移動通信終端校準問題的分析與解決

王 鵬

(展訊通信有限公司，天津 300300)

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移動通信終端校準問題的分析與解決

王 鵬

(展訊通信有限公司，天津 300300)

隨著移動通信技術的發展，大批量高效率的移動通信設備的生產成為必需，其中校準技術成為通信設備生產過程中必不可少的環節。精確的校準信息可以使通信設備準確地發射和接收功率信號，在滿足自身通信需求的同時，保證不對其他設備造成電磁干擾。文中詳細記錄了一個產線上真實發生的校準問題和分析解決的過程，為客戶設備的穩定高效生產提供了有效的技術保證。

移動終端；校準；電磁干擾；產線

0 引言

移動通信設備的校準，對其在實際商用中的性能表現起著至關重要的作用。校準技術[1]通常包括3個部分：AFC(即自動頻率校準)、APC(自動發射功率校準)和AGC(自動接收增益校準)。精確的校準信息可以使通信設備準確地發射和接收功率信號[2]，在滿足自身通信需求的同時，保證不對其他設備造成電磁干擾[3]。本文詳細描述了一個產線實際發生的APC校準概率性失敗的案例，通過對問題的分析和解決，為客戶設備的穩定高效生產提供了技術保證。

1 問題描述

客戶產線報出問題：EGSM900_TX_77CH_Can′t Find Target PWR[31.800]。問題發生的概率是1%，這是一個APC校準概率性失敗的問題。

APC的校準過程可以簡要描述為：手機與測試儀器之間通過BCH信道建立起通信，儀器通過下發控制命令，要求手機在指定頻段和信道發射功率，儀器對上行功率進行接收并檢測，如果功率在設定的誤差范圍之內即顯示通過，否則報錯并顯示失敗。上述產線問題，即手機在指定EGSM 頻段CH77信道的發射功率不能滿足31.8 dBm±0.2 dB的目標要求。

通過示波器測量發現，手機的整機供電電流在APC校準過程中偏小。分析手機的供電網絡如圖1。

圖1 老版供電網絡

圖1是老版帶Load switch的供電方式，Power supply直接通過USB口給Vbat供電，然后輸入到BB chip。Vbat固定電壓3.8 V。

圖2是新版去掉Load switch的供電方式，Power supply 通過USB口給Vbus供電，Vbus 通過Charging IC輸出Vbat。Vbus固定電壓5 V，通過Charging IC轉換為固定電壓4.2 V，供整板工作。

圖2 新版供電網絡

客戶后續的Feature Phone項目由于降低成本的考慮，會逐步去掉Loadswitch IC，本項目作為第一個實驗項目，對其他項目具有示范和指導作用。使用工具校準，手機出現APC校準失敗的問題。由于之前帶Loadswtich IC時校準正常，因此故障定位于去掉Loadswitch IC引入的問題。問題亟待解決。

仔細分析，是否去掉Loadswtich IC，實質上是改變了手機的供電方式。由圖1所示，帶Loadswtich IC時，手機工作電壓由電壓源的Vbat直接供給；去掉Loadswtich IC后，手機工作電壓由Charger IC(5 V→4.2 V)提供。繼續分析Charger IC的datasheet，發現芯片根據EN/SET管腳的輸入脈沖種類，會有5種不同的工作模式，詳見圖3和表1。

圖3 Charger IC的電路圖

表1 Charger IC的工作模式

由Charger IC手冊，得到表1關于其工作模式的信息，BBIC通過Charger IC的EN/SET管腳，控制其工作模式，并決定輸出電流上限。其中ISET Mode: Riset=820 ohm->charger current limit=646 mA。

圖4是問題樣機校準時的波形。在APC校準時，EN/SET依次出現的脈沖如下： 單脈沖(1.4 V , 650 μs)->連續3個脈沖(3 V, 單個500 μs)->單脈沖(3 V, 510 μs)，charger current被嵌位在800 mA以下，APC校準失敗。

圖4 問題樣機校準波形

圖5是正常樣機校準時的波形。在APC校準時，EN/SET出現的脈沖如下：連續3個脈沖(3 V, 單個500 μs)，charger current 最高達到1.8 A，APC校準成功。

圖5 正常樣機校準波形

2 問題分析

對比APC校準成功和失敗的樣機波形，發現EN/SET波形有兩個問題：

(1) 異常單脈沖，異常是因為這個脈沖幅度僅有1.2 V，與軟件發出的幅度達到3 V的控制脈沖有很大區別。同時，通過軟件對脈沖幅度進行調整，發現對這個脈沖沒有任何抑制作用，從而確定這是硬件電路導致的異常脈沖，需從其他角度進行分析。

(2) 3個控制脈沖后的單脈沖，從幅度和時長看都是軟件發送的正?？刂泼}沖?？赏ㄟ^軟件升級消除。

抓取到如圖6波形，分別是USB/UART Switch IC的串口輸出UART1_RD、BBIC控制Charger IC的使能CHG_EN、Charger IC的工作電壓VDD_IO_2.9V。三者在同一時刻分別出現了上升沿抖動、異常單脈沖、上升沿臺階。三者之間的關系需要從原理圖的信號流圖中找到方向。

圖6 問題樣機校準波形

手機在進行校準之前的信號流圖，JIG_BOX輸出了異常波動，通過USB口的USB_DP傳導到USB/UART Switch IC。由于Switch IC的工作電壓是VBAT，上電很快，異常波動通過UART1_RD進一步透傳給BBIC芯片。此時BBIC上電初始化還沒有完成，異常波動通過IC內部的端口耦合，影響輸出電壓VDD_IO_2.9V出現上升沿臺階，并且導致BBIC的GPIO輸出信號CHG_EN出現異常單脈沖。

如圖7所示，單脈沖的時長在100～700 μs之間，作為Charger IC的工作模式選擇信號，使IC進入ISET Mode，此時charger current上限646 mA，而實際APC校準時最大電流能達到1.8 A，電流的嵌位使得APC max power校準失敗。

圖7 問題樣機異常波形

3 結論與解決

至此，問題得到全面分析。導致問題的根本原因是校準之初JIG BOX輸出的異常波動信號，在BBIC未上電初始化完成之前，通過內部耦合，引起GPIO輸出信號的異常，進而使Charger IC進入錯誤的工作模式，引起校準失敗。

根據失敗原因修改兩處硬件電路：

(1) Charger IC EN/SET管腳加下拉4.7 kΩ電阻，目的是濾除異常脈沖信號。

(2) USB/UART Switch IC供電改為BBIC提供的VDD_IO_2.9V，目的是在BBIC上電初始化完成后，再給Switch IC供電，從而截斷JIG BOX異常電平擾動的信號路線，使得Charger IC的工作模式不被干擾，從而完成正常的校準過程。

如圖8所示，修改硬件電路后的波形恢復正常，CHG_EN沒有異常單脈沖出現，進行壓力測試，問題沒再復現。

圖8 修改后信號測試圖

[1] LEE J G, KIM J H, KANG T W, et al. RF peak power calibration of modulated signals[J].IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement,2011,60(7):2621-2626.

[2] SHIH H Y, WANG C W. A highly-integrated 3-8 GHz ultra-wideband RF transmitter with digital-assisted carrier leakage calibration and automatic transmit power control [J].IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems,2012,20(8):1357-1367.

[3] KESKIN N, Liu Huaping. Practical considerations for electromagnetic interference suppression rate with spread spectrum clocking [J].IEEE Electromagnetic Compatibility Magazine,2016,5(2):57-60.

The analysis and solution of calibration issue of mobile communication terminal

Wang Peng

(Spreadtrum Communications Company Limited, Tianjin 300300, China)

With the development of mobile communication technology, the mass and high efficient production of mobile terminal(MT) become necessary. The calibration technology is an essential segment among manufacturing process. The MT equipment can transmit and receive specific power signals based on accurate calibration information. On the basis of MT normal communication commend, no electromagnetic interference on other equipment should be guaranteed. This paper detailed records the analysis and debug process of a real calibration issue on production line, which provides effective technical assurance for stable and efficient production.

mobile terminal; calibration; electromagnetic interference；production line

TN081

A

10.19358/j.issn.1674- 7720.2017.11.026

王鵬.移動通信終端校準問題的分析與解決[J].微型機與應用，2017,36(11)：88-90，97.

2016-12-15)

王鵬(1985-)，通信作者，男，碩士，射頻工程師，主要研究方向：射頻電路設計與優化、可重構天線等。

E-mail：mikeandwang@163.com。