半個(gè)碼片的兩路信號的相關(guān)能量，兩路相減形成誤差信號，跟蹤環(huán)路根據(jù)誤差的大小對數(shù)據(jù)延遲線的抽頭進(jìn)行調(diào)整。 RAKE接收機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖 7所示。自動頻率校正采用中頻頻率補(bǔ)償方案，根據(jù) RAKE接收機(jī)輸出的導(dǎo)頻信道的解擴(kuò)信號，估計(jì)出包含移動臺和基站之間載波頻率率誤差的控制信號，經(jīng)過數(shù)模變換后輸出至射頻模塊，調(diào)節(jié)移動臺振蕩器的輸出頻率，使之與基站的輸出頻率相同，保證前向業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù)的正確解調(diào)。 移動站接收機(jī)中信道估計(jì)、數(shù)據(jù)解擴(kuò)及定時(shí)跟蹤都需要接收信號與本地序列進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，相關(guān)器組在整個(gè)接收機(jī)設(shè)計(jì)中占很大的資源。自動頻率校正環(huán)路與數(shù)據(jù)速率相比，調(diào)整速度很慢，可用于數(shù)據(jù)處理的時(shí)間很充裕。為節(jié)省硬件資源，在設(shè)計(jì)中大量使用了串行處理和模塊時(shí)分復(fù)用技術(shù)。 硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)果 采用 VHDL 語言對各個(gè)模塊進(jìn)行了描述，并同樣運(yùn)用 Aldec公司的 ActiveVHDL仿真工具進(jìn)行了功能仿真和驗(yàn)證。在驗(yàn)證了功能的正確性以后，采用 EDA級合工具Exemplar對電路進(jìn)行了綜合和優(yōu)化。最后利用 Altera公司提供的 Quartus軟件將設(shè)計(jì)的邏輯下載到了一片 APEX20k EP20K200RC240 FPGA中。 返回目錄 ? 一 讀圖讀圖是進(jìn)行高效手機(jī)維修的前提。 只有對手機(jī)的電路原理 ，工作原理及器件特性有了深入的了解 ,才能做到快速而準(zhǔn)確的判斷 .對于射頻電路：了解用途 :開始讀圖之前，首先要了解該部件使用在什么地方，起什么作用，有什么特點(diǎn)以及能夠達(dá)到什么樣的技術(shù)指標(biāo)。對于用途了解得比較清楚，可以幫助維修人員理解電路原理圖的指導(dǎo)思想，總體安排以及各種具體的實(shí)現(xiàn)技術(shù)?；麨榱?:將總原理圖分解成若干基本部分，弄清各部分的主要功能以及每一部分由哪些基本單元電路組成。有時(shí)可以用簡單的模塊圖來表示每一部分的作用以及各部分之間的相互關(guān)系。在分解過程中，如果有個(gè)別元件或某些細(xì)節(jié)一時(shí)不能理解，可以留待后面仔細(xì)研究，這一部 ,只要求搞清楚總圖大致包括哪些主要的模塊。 手 機(jī) 故 障診 斷 找出通路 :對每個(gè)基本單元電路，找出其中的直流通路，交流通路以及反饋通路等。以及判斷電路的靜態(tài)偏置是否合適，交流信號能否正常放大和傳遞，引出的信號經(jīng)過什么樣的濾波器等等。抓住聯(lián)系 :在前面的幾個(gè)步驟基礎(chǔ)上，將各個(gè)組成部分總和，從總電路的輸入端一直到輸出端聯(lián)系起來，觀察信號在電路中如何逐級放大和傳遞，從而得到一個(gè)完整的認(rèn)識。估算指標(biāo) :如果要求對電路圖有更加深入的了解，則可對某些主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行一定的估算，以便對電路的技術(shù)性能獲得定量概念。 2對于邏輯 /音頻板部分 .1） 明確主要集成電路在電路板上的位置 如 MCU， EEPROM， FLASH， ROM， 音頻處理模塊等。2） 查電源連接線，電源是如何共給各個(gè)