大 家 都 知 道 GSM 手 机 有 TDD 噪 声, 但 为 什 么 噪 声 是 217Hz 呢? 把 手 机 等 效 成 一 个 黑 盒 子, 相 同 时 间 内 进 入 手 机 的 数 据 需 要 在 相 同 的 时 间 内 发 送 出 去 有 点 类 似 电 荷 守 恒, 我 们 就 来 分 析 这 个 时 间 先 分 析 进 入 手 机 的 话 音 数 据 : (1)Microphone > 采 样 >PCM 量 化 >64Kbit/s 数 据 流 >A 律 非 线 形 量 化 (13bitGSM 协 议 规 定 ) >104Kbit/s 数 据 流 >RPE-LTP 语 音 编 码 >13Kbit/s 数 据 流 以 上 是 模 数 转 换 过 程 13Kbit/s 值 是 GSM 协 议 规 定 的 数 据 流 前 面 的 采 样 和 PCM 量 化, 不 同 的 芯 片 厂 家 各 数 据 不 一 样, 如 TI 的 采 样 频 率 为 40MHz, 然 后 再 抽 值 下 面 是 信 道 编 码 过 程 由 于 话 音 信 号 有 一 定 的 周 期 性, 其 周 期 为 20ms, 因 此 先 分 析 20ms 内 话 音 是 如 何 编 码 的,20ms 的 数 据 量 此 时 为 260bit ( 2 ) 260bit >CRCcode >267bit >Convolutionalcoe >456 bit >ReorderingandPartitioning >456bit > 块 间 交 织 >456bit 既 22.8Kbit/s >GMSK 调 制 >RF 其 中 ReoderingandPartitioning 为 块 内 交 织, 交 织 深 度 为 8 以 上 为 Fullrate 编 码 方 案 下 面 分 析 RF 是 如 何 在 一 定 时 间 内 把 数 据 传 送 出 去 的 呢?
首 先 分 析 TDMA 帧 的 数 据 构 成 一 个 TDMA 帧 为 156.25bit, 有 用 的 话 音 信 息 为 114bit, 如 下 : 尾 比 特 3bit+ 话 音 信 息 比 特 57bit+1bit+ 训 练 序 列 26bit+1bit+ 话 音 信 息 比 特 57bit+ 尾 比 特 3bit+ 保 护 期 8.25bit 由 前 面 的 分 析 可 知 传 送 给 RF 的 话 音 数 据 流 为 22.8Kbit/s, 那 么 20ms 的 数 据 为 456bit,456/57=8, 说 明 块 内 交 织 深 度 为 8, 实 际 上 块 间 交 织 深 度 也 为 8 再 分 析 一 下 GSM 的 发 送 规 定 : GSM 规 定, 逻 辑 信 道 话 音 以 复 帧 形 式 发 送, 一 个 复 帧 为 26 个 TDMA 帧 当 然 还 有 超 帧, 此 处 不 作 分 析 复 帧 中 其 中 24 个 TDMA 帧 用 于 传 送 话 音 信 息,1 个 TDMA 帧 用 于 随 路 控 制,1 路 TDMA 帧 空 闲 则 可 以 分 析 出 复 帧 包 含 的 信 息 量 为 :24*114=8*3*114bit=2736bit 根 据 前 面 的 分 析, 这 些 数 据 刚 好 是 2736/22.8=120ms 说 明 一 个 复 帧 中 包 含 120ms 的 信 息 量 很 不 幸 的 是, 物 理 信 道 上 仍 旧 以 TDMA 方 式 发 送, 则 一 个 TDMA 发 送 时 间 需 要 120/26=4.615ms, 那 么 其 倒 数 就 正 好 是 217Hz 消 除 办 法 : (1) 好 多 手 机 都 会 产 生 恼 人 的 TDMA 噪 声, 频 率 为 217Hz. 其 产 生 的 原 因 如 下 两 种 途 径 : a, 天 线 辐 射 出 的 射 频 能 量 干 扰
此 种 干 扰 可 被 33PF 电 容 有 效 滤 除, 即 在 Receiver 两 端 分 别 对 地 加 电 容, 两 端 间 再 加 一 电 容, 共 3 个 电 容 即 可. b,pa 突 发 工 作 时 带 动 电 源 产 生 的 干 扰 此 种 干 扰 无 法 滤 除, 因 为 217Hz 的 频 率 实 在 是 太 低 啦, 又 恰 好 与 receiver 的 音 频 重 叠 在 一 起. 无 法 从 频 率 上 分 开 信 号 与 干 扰. (2) 串 电 阻 可 以 减 小 该 TDMA 的 噪 声, 同 时 加 大 RECEIVER 的 输 出 增 益, 电 阻 大 小 可 根 据 调 试 情 况 而 定 ( 针 对 PA 突 发 工 作 时 带 动 电 源 产 生 的 干 扰 ) (3)GSM 的 TDMA 每 个 timeslot( 时 隙 ) 为 577uS, 每 帧 有 8 个 timeslot, 即 每 帧 长 为 577us 8=4.616ms GSM 是 收 发 双 工 的, 也 就 是 只 要 处 于 通 信 状 态, 发 射 帧 是 连 续 发 送 的 PA 在 每 次 发 射 是 都 会 有 一 个 burst 大 电 流 的 需 求, 电 源 电 路 就 会 把 这 个 噪 声 串 到 整 个 电 路 板 上 (4)a, 走 线 要 并 行 走 且 用 的 保 护 b, 走 线 避 免 临 近 大 信 号 区 ; c, 音 频 电 源 要 干 净 ; d,mic 的 偏 置 电 源 地 要 保 护 好 ; (5)a, 如 果 走 線 太 長,receiverAMP 必 須 盡 量 靠 近 CPU 端. 可 以 在 audio 訊 號 受 到 干 擾 前 先 放 大 聲 音 訊 號 ; b,22pf 電 容 比 33pF 有 效.. 最 好 是 加 再 receiver 兩 端 ;
c,receiver 兩 端 的 走 線 盡 量 靠 近, 上 下 包 GND (6) 差 分 线 上 的 干 扰 信 号 可 以 表 示 为 一 个 共 模 干 扰 部 分 + 差 摸 干 扰 部 分, 差 分 线 之 间 的 电 容 是 为 了 去 差 摸 干 扰, 而 每 根 线 到 地 的 电 容 是 为 了 去 共 模 干 扰 (7) 不 同 容 值, 材 料 的 电 容, 谐 振 频 率 不 一 样, 用 来 滤 掉 特 定 频 率 的 干 扰, 需 要 选 合 适 谐 振 频 率 的 电 容 所 以 很 多 地 方 滤 波 都 有 大 大 小 小 不 同 容 值 电 容 并 联 (8)bead 滤 除 高 频 noise, 虽 然 其 本 身 听 不 见, 但 如 果 这 个 noise 以 一 定 的 频 率 ( 音 频 范 围 ) 出 现 ( 比 如 GSM 中 的 TDDnoise), 这 样, 其 就 会 造 成 可 听 见 的 噪 音 还 有 出 于 EMI 的 考 虑, 通 常 音 频 通 路 比 较 长, 比 如 喇 叭 的 绕 线, 耳 机 线 等, 会 拾 取 和 发 射 高 频 noise, 所 以 要 添 加 bead 滤 掉 (9) 电 容 的 规 格 书 上 有 曲 线 图, 每 个 电 容 对 不 同 的 频 率 都 有 一 个 ESR, 有 一 个 最 小 值 电 容 在 低 于 其 谐 振 频 率 时 候 其 呈 现 的 是 容 性, 等 于 谐 振 频 率 时 表 现 为 电 阻 性, 高 于 谐 振 频 率 时 表 现 为 电 感 性 同 样 容 值 不 同 类 型 的 电 容 的 ESR 也 会 有 很 大 差 别, 其 表 现 出 来 的 谐 振 点 也 会 有 区 别 即 使 同 是 陶 瓷 电 容,NPO,Z5U,X7R,Y5V 等 等 之 间 的 频 率 特 性 就 不 一 样, 再 加 上 走 线 也 会 产 生 寄 生 电 感, 所 以 说 一 定 要 针 对 哪 个 电 容 针 对 哪 个 频 段 是 很 难 确 定 的 (10) 音 频 线 上, 比 如 耳 机 接 口 上 Mic Speaker Receiver 线 上, 串 磁 珠 其 实 也 挺 常 见 的, 特 别 是 在 耳 机 线 上 当 然 主 要 的 目 的
是 减 少 EMI, 耳 机 线 很 长, 相 当 于 天 线, 串 上 磁 珠 可 以 阻 塞 高 频 率 的 噪 声 通 过 耳 机 线 向 外 辐 射 在 Mic Speaker Receiver 上, 其 实 是 有 一 点 多 此 一 举, 如 果 连 接 的 Cable 很 短 的 话 针 对 射 频 对 音 频 的 干 扰, 则 一 般 通 过 小 电 容 的 滤 波 来 解 决, 而 用 不 着 磁 珠 其 实 很 多 电 路, 都 是 那 些 似 懂 非 懂 的 人 做 出 来 的 还 是 需 要 从 基 本 原 理 去 理 解 各 种 器 件 的 特 性 及 其 在 电 路 中 的 作 用 来 着 手, 思 考 其 是 否 有 用, 是 否 必 要 (11) 通 常 耳 机 电 路 都 是 需 要 隔 值 钽 电 容 的, 大 概 在 百 uf 级 ( 现 在 有 专 用 的 capless 驱 动 芯 片, 可 以 省 去 电 容 ) 这 个 TAN 电 容 的 ESR 相 当 于 增 加 了 耳 机 的 负 载, 会 降 低 耳 机 的 输 出 功 率 但 同 样 有 助 于 改 善 低 频 响 应 通 常 选 这 标 准 品 TAN 电, 其 ESR 大 约 几 个 ohm, 影 响 不 至 于 太 大 (12) 我 们 的 任 务 主 要 是 滤 除 GSM 的 TDDnoise 因 为 GSM 的 最 大 发 射 功 率 有 33dbm, 而 DCS 的 最 大 发 射 功 率 只 有 30db, 功 率 比 GSM 大 约 小 一 倍, 所 以 干 扰 一 般 也 比 较 小 两 种 TDD 测 试 方 法 : 主 观 测 试 方 法 : 用 cmu200 测 量 在 gsm 或 dcs 制 式 下 大 功 率 的 TDDNOISE: 手 机 和 CMU200 相 连, 把 功 率 控 制 等 级 调 整 到 最 大 语 音 链 接 方 式 设 置 为 loopback, 说 话 并 倾 听 声 音 质. 客 观 测 试 方 法 :
测 量 TDDNOISE 的 频 谱, 手 机 和 CMU 相 连,FILE 菜 单 设 置 为 磁 盘 中 文 件 216.sac 的 设 置, 选 择 channel2,display 设 置 为 通 道 X 的 纵 坐 标 为 -20 到 -120dbc, 横 坐 标 设 置 为 200hz 到 4K 或 更 大, 按 图 形 按 钮 显 示 扫 描 图 形 就 可 以 看 到 不 断 刷 新 的 频 谱 在 图 形 中 我 们 能 看 到 发 射 回 路 上 的 217hznoise, 及 其 多 次 谐 波 的 脉 冲 (14) 对 音 频 攻 放 电 源 引 起 的 TDD, 一 般 可 加 100nF 和 4.7UF 的 电 容 滤 除 电 源 上 的 噪 音 (15) 针 对 receiver 通 路 噪 音, 可 加 下 拉 电 阻 来 降 低 底 噪
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