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手 机 设 计 概 述 ( 一 )

目 录 数 字 手 机 原 理 框 图 手 机 供 电 系 统 框 图 GSM 手 机 设 计 CDMA 手 机 设 计 手 机 功 率 放 大 器 设 计

手 机 电 路 组 成 Base-Band Subsystem (Digital) RF Subsystem (Analog) Antenna 占 1/3 占 2/3

数 字 手 机 原 理 框 图

手 机 供 电 系 统 框 图 为 保 证 手 机 的 EMC 性 能,LNA IF Modulator Demodulator PA PLL TX-VCO 应 采 用 独 立 电 源

GSM 手 机 设 计

GSM 手 机 设 计 内 容 随 着 GSM 手 机 用 户 的 不 断 增 大, 双 频 段 手 机 成 为 将 来 的 发 展 趋 势, 因 为 能 从 900MHz 自 动 切 换 到 1.8GHz, 或 者 甚 至 到 1.9GHz 的 网 络 作 为 手 机 的 制 造 商, 除 手 机 外 观 设 计 外, 必 须 寻 求 实 现 双 频 段 或 三 频 段 接 入 的 技 术 解 决 方 案, 同 时 还 要 进 一 步 解 决 手 机 体 积 变 小 提 高 通 话 和 待 机 时 间, 提 高 产 品 竞 争 力

GSM 传 输 方 式 众 所 周 知, 在 900MHz 频 段, 接 收 (Rx) 和 发 射 (Tx) 频 段 之 间 双 工 分 离,890MHz 至 915MHz 用 于 移 动 台 到 基 站 的 传 输,935MHz 至 960MHz 用 於 基 站 到 移 动 台 的 传 输, Rx 和 Tx 频 段 都 包 含 有 124 个 200kHz 带 宽 的 频 率 载 波 信 道 在 GSM1.8GHz 频 段, 提 供 374 个 200kHz 带 宽 的 频 率 载 波 信 道, 同 900MHz 系 统 保 持 相 同 的 讯 号 处 理 和 协 议 ( 见 下 表 )

GSM 频 带 分 配 表

GSM 信 号 的 传 输 与 越 区 切 换 过 程 GSM 使 用 FDMA 和 TDMA 的 组 合, 使 用 户 共 享 无 线 频 谱 资 源 通 过 TDMA 4.6ms 帧, 每 个 载 波 频 率 提 供 8 个 信 道 (" 突 发 " 或 577μs 的 " 时 隙 "), 一 个 物 理 信 道 一 次 只 用 一 个 时 隙 ( 即 一 个 话 音 连 接 ) 在 每 一 帧 内, 移 动 台 在 一 个 时 隙 发 射 的 同 时, 监 视 5 个 相 邻 基 站 及 它 所 对 应 基 站 的 空 闲 接 收 时 隙, 用 于 接 收 信 号 场 强 指 示 RSSI (receive signal strength indication) 此 信 息 在 每 一 秒 钟 至 少 传 一 次 给 BSC, 与 BSC 切 换 算 法 一 起 确 定 呼 叫 转 换 到 下 一 个 基 站 的 时 间, 基 站 也 应 用 RSSI 确 定 是 否 和 什 么 时 候 改 变 手 机 的 功 率 电 平 ( 以 2dB 的 间 隔 ) 切 换 允 许 手 机 从 一 个 单 元 移 动 到 另 一 个 单 元, 并 以 新 的 功 率 电 平 在 新 的 时 / 频 位 置 注 册 手 机 报 告 6 个 最 强 的 讯 号 场 强 并 识 别 相 邻 单 元 ( 通 常 16 中 选 6) 移 动 台 和 MSC 都 能 启 动 切 换, 它 可 发 生 在 一 个 信 道 内 ( 时 隙 内 ) 单 元 内 不 同 单 元 之 间 从 微 单 元 漫 游 到 伞 形 宏 单 元

GSM 900MHz/1800 双 频 网 络 对 于 4 类 手 机, GSM 900MHz 手 机 功 率 电 平 高 至 33dBm( 或 2W) 因 此, 蜂 窝 式 单 元 的 半 径 可 达 35km 典 型 1.8GHz GSM 手 机 功 率 电 平 为 30dBm( 或 1W), 而 1.8GHz 无 线 信 号 的 衰 减 几 乎 是 900MHz 的 两 倍, 因 此 GSM1800 有 限 的 工 作 距 离 仅 100m 至 4km 但 比 GSM900 能 提 供 更 高 的 通 讯 容 量 双 频 段 900/1800 网 络 的 优 点 是 网 络 运 营 商 可 以 使 用 双 频 段, 为 GSM900 用 户 提 供 更 大 的 覆 盖 范 围 ; 同 时, 为 GSM1800 用 户 提 供 更 高 的 通 讯 容 量

接 收 信 号 的 动 态 范 围 最 小 接 收 讯 号 为 -102dBm, 最 大 接 收 讯 号 为 -33dBm 到 达 天 线 的 干 扰 讯 号 可 达 到 0dBm, 接 收 机 必 须 对 它 进 行 处 理 接 收 机 前 端 必 须 具 有 很 大 的 动 态 范 围, 前 端 IC 要 求 具 有 高 的 压 缩 点 和 低 的 噪 声 系 数

RF 前 端 和 PA 关 系 如 接 收 前 端 的 信 号 纯 度 高, 就 可 以 减 小 对 PA 之 前 滤 波 器 的 高 要 求, 在 PA 之 前 减 小 相 位 误 差, 使 PA 以 更 高 的 效 率 工 作 (PA 进 入 非 线 性 状 态 ), 而 不 提 高 系 统 的 相 位 误 差 ( 小 於 20pprms) 可 以 提 供 超 过 50dB 线 性 范 围 的 准 确 控 制 在 GSM1900 频 带 使 用 1.8GHz PA 进 行 接 续 或 宽 带 匹 配 时, 则 需 要 一 些 增 加 外 部 电 路 对 三 频 带 手 机 电 路, 滤 波 器 振 荡 器 PA 和 天 线 的 设 计 就 更 关 键 双 频 带 应 用, 天 线 后 面 的 接 收 通 路 必 须 分 成 两 个, 所 以 可 用 两 个 独 立 的 接 收 滤 波 器 如 果 集 成 镜 像 消 除 滤 波 器, 可 把 传 统 前 端 双 带 的 5 个 SAW 滤 波 器 数 量 减 少 到 3 个 对 于 三 频 带 接 收 机, 还 需 要 增 加 一 个 前 端 滤 波 器, 但 1.8GHz 和 1.9GHz 频 带 可 以 共 享

GSM 手 机 设 计 GSM 手 机 有 四 项 重 要 RF 电 气 指 标 射 频 输 出 功 率 频 率 误 差 接 收 灵 敏 度 相 位 误 差 其 中 前 三 项 是 发 射 指 标 而 相 位 误 差 (PE) 也 是 一 项 重 要 的 指 标

发 射 通 道 技 术 方 案 上 变 频 方 案 电 路 简 单 OFFSET 频 率 方 案 频 率 误 差 和 PE 较 小 ; 绝 大 多 数 手 机 都 采 用 OFFSET 频 率 方 案 上 两 种 方 案 的 差 别 : 主 要 是 RF 已 调 信 号 的 形 成 方 法 对 于 上 变 频 方 案, 通 过 传 统 的 IF 到 RF 的 频 谱 搬 迁 ; 对 于 OFFSET 频 率 方 案, 则 是 通 过 增 加 一 个 IF PLL, 其 输 出 控 制 一 个 专 用 的 发 射 VCO, 达 到 实 现 RF 调 制 信 号 的 目 的

GSM 手 机 射 频 电 路 通 用 设 计 -- 接 收 单 元 一 般 采 用 一 次 变 频 或 二 次 变 频 的 接 收 机 方 案 ( 多 次 变 频 将 导 致 总 的 滤 波 器 数 目 的 增 加 ) 低 噪 声 放 大 器 LNA (1) N F :1.5dB-2.5dB, 第 一 级 为 0.8-1dB (2)G:15dB-20dB,LNA 可 用 一 级 放 大 器 来 实 现, 增 益 太 高 将 导 致 整 机 抗 阻 塞 和 互 调 指 标 差 (3) 功 耗 :4mA-8mA(FET),1-2mA(Bipolar) (4) 具 有 键 控 式 AGC 控 制 功 能 ( 通 过 偏 置 控 制 来 实 现 ) 第 1 混 频 器 (1) 采 用 RF 平 衡 输 入,IF 平 衡 输 出 的 有 源 混 频 器, 以 提 供 足 够 的 增 益, 降 低 串 话 的 干 扰 (2) 噪 声 系 数 :6dB 8dB, (3) G:8dB 10dB (4) 本 振 电 平 : -5dBm 0dBm. 过 高 的 本 振 电 平 会 增 加 功 耗

GSM 手 机 射 频 电 路 通 用 设 计 -- 发 射 单 元 (1) 有 多 种 可 以 采 用 的 电 路 方 案 : (1) 单 中 频 优 点 :PLL 电 路 简 单, 不 易 产 生 互 调 干 扰,re 和 Pe 指 标 较 好 缺 点 : 选 择 性 指 标 比 采 用 双 中 频 的 方 案 要 差 一 些 (2) 双 中 频 优 点 : 选 择 性 指 标 容 易 保 证, 带 外 抑 制 指 标 比 较 高, 频 差 Fe 和 相 差 Pe 指 标 比 较 好, 缺 点 :PLL 要 复 杂 一 些, 易 产 生 互 调 干 扰 (3) 直 接 调 制 到 RF( 无 中 频 ) 优 点 : 电 路 简 单, 缺 点 : 选 择 性 指 标 比 较 差,re 和 Pe 指 标 难 以 保 证

GSM 手 机 射 频 电 路 通 用 设 计 (4) 末 级 Tx VC0 采 用 上 变 频 -- 发 射 单 元 (2) 优 点 : 电 路 相 对 简 单 缺 点 :re 和 Pe 指 标 稍 差 (5) 末 级 Tx VCO 采 用 PLL VCO 优 点 :Fe 和 Pe 指 标 容 易 保 证 缺 点 : 电 路 要 相 对 复 杂 一 些 (6) PA 采 用 开 环 控 制 优 点 : 省 去 定 向 耦 合 器 功 率 检 测 和 比 较 电 路 (7) PA 采 用 闭 环 控 制 优 点 :PA 直 接 与 电 池 连 接, 无 需 MOS 管, 稳 定 性 可 靠 性 较 高 缺 点 : 需 要 用 定 向 耦 合 器 功 率 检 测 和 比 较 电 路, 电 路 复 杂

双 频 GSM900MHz 技 术 指 标 工 作 频 率 : 上 行 TX :880MHz-915MHz 下 行 RX: 925MHz-960MHz 双 工 频 率 间 隔 : 45MHz, 载 波 间 隔 :200KHz 调 制 方 式 :I/Q 正 经 GMSK 动 态 范 围 :-47dBm-110dBm 射 频 功 率 输 出 :33dBm(5 级 )-5dBm(19 级 ), 级 差 : 2dB(15 个 功 率 等 级 ) * 30dBm(1W)

双 频 DCS1800MHz 技 术 指 标 工 作 频 率 : 上 行 TX :1710MHz-1785MHz 下 行 RX: 1805MHz-1880MHz 收 发 频 率 间 隔 : 95MHz, 静 态 接 收 灵 敏 度 :-100dBm 射 频 功 率 输 出 :24dBm(3 级 )-5dBm(19 级 ), 级 差 : 2dB(13 个 功 率 等 级 ) * 24dBm(200mW)

CDMA 手 机 设 计

CDMA 技 术 指 标 灵 敏 度 和 动 态 范 围 的 最 低 要 求 灵 敏 度 :-104 dbm(1.23mhz 带 宽 ) 定 义 : 保 证 接 收 帧 误 率 FER<0.5% 所 需 的 最 低 CDMA 信 道 功 率 动 态 范 围 : 典 型 90dB 线 性 ( 最 大 输 入 信 号 功 率 为 -25dBm) 因 为 CDMA 包 络 起 伏 变 化 大, 典 型 的 峰 平 比 为 8-10dB, 要 求 接 收 机 在 接 收 信 号 动 态 范 围 内 保 持 良 好 的 线 性 手 机 发 射 功 率 数 据 比 较 : IS98 27dBm cdma2000 24dBm(200mW) GSM 30dBm( 1W)

CDMA 手 机 LNA 设 计 在 设 计 高 性 能 CDMA 接 收 机 中, 最 为 苛 刻 的 部 分 应 属 于 低 噪 声 放 大 器 (LNA), 当 接 收 灵 敏 度 为 -104 dbm IIP3( 双 音 三 阶 互 调 失 真 截 距 点 ) 为 几 个 +dbm, 则 要 求 LNA 噪 声 系 数 小 于 2dB, 才 能 获 得 批 量 生 产 时 达 到 2-3dB, 这 就 是 说,LNA 要 有 最 大 的 动 态 范 围 为 使 LNA 具 有 几 个 +dbm IIP3(+3~+5dBm), 而 满 足 低 的 噪 声 系 数 (< 2dB), 所 需 要 的 电 流 消 耗 就 是 几 十 ma (~20mA) 由 此 可 见, 同 时 实 现 低 功 耗 高 线 性 度 以 及 低 噪 声 设 计 是 CDMA LNA 的 技 术 关 键 当 接 收 信 号 强 度 高 时 (-30-20dBm), 混 频 器 对 接 收 通 道 是 一 个 关 键 门 槛, 所 以 还 要 求 LNA 具 有 15dB 的 增 益 动 态 范 围

手 机 功 率 放 大 器 设 计

功 率 放 大 器 PA 把 微 弱 的 功 率 调 制 信 号 放 大 到 所 要 求 的 输 出 功 率, 在 GSM 中 是 采 用 GMSK 是 调 制 方 式, 其 特 点 是 恒 包 络 调 制, 为 使 PA 效 率 更 高, PA 输 出 就 要 出 现 轻 微 的 非 线 性 通 常 双 工 器 也 产 生 一 定 的 损 耗, 如 采 用 无 双 工 器 的 电 路 结 构 就 可 降 低 对 PA 的 输 出 功 率 要 求 根 据 GSM 标 准, 天 线 上 功 率 最 大 值 是 -33dBm 假 如 手 机 一 直 处 于 最 高 功 率,PA 效 率 大 於 40%, 而 电 池 容 量 为 550mAh 如 果 电 池 可 以 用 到 其 容 量 的 70% 而 不 降 低 供 电 电 压, 可 提 供 的 平 均 dc 功 率 是 P1=550mAH Vcc/0.7( 见 下 表 )

功 率 放 大 器 特 点 功 率 放 大 器 是 手 机 中 消 耗 电 量 最 大 的 部 件, 它 的 效 率 直 接 影 响 到 连 续 通 话 时 间 的 长 短 如 取 效 率 为 30% 时 的 通 话 时 间 作 为 标 准, 将 效 率 从 40% 提 高 到 50%, 连 续 通 话 时 间 将 可 增 加 15 分 钟 对 手 机 中 用 的 功 放 (PA), 不 仅 要 求 其 体 积 小, 且 效 率 高, 理 论 上 讲,PA 的 放 大 效 率 为 78.5 % (B 级 工 作 ), 可 是, 其 效 率 与 保 持 低 失 真 之 间 存 在 着 矛 盾, 需 在 满 足 低 失 真 前 提 下, 追 求 PA 的 最 大 效 率 化 目 前 PA 的 效 率 在 50% 以 上

各 种 手 机 标 准 对 功 放 (PA) 设 计 的 独 特 要 求 手 机 制 式 ( 标 准 ) 的 差 异, 对 功 放 (PA) 设 计 有 很 大 影 响 因 此, 有 各 种 PA 设 计 方 法 以 满 足 每 种 标 准 的 独 特 要 求 每 种 标 准 的 主 要 参 数, 都 有 不 同 的 数 值 参 数 ( 见 下 表 )

功 放 (PA) 多 种 标 准 的 主 要 参 数

DMA IS-54/136( 时 分 多 址 标 准 ) 和 CDMA IS-95( 码 分 多 址 标 准 ) DMA IS-54/136( 时 分 多 址 标 准 ) 和 CDMA IS-95( 码 分 多 址 标 准 ) 采 用 线 性 调 变 技 术, 对 幅 度 和 相 位 失 真 要 求 很 严, 因 此 要 求 PA 以 线 性 方 式 工 作 为 使 相 邻 和 交 换 通 讯 信 道 的 失 真 度 符 合 规 范,PA 的 工 作 功 率 必 须 比 饱 和 功 率 低 2 至 6dB, 以 保 证 线 性 度 PA 在 上 述 功 率 电 平 下, 比 在 饱 和 功 率 状 态 下 工 作 效 率 要 低 得 多 对 TDMA 来 说, 在 最 大 发 射 功 率 时, 输 出 级 效 率 通 常 在 35% 至 45% 的 范 围 内, 而 对 CDMA 则 为 25-35% 好 在 CDMA 标 准 中, 采 用 较 低 发 射 功 率, 否 则, 就 要 用 很 大 的 器 件, 更 无 法 用 电 池 供 电

调 制 方 式 MPS(FM 调 制 ) 和 GSM(GMSK 高 斯 滤 波 最 小 频 移 键 控 调 变 ), 是 采 用 等 包 络 调 制 技 术, 幅 度 失 真 对 其 影 响 较 小, 这 样,PA 就 可 工 作 在 各 种 功 率 直 至 饱 和 状 态, 达 到 更 高 的 效 率

占 空 比 是 PA 设 计 中 的 概 念 占 空 周 期 可 以 从 通 常 的 时 间 意 义 上 入 手, 也 可 侧 重 从 功 率 的 观 点 来 考 虑 在 CDMA IS-95 中,PA 峰 值 发 射 功 率 是 28dBm, 但 平 均 发 射 功 率 至 少 要 低 15 至 30dB( 这 种 情 况 只 是 CDMA) 在 低 发 射 功 率 下 具 有 小 的 静 态 电 流, 可 以 获 得 最 长 的 通 话 时 间

占 空 比 是 PA 设 计 中 的 概 念 对 于 其 它 标 准, 还 是 以 通 常 的 时 间 概 念 来 看 待 占 空 周 期 GSM 采 用 1/8 占 空 周 期 PA 只 有 1/8 时 间 在 工 作, 这 就 降 低 了 通 话 时 间 对 PA 效 率 的 敏 感 度 TDMA 采 用 的 占 空 周 期 是 1/3, 而 AMPS 是 100% 时 间 工 作 对 于 类 似 AMPS 这 样 是 100% 占 空 周 期,PA 设 计 中 就 最 重 视 PA 的 效 率

RFIC 芯 片 和 器 件 的 选 型 制 造 芯 片 所 采 用 的 材 料 有 硅 (Si) 和 砷 化 镓 (GaAs) 器 件 :Si bipolar Si MOSFET GaAs MESFET GaAs HBT 和 GaAs PHEMT 为 简 单 起 见, 可 从 功 率 附 加 效 率 (PAE)* 工 作 电 压 成 本 三 个 方 面 来 比 较 这 些 技 术 ( 见 下 表 ) PAE 与 每 次 电 池 充 电 后 通 话 时 间 长 短 直 接 有 关 PAE 考 虑 了 器 件 集 电 极 或 漏 极 的 效 率, 以 及 为 达 到 某 一 输 出 功 率, 需 要 多 大 的 输 入 射 频 功 率 故 PAE 能 很 好 地 反 映 器 件 的 功 率 增 益 *PAE 参 数 定 义 为 :( 射 频 输 出 功 率 - 射 频 输 入 功 率 )/ 总 直 流 输 入 功 率

RFIC 芯 片 和 器 件 的 选 型 对 于 900MHz,PAE 就 应 该 根 据 成 本 工 作 电 压 性 能 折 衷 来 选 择 器 件 Si MOSFET 和 GaAs MESFET 成 本 较 低, 常 被 优 先 选 用 对 900 MHz 的 低 电 压 操 作, 就 选 用 Si BJT 和 GaAs PHEMT 对 于 1.8GHz,MOSFET 增 益 低 如 采 用 3V 供 电,GaAs PHEMT 和 Si BJT 都 可 选 用

器 件 材 料 特 性 参 数

GPS 与 手 机 合 成

手 机 辐 射 问 题 与 EMC 考 虑

手 机 辐 射 问 题

手 机 辐 射 值 CDMA 手 机 辐 射 值 在 50-150 微 瓦 / 平 方 厘 米 之 间 GSM 大 都 在 800 微 瓦 以 上, 辐 射 最 高 的 达 10000 微 瓦 内 藏 天 线 小 于 外 置 天 线, 但 内 置 天 线 手 机 的 背 部 电 磁 辐 射 比 前 板 多 出 好 几 倍

防 辐 射 手 机 天 线 设 计 为 保 护 人 体 大 脑 不 直 接 受 电 磁 波 辐 射, 已 开 始 设 计 一 种 功 能 环 保 天 线 因 手 机 接 听 时 要 将 电 话 贴 紧 大 脑, 根 据 天 线 方 向 图 改 变, 最 大 辐 射 场 强 绕 开 人 体 大 脑 的 原 则 设 计, 在 天 线 内 部 安 装 不 同 角 度 的 反 射 器 改 变 了 天 线 最 大 辐 射 方 向, 从 而 起 来 保 护 长 期 使 用 手 机 用 户 的 目 的 是

人 体 模 型 辐 射 测 试 研 究

各 种 GMS 手 机 天 线

可 折 叠 式 方 案 Queen Mary, University of London,UK

方 向 图 控 制 式 方 案 Tokyo Institute of Technology,Japan

FDTD Tissue Modeling --Brigham Young University

国 家 专 利 (1) 专 利 名 称 : 环 保 型 移 动 通 信 手 机 天 线 专 利 申 请 号 : 97240233 IPC 分 类 号 : H01Q 9/00 国 别 省 市 代 码 : 81 代 理 人 : 朱 丽 华 专 利 所 有 权 人 : 电 子 工 业 部 第 七 研 究 所 发 明 人 : 刘 礼 白 所 有 权 人 地 址 : (510310) 广 东 省 广 州 市 新 港 中 路 381 号 专 利 文 摘 : 本 实 用 新 型 提 供 了 一 种 环 保 型 的 移 动 通 信 手 机, 是 在 移 动 通 信 机 背 面 ( 即 与 贴 近 使 用 人 面 部 的 机 壳 相 对 的 一 面 ) 放 置 反 射 板 的 平 面 型 天 线, 在 不 影 响 正 常 通 信 的 前 提 下, 大 大 减 少 天 线 辐 射 的 电 磁 能 量 进 入 人 体 头 部, 起 到 保 护 大 脑 和 眼 睛 的 作 用 本 实 用 新 型 适 用 于 所 有 的 移 动 通 信 手 机

国 家 专 利 (2) 防 辐 射 移 动 电 话 发 明 专 利 ( 专 利 号 :99123046.9) 该 技 术 在 于 对 现 有 手 机 的 拉 杆 天 线 进 行 了 改 进, 在 使 用 时 天 线 可 弹 出 一 个 抛 物 面 防 护 罩, 以 防 止 手 机 辐 射 可 能 对 手 机 用 户 的 危 害

海 尔 防 辐 射 手 机 新 概 念??? 手 机 释 放 出 的 电 磁 波 在 电 话 拨 号 至 接 通 时 最 强, 达 到 1000 微 瓦 / 平 方 厘 米 在 通 常 通 话 时, 电 磁 波 强 度 达 到 300 微 瓦 / 平 方 厘 米 测 试 表 明, 手 机 电 磁 辐 射 的 一 半 被 人 体 吸 收, 其 中 四 分 之 一 被 人 脑 吸 收 根 据 辐 射 强 度 在 手 机 接 通 期 间 对 人 体 危 害 最 大 这 一 关 键 点, 利 用 软 件 技 术 研 制 开 发 手 机 的 接 通 提 示 功 能 用 户 在 拨 号 呼 叫 过 程 中, 不 必 放 在 身 边 监 听, 对 方 通 话 后, 自 动 发 出 一 声 接 通 提 示 音 或 振 动 提 示 电 话 已 接 通

手 机 EMI 问 题

通 讯 产 品 交 换 机 接 入 网 移 动 通 信 系 统 数 据 通 信 传 输 系 统 视 讯 系 统 智 能 电 源 智 能 网 网 管 系 统 计 费 产 品 STP 手 机 集 中 监 控 系 统 变 电 站 自 动 化

手 机 噪 声 的 传 播 机 理 噪 声 传 播 有 两 种 途 径 : 传 导 和 辐 射 传 导 是 通 过 导 线 印 刷 电 路 板 线 迹 金 属 机 壳 或 电 子 元 件 ( 如 电 容 器 ) 传 播 噪 声 辐 射 是 通 过 空 气 或 PCB 传 播 噪 声 能 量 传 导 噪 声 可 用 传 统 电 路 技 术 滤 波 ; 辐 射 噪 声 通 常 用 屏 蔽 技 术 使 其 减 至 最 小

手 机 中 的 EMI 问 题 目 前 生 产 的 手 机 都 是 数 字 式 尽 管 称 作 数 字 蜂 窝 电 话, 但 还 是 离 不 开 许 多 的 模 拟 功 能 手 机 电 路 面 临 混 合 信 号 设 计 问 题 便 携 式 通 信 设 备 继 续 缩 小 尺 寸 减 轻 重 量 而 不 断 增 加 功 能 和 芯 片 的 集 成 度 设 计 电 路 板 要 避 免 干 扰 噪 声 引 起 的 误 差 和 地 回 波 是 很 艰 巨 的 任 务 随 着 芯 片 几 何 尺 寸 的 进 一 步 减 小 和 板 上 线 距 的 缩 短, 其 物 理 定 律 开 始 失 去 部 分 意 义 紧 靠 在 一 起 的 PCB 并 行 线 将 存 在 的 更 大 的 寄 生 电 容 耦 合, 对 邻 近 线 之 间 产 生 耦 合 干 扰 在 电 源 管 理 中 的 DC-DC 变 换 器 本 身 就 是 潜 在 的 EMI 噪 声 源

手 机 开 关 电 源 所 产 生 的 噪 声 频 谱 图

手 机 开 关 电 源 所 产 生 的 噪 声 控 制 开 关 电 源 产 生 的 噪 声 频 谱 最 低 频 率 为 800KHz, 是 开 关 电 源 的 开 关 工 作 频 率, 也 是 基 波 频 率 各 次 谐 波 频 率 之 间 的 频 带 宽 度 刚 好 等 于 基 波 频 率 如 何 分 布 则 与 时 域 波 形 电 流 大 小 电 感 电 容 取 值 以 及 PCB 布 线 / 布 局 都 有 关 系 开 关 噪 声 可 通 过 传 导 方 式 到 达 开 关 电 源 的 输 入 端 输 出 端 地 线, 还 可 通 过 PCB 线 迹 发 射 成 为 辐 射 干 扰, 因 此 必 须 使 开 关 电 源 的 纹 波 电 压 及 传 导 噪 声 尽 可 能 的 小

传 统 设 计 方 法 出 现 的 问 题 电 磁 干 扰 (EMI) 问 题 环 路 设 计, 形 成 天 线 效 应 电 源 层 的 槽 缝 会 构 成 了 四 分 之 一 波 长 的 天 线 密 集 过 孔 ( 如 BGA 封 装 器 件 ) 大 型 接 插 件 ( 特 别 是 背 板 ) 感 性 元 件 注 意 : 在 元 件 面 的 两 个 平 行 放 置 的 电 感 会 构 成 变 压 器 由 于 不 完 全 接 地 层 的 影 响, 内 层 低 阻 抗 引 起 外 层 较 大 的 瞬 态 电 流

GSM 手 机 的 EMC 设 计

EMC 认 证 要 求 和 执 行 国 家 标 准 进 入 WTO, 手 机 产 品 首 先 要 通 过 EMC 认 证 手 机 EMC 国 家 标 准 ( 制 订 中 ) 国 家 质 量 技 术 监 督 局 发 布 电 磁 兼 容 认 证 管 理 办 法, 批 准 建 立 了 中 国 电 磁 容 认 证 委 员 会 国 家 质 量 技 术 监 督 局 将 对 移 动 电 话 强 制 实 行 电 磁 兼 容 认 证

系 统 内 部 EMI 复 杂 程 度 等 级

EMI 的 抑 制 技 术 三 种 有 效 方 法 接 地 屏 蔽 滤 波 接 地 或 屏 蔽 措 施 ----PCB 布 线 和 结 构 工 艺 滤 波 ---- 电 路 设 计 和 元 器 件 的 选 用

EMC 设 计 指 南 数 据 库 长 期 的 EMC 研 究 中 对 资 料 全 面 收 集 消 化 的 基 础 上, 结 合 实 际 应 用, 积 累 的 自 己 的 研 究 心 得 和 看 法 EMC 的 研 究 中 的 经 验 积 累, 已 获 得 的 实 用 化 的 研 究 成 果 用 Visual Basic 制 作 成 可 供 查 询 的 资 料 数 据 库 表 达 高 校 和 通 讯 企 业 的 合 作 愿 望, 负 责 版 本 的 内 容 更 新 和 升 级 维 护 可 查 询 有 关 的 设 计 规 则 设 计 经 验 和 相 关 技 巧 等 问 题 的 信 息, 还 包 括 实 际 电 路 EMC 设 计 实 例 适 合 于 : 缺 乏 EMC 设 计 经 验 没 有 受 过 正 规 EMC 教 育 的 电 子 工 程 师 EMC 设 计 工 程 师 通 过 此 数 据 库 的 使 用, 也 可 学 习 有 关 的 设 计 规 则 并 逐 渐 积 累 EMC 设 计 经 验, 指 导 设 计 人 员 的 工 程 设 计

GSM 手 机 EMC 设 计 特 点 手 机 的 EMC 性 能 将 影 响 工 作 稳 定 性 RF 指 标 性 能 人 体 天 线 感 应 GSM 手 机 采 用 TDMA 脉 冲 突 法 发 式 工 作 (Burst), 对 电 源 滤 波 提 出 较 高 的 要 求

GSM 手 机 EMC 设 计 特 点 接 地 方 式 接 地 可 为 电 源 和 信 号 通 路 建 立 低 的 阻 抗 回 路 一 般 是 采 取 大 面 积 的 接 地 或 短 而 粗 的 导 线 在 PCB 中 则 采 用 大 面 积 接 地 层 接 地 和 周 边 汇 流 条 接 地 方 式 屏 蔽 方 式 屏 蔽 材 料 的 选 用 天 线 附 近 的 敏 感 电 路 进 行 屏 蔽 处 理

GSM 手 机 EMC 设 计 特 点 滤 波 方 式 利 用 滤 波 电 路 滤 除 干 扰 信 号 在 GSM 手 机 EMC 设 计 中, 如 出 现 EMC 超 标, 则 要 考 虑 对 RF 接 收 前 端 功 放 频 率 合 成 器 等 分 别 采 用 有 源 滤 波 供 电 电 源, 以 保 证 隔 离

设 计 原 则 了 解 手 机 电 路 子 系 统 对 噪 声 的 敏 感 程 度, 针 对 来 源 是 辐 射 还 是 传 导, 采 取 相 应 的 对 策 PCB 的 布 局 应 尽 量 减 小 电 流 环 路 面 积, 降 低 噪 声 辐 射 和 传 导 辐 射 强 度 采 用 升 压 采 用 升 压 电 源 变 换 器 和 大 电 容 可 以 把 PA 发 射 瞬 间 产 生 的 噪 声 最 小 化