高通平臺校準原理

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1、高通平臺校準原理 Agenda一 、 GSM RX Calibration二 、 GSM TX Calibration三 、 WCDMA RX Calibration四 、 WCDMA TX Calibration Calibration ConceptWhy need to Calibration?-由 于 器 件 不 一 致 、 溫 度 變 化 、 器 件 老 化 等 因 素 的 影 響 ， 即 使 是 基 于 同 樣 的平 臺 同 樣 的 設(shè) 計 ， 也 會 表 現(xiàn) 出 不 同 的 電 性 能 。-為 了 消 除 以 上 影 響 ， 每 個 手 機 在 出 廠 之 前 都 要 對 這 些

2、 參 數(shù) 進 行 測 量 計 算 ，得 到 一 些 參 數(shù) 誤 差 數(shù) 據(jù) ， 并 把 這 些 誤 差 數(shù) 據(jù) 存 儲 到 一 定 的 存 儲 介 質(zhì) （ 一 般 為EEPROM） 里 ， 在 手 機 正 常 使 用 過 程 中 ， CPU會 讀 取 這 些 數(shù) 據(jù) 并 利 用 一 定 的 算 法對 需 要 補 償 的 參 數(shù) 進 行 補 償 。-在 生 產(chǎn) 測 試 過 程 中 ， 對 需 要 補 償 校 正 的 數(shù) 據(jù) 測 量 計 算 并 存 入 EEPROM里 的 過 程 ， 稱 之 為 校 準 . Calibration ConceptCalibration Purpose-移 動 臺

3、的 射 頻 電 路 存 在 大 量 的 模 擬 器 件 ， 模 擬 器 件 具 有 很 大 的 器 件 離 散 性 ，為 了 保 證 每 一 個 移 動 臺 的 射 頻 指 標 都 滿 足 行 業(yè) 標 準 （ 3GPP） 的 要 求 ， 保 證WCDMA網(wǎng) 絡(luò) 、 GSM網(wǎng) 絡(luò) 的 性 能 ， 必 須 對 每 部 移 動 臺 進 行 射 頻 校 準 。-接 收 機 校 準 用 戶 單 元 必 須 正 確 估 計 接 收 的 最 優(yōu) 信 噪 比 ， 并 為 信 號 發(fā) 射 功率 大 小 提 供 依 據(jù)-發(fā) 射 機 校 準 用 戶 單 元 必 須 在 一 個 大 的 動 態(tài) 范 圍 和 正 確 的

4、 功 率 等 級 上 發(fā) 射 Calibration ConceptCalibration Content-補 償 器 件 的 非 線 性 特 性 ,提 供 絕 對 的 功 率 參 考-進 行 最 大 功 率 限 定-提 高 接 收 靈 敏 度-提 供 頻 率 補 償 -提 供 溫 度 補 償 Theory-How The Phone Interprets PowerAutomatic Gain Control (AGC) Theory-How The Phone Interprets PowerConversion Between TX AGC and dBm Theory-How The

5、Phone Interprets PowerConversion Between RX AGC and dBm GSM RX CalibrationQualcomm GSM RX Structure GSM RX Calibration以 RX（ Receiver） 而 言 ， LNA（ Low noise amplifier） 的 Gain， 會 影響 整 體 電 路 的 NF（ Noise Figure） 。 NF公 式 如 下 ：f為 各 級 電 路 的 NF， G則 是 各 級 電 路 的 Gain。 由 于 第 二 級 電 路 之 后 的 NF與 Gain對 整 體 電 路 性 能

6、影 響 不 大 ， 起 決 定 作 用 的 是 前 兩 級 ， 故 多 半 只取 前 兩 級 計 算 。 根 據(jù) 以 上 公 式 ， 若 提 升 LNA的 Gain， 便 可 使 整 體 電 路的 NF下 降 。然 而 ， 若 LNA得 Gain過 大 ， 會 使 后 端 電 路 飽 和 ， 導(dǎo) 致 線 性 度 下 降 。 因此 LNA的 Gain必 須 適 中 ， 才 能 使 整 體 電 路 的 NF與 線 性 度 優(yōu) 化 。但 是 ， 在 實 際 使 用 手 機 時 ， 很 可 能 會 因 為 處 于 移 動 狀 態(tài) ， 導(dǎo) 致 與 基 站的 Path loss一 直 在 更 改 ， 加

7、上 附 近 周 圍 環(huán) 境 的 Shadowing effect，導(dǎo) 致 手 機 所 接 收 的 訊 號 強 弱 不 一 。 也 就 是 LNA的 輸 入 訊 號 強 度 ， 會 有 很 大 范 圍 的 變 動 。 GSM RX Calibration 由 以 上 示 意 圖 可 知 ， LNA的 輸 入 訊 號 不 固 定 ， 若 Gain為 單 一 固 定 值 ， 則 輸出 訊 號 也 會 不 固 定 。 這 很 有 可 能 會 導(dǎo) 致 ， 當 訊 號 過 大 時 ， 后 端 電 路 飽 和 ， 線性 度 下 降 ； 或 輸 入 訊 號 過 小 時 ， 后 端 電 路 SNR下 降 ， N

8、F上 升 。 因 此 要 有 AGC（ Automatic gain control） 的 機 制 ， 如 此 即 便 輸 入 訊 號 的 動 態(tài) 范 圍 過 大 ，也 盡 可 能 縮 減 輸 出 訊 號 的 動 態(tài) 范 圍 ， 使 整 體 電 路 的 NF與 線 性 度 優(yōu) 化 。 因 此 GSM四 個 頻 帶 的 LNA， 都 采 用 Gain-stepped架 構(gòu) ， 其 Gain皆 非 單 一 固 定 值 ， 即 VGA（ Variable gain amplifier） 架 構(gòu) 。透 過 AGC， 縮 減 輸 出 訊 號 的 動 態(tài) 范 圍 GSM RX Calibration 由

9、于 高 通 6285A RX采 用 零 中 頻 架 構(gòu) ， 會 直 接 將 接 收 的 RF訊 號 ， 下 變 頻 到 基帶 ； 透 過 ADC（ Analog Digital Converter） 轉(zhuǎn) 換 成 數(shù) 字 訊 號 。 因 此 希 望 透 過AGC機 制 ， 以 及 VGA， 來 縮 減 LNA輸 出 訊 號 的 動 態(tài) 范 圍 ， 使 ADC輸 入 訊 號 的 強 度大 小 能 適 中 ， 使 ADC的 NF與 線 性 度 都 優(yōu) 化 。高 通 6285A GSM四 頻 的 LNA， 都 采 用 Gain-stepped架 構(gòu) ， 有 五 種 Gain Mode， 皆有 其 Ga

10、in Range， 分 別 應(yīng) 用 于 不 同 強 度 范 圍 的 RX power。 然 而 在 單 一 事 件 內(nèi) ，只 會 有 一 種 Gain Mode 處 于 Enable狀 態(tài) ， 其 余 四 個 Gain Mode， 便 處 于Disable狀 態(tài) 。 換 句 話 說 ， 不 能 能 有 兩 種 以 上 Gain Mode， 同 時 處 于 Enable狀態(tài) 。當 RX power 較 大 時 ， LNA會 采 用 Low Gain Mode， 一 方 面 節(jié) 省 耗 電 流 ， 另 一 方 面 避 免 后 端 ADC飽 和 ， 線 性 度 下 降 。 而 RX power較 小

11、 時 ， 會 采 用 High Gain Mode， 提 升 SNR， 使 后 端 ADC能 解 調(diào) 成 功 。 GSM RX CalibrationGSM RX LNA Gain Range 示 意 圖 GSM RX Calibration另 外 ， 例 如 GSM850/900頻 段 的 五 種 Gain Mode的 Gain值 分 別 如 下 ：GSM850/900頻 段 五 種 Gain Mode的 Gain值由 于 單 一 時 間 ， 只 有 一 種 Gain Mode處 于 Enable狀 態(tài) ， Gain Mode 0 的 Gain值最 大 ， 為 72.5dBm， 因 此 85

12、0/900頻 段 的 LNA， 動 態(tài) 范 圍 即 72.5dBm。 參 考 資 料 ： 高 通 文 檔 RTR6285/RTR6280/RTR6237/RGR1100/MXU6219 RF NV Items （ 80-VD861-12） GSM RX CalibrationQualcomm GSM RX Calibration Process校 準 目 的 ： 由 于 LNA本 身 既 有 的 頻 率 響 應(yīng) ， 使 得 每 個 （ Channel） 的 RSSI不 盡 相 同 ， RX Calibration便 是計 算 不 同 Channel在 各 個 Gain Mode， 其 RSSI

13、與 Cell Power的 差 異 ， 并 補 償 其 差 異 ， 盡 可 能 使Cell Power與 RSSI能 一 致 。以 GSM850頻 帶 ， Gain Mode 0為 例 ， 其 流 程 如 下 ：Step1、 綜 測 儀 （ Agilent8960或 CMU200） 設(shè) 置 固 定 大 小 的 Cell power（ -80dBm）Step2、 分 別 記 錄 8個 Channel （ 根 據(jù) QSPR校 準 工 具 ， 如 下 圖 ） 的 RSSI值Step3、 利 用 以 下 公 式 ， 計 算 每 個 Channel的 Gain RangeGain Range = 16*

14、（ 10*LOG（ RSSIi） -（ -80dBm） ） 其 中 i為 Channel值Step4、 將 其 step3所 計 算 的 Gain Range， 填 入 下 列 NV：NV_GSM_RX_GAIN_RANGE_#_FREQ_COMP_i其 中 i為 Channel值而 實 際 執(zhí) 行 GSM RX Calibration后 ， GSM850 Gain Mode 0所 計 算 的 Gain Range如 下 表 ： GSM RX CalibrationGSM 850 Gain Mode 0 for Gain Range上 下 限 值 分 別 為 18002500， （ 根 據(jù) Q

15、SPR校 準 工 具 ， 如 下 圖 ） GSM RX Calibration而 其 計 算 出 的 Gain Range， 皆 在 范 圍 內(nèi) 。 而 若 將 其 畫 成 曲 線 ， 如 下 圖 ：當 GSM850的 Channel128， 其 Gain Mode 0 會 讀 取 2232這 個 值 ， 使 Cell Power與 RSSI能 一 致 ， 經(jīng) 實 驗 發(fā) 現(xiàn) ， 當 Cell Power 為 -109.5dBm時 ， 其 RSSI為 -108-109dBm， 算 是 相 當 一 致 。 GSM TX CalibrationQualcomm GSM TX Structure高

16、通 的 RTR6285A在 GSM/GPRS/EDGE部 分 的 調(diào) 變 器 架 構(gòu) ， 并 非 如 下 圖 一 般 ， 直 接IQ訊 號 合 成 為 RF訊 號 ， 即 IQ Modulation GSM TX Calibration而 是 會 先 將 IQ訊 號 裝 換 成 AM（ Amplitude Modulation） 訊 號 跟 PM（ Phase Modulation） ， 然 后 再 合 成 為 RF訊 號 ， 也 就 是 所 謂 的 Polar Modulation GSM TX CalibrationPolar Modulation Concept極 化 調(diào) 制 的 最 大

17、 優(yōu) 點 ， 就 是 能 夠 提 高 EDGE的 效 率 。因 為 EDGE有 AM訊 號 ， 又 AM訊 號 不 能 經(jīng) 過 非 線 性 PA， 因 此 Polar Modulation采用 先 將 EDGE的 AM訊 號 與 PM訊 號 區(qū) 分 開 來 。 當 AM訊 號 被 抽 離 后 ， 此 時 等 同 于GMSK調(diào) 變 ， 只 有 PM訊 號 為 恒 包 絡(luò) ， 而 PM訊 號 即 RF載 波 ； 故 此 時 的 PM訊 號 ， 不但 可 以 直 接 經(jīng) 由 PA放 大 ， 而 且 因 恒 包 絡(luò) ， 更 可 以 直 接 經(jīng) 由 非 線 性 PA放 大 。 而 AM訊 號 ， 為 低

18、 頻 訊 號 ， 因 此 不 能 經(jīng) 由 PA放 大 ， 而 且 又 是 非 恒 包 絡(luò) ， 更 不 能經(jīng) 由 非 線 性 PA放 大 ， 因 此 會 有 額 外 的 放 大 調(diào) 變 機 制 ， 統(tǒng) 稱 為 Envelope Amplifier， 來 放 大 其 AM訊 號 ， 最 后 再 和 放 大 后 的 PM訊 號 合 成 。 GSM TX Calibration 上 圖 為 高 通 RTR6285A的 Polar架 構(gòu) ， IQ訊 號 會 先 在 MSM里 ， 轉(zhuǎn) 換 成 AM跟 PM訊 號 ，分 別 走 不 同 路 徑 ， AM訊 號 因 為 是 低 頻 訊 號 ， 不 會 經(jīng) 過

19、RTR6285A， 也 不 會 經(jīng) 過PA。 而 PM訊 號 則 是 會 先 在 RTR6285A中 ， 作 上 變 頻 動 作 ， 再 由 RTR6285A， 輸 出到 PA做 放 大 ， 最 后 再 和 已 放 大 的 AM訊 號 結(jié) 合 。 GSM TX Calibration那 么 ， IQ訊 號 ， 是 如 何 轉(zhuǎn) 換 成 AM與 PM訊 號 呢 ？通 常 會 使 用 所 謂 的 CORDIC（ Coordinate Rotation Digital） 算 法 ， 將 其 直 角坐 標 的 IQ訊 號 ， 轉(zhuǎn) 為 極 坐 標 的 AM跟 PM訊 號 。R(t)即 AM訊 號 ， (t

20、)即 PM訊 號 ， 以 上 動 作 皆 會 在 MSM內(nèi) 完 成 ， 即Rectangular to Polar的 動 作 。 另 外 ， 由 于 CORDIC本 身 也 有 非 線 性 效 應(yīng) ， 若 其 輸 入 的 IQ訊 號 有 其 噪 聲 ， 則 會 連 帶 使 接 下 來 的 AM跟 PM訊 號 ， 以 及 PA的 輸 出訊 號 ， 都 一 并 失 真 ， 因 此 IQ訊 號 ， 多 半 為 差 分 形 式 ， 主 要 是 因 為 差 分 訊 號 具有 良 好 的 抗 干 擾 特 性 ， 如 此 便 可 使 IQ訊 號 ， 較 不 易 受 到 噪 聲 干 擾 。 GSM TX Ca

21、libration零 中 頻 的 架 構(gòu) ， 容 易 會 有 LO leakage（ 本 振 泄 露 ） 的 現(xiàn) 象然 而 同 樣 零 中 頻 架 構(gòu) ， Polar Modulation又 比 IQ Modulation， 更 容 易 有 LO leakage的 現(xiàn) 象 ， 因 此 在 GSM TX校 準 過 程 中 ， 必 須 一 開 始 就 先 針 對 Carrier Suppression 作 優(yōu) 化 ， 否 則 會 連 帶 使 接 下 來 的 訊 號 ， 都 一 并 失 真 。高 通 RTR6285A， 在 GSM TX校 準 過 程 中 ， 會 做 DC Calibration。

22、GSM TX Calibration因 此 由 MSM到 RTR6285A的 PM訊 號 ， 會 有 兩 個 路 徑 ， GSM TX CalibrationAMAM AMPMGSM TX 校 準 AMAM AMPM： 上 圖 中 的 H(s)是 Vramp跟 Vcc的 轉(zhuǎn) 移 函 數(shù) ， 因 為 Vcc是 Vramp透 過 一 個 線 性 穩(wěn) 壓器 所 得 到 的 輸 出 電 壓 ， 所 以 其 H(s)會 是 一 個 線 性 的 轉(zhuǎn) 移 函 數(shù) ， 也 就 是 Vramp可以 很 精 確 地 去 控 制 Vcc， 進 而 去 改 變 PA輸 出 功 率 。 GSM TX Calibrati

23、on但 Polar PA， 本 身 是 非 線 性 PA， 因 此 Vramp與 PA輸 出 功 率 ， 為 非 線 性 關(guān) 系 ， 將Vramp與 Vcc以 及 PA輸 出 的 關(guān) 系 整 理 如 下 ：而 因 為 Polar Modulation會 把 AM訊 號 跟 PM訊 號 分 離 在 結(jié) 合 ， 因 此 PA的 輸 出 ，會 同 時 包 含 振 幅 與 相 位 ， 因 此 輸 出 功 率 與 輸 出 相 位 ， 都 會 有 非 線 性 失 真 。 特 別 是 輸 出 相 位 ， 由 于 PM訊 號 是 直 接 進 入 非 線 性 PA作 放 大 動 作 ， 因 此 輸 出 相位 非

24、 線 性 失 真 的 程 度 ， 會 比 輸 出 功 率 非 線 性 失 真 的 程 度 ， 來 得 更 加 嚴 重 。 其輸 出 功 率 的 失 真 程 度 ， 稱 之 為 AMAM， 而 輸 出 相 位 的 失 真 程 度 ， 稱 為 AMPM。Polar Modulation技 術(shù) ， 本 身 會 具 備 既 有 的 AMAM與 AMPM失 真 。 GSM TX Calibration 上 圖 的 Vapc， 即 Vramp， 而 以 失 真 的 角 度 而 言 ， 希 望 輸 出 的 功 率 與 相 位 ， 與Vramp的 對 應(yīng) 曲 線 ， 能 越 線 性 越 好 ， 如 上 圖 的

25、 Desired PA response。 如 此 才能 將 非 線 性 失 真 程 度 降 到 最 低 。 GSM TX CalibrationPre-distortion因 此 我 們 必 須 將 非 線 性 PA， 即 有 的 非 線 性 失 真 ， 作 線 性 化 的 動 作 。 而RTR6285A在 此 采 用 的 是 所 謂 Pre-distortion的 技 術(shù) ， 如 下 圖 ： 由 上 圖 得 知 ， 所 謂 的 pre-distortion， 便 是 先 提 供 一 個 與 PA輸 出 特 性 曲 線 完全 相 反 的 特 性 曲 線 ， 接 著 再 合 成 ， 最 后 便

26、 能 產(chǎn) 生 線 性 的 輸 出 。 若 將 PA輸 出 特性 曲 線 以 函 數(shù) 表 示 ， 則 pre-distortion， 便 是 所 謂 的 反 函 數(shù) 。 GSM TX Calibration 由 上 圖 得 知 ， 所 謂 的 pre-distortion， 便 是 先 提 供 一 個 與 PA輸 出 特 性 曲 線 完成 相 反 的 特 性 曲 線 ， 接 著 再 合 成 ， 最 后 便 能 產(chǎn) 生 線 性 的 輸 出 。 若 將 PA輸 出 特性 曲 線 以 函 數(shù) 表 示 ， 則 pre-distortion， 便 是 所 謂 的 反 函 數(shù) 。 GSM TX Calibr

27、ationPolar Calibration高 通 的 RTR6285A， 在 做 Polar Calibration時 ， 手 機 會 先 發(fā) 射 一 個 Continuous Wave給 Agilent8960或 CMU200作 量 測 ， 接 著 Agilent8960或 CMU200會 將 量 測 結(jié)果 在 傳 回 手 機 ， 即 PA的 特 性 曲 線 。 GSM TX Calibration最 開 始 一 段 使 用 DAC 14500， 目 的 是 要 觸 發(fā) 用 ， 與 PA特 性 無 關(guān) ， 因 此 手 機 內(nèi) 部在 做 線 性 化 時 ， 會 先 將 其 去 掉 ； 接 下

28、 來 ， 每 段 的 waveform都 會 以 DAC 4500作下 一 段 reference point； 但 是 注 意 這 些 reference 段 會 導(dǎo) 致 相 位 漂 移 GSM TX Calibration接 下 來 手 機 內(nèi) 部 會 將 回 傳 之 PA特 性 曲 線 切 割 分 段 ， 并 利 用 反 函 數(shù) 方 式 ， 找 出各 小 段 所 需 要 Pre-distortion之 補 償 值 ， 再 在 原 來 之 PA特 性 曲 線 合 成 ， 完 成線 性 化 的 動 作 GSM TX CalibrationAMAM Amplitude Data Process

29、ing 1. 使 用 絕 對 的 dBm單 位 ， 確 定 所 有 points。2.去 掉 觸 發(fā) trigger段 。3. 去 掉 參 考 reference段 。4. 按 照 DAC值 上 升 排 序 確 認 成 對 數(shù) 據(jù) 。5. 根 據(jù) NV_AMAM_DYN_RANGE設(shè) 置 值 ， 截 斷 測 試 數(shù) 據(jù) 列 表 。6. 執(zhí) 行 Smoothing 動 作 。7. 產(chǎn) 生 NV值 。 GSM TX CalibrationAMAM NV Generation創(chuàng) 建 AMAM NV table表 ， 數(shù) 據(jù) 必 須 根 據(jù) 功 率 Power與 DAC值 得 對 應(yīng) 關(guān) 系 ， 插

30、值 進 去 。1.AMAM table 表 是 以 1/8db step來 進 行 索 引 。2.通 過 NV_AMAM_DYNAMIC_RANGE定 義 了 最 小 最 大 功 率 ， 即 整 個 動 態(tài) 范圍 。3.整 個 table的 元 素 是 (MAX_DYN_RANGE MIN_DYN_RANGE) * 8。4.table表 被 分 成 8段 ， 每 段 包 括 64元 素 。5. NV_GSM_AMAM_MASTER_TBL_SEG1 第 一 段 的 第 一 個 DAC value 就 是 動 態(tài) 范 圍 的 最 小 功 率 值 . GSM TX Calibration實 際 執(zhí)

31、 行 Calibration后 ， 其 結(jié) 果 如 下 ： GSM TX Calibration談 一 下 DAC： Vramp可 改 變 輸 出 功 率 ， 而 Vramp是 由 MSM發(fā) 出 數(shù) 字 訊 號 ， 透 過 DAC轉(zhuǎn) 成 的 模 擬 控 制 電 壓 ， 因 為 這 便 是 為 什 么 RTR6285A之 AMAM與 AMPM曲 線 圖 ， 其橫 軸 非 一 般 常 見 的 input power（ dBm） ， 而 是 直 接 用 Vramp（ Vapc） ， 或 DAC來 表 示 。 因 為 當 手 機 通 話 時 ， 可 利 用 LUT方 式 ， 將 其 所 需 之 功 率

32、 大 小 ， 反 推 出手 機 內(nèi) 部 所 對 應(yīng) 之 DAC值 。以 下 圖 為 例 ， 當 手 機 需 要 32.5244dBm的 輸 出 功 率 時 ， MSM便 會 發(fā) 送 10385的 DAC值 。 GSM TX CalibrationAMPM Phase Data Processing1.去 掉 觸 發(fā) trigger段 。2.執(zhí) 行 Unwrap動 作 。3.確 定 所 有 point的 radians。4.計 算 每 段 的 相 位 （ 需 要 跟 鄰 近 reference 標 準 段 進 行 比 較 ）5.搬 移 shift這 些 數(shù) 據(jù) ， 不 能 超 過 3.0 rad

33、ians。6.根 據(jù) NV_AMAM_DYN_RANGE設(shè) 置 值 ， 截 斷 測 試 數(shù) 據(jù) 列 表 。7.執(zhí) 行 Smoothing 動 作 。8.產(chǎn) 生 NV值 。 GSM TX CalibrationAMPM NV Generation創(chuàng) 建 AMPM NV table表 ， 數(shù) 據(jù) 必 須 根 據(jù) 相 位 Phase與 DAC值 得 對 應(yīng) 關(guān) 系 ， 插 值 進 去 。 Other Calibration Related to Polar CalibrationTiming Delay Calibration為 什 么 做 Timing Delay Calibration？1、 極

34、 化 調(diào) 制 中 ， MSM device將 信 號 分 成 phase 路 徑 與 envelope 路 徑 ， 這 兩路 分 開 的 waveform， 會 帶 來 不 同 的 信 號 延 遲 （ signal delays） ， 會 影 響 最 終合 并 起 來 waveform 波 形 質(zhì) 量 。 2、 對 于 phase 與 envelope路 徑 需 要 保 持 同 步 ， 因 此 兩 路 徑 之 間 的 延 遲（ delay） 需 要 校 準 和 補 償 。3、 最 佳 延 遲 （ best-case delay） ： 是 要 在 +400KHz與 -400KHz調(diào) 制 測 試

35、， 得到 預(yù) 期 的 最 小 ORFS， 來 得 到 最 佳 延 遲 。4、 存 入 以 下 相 應(yīng) NV項 ：NV_GSM_Polar_Path_Delay_I, NV_GSM_850_Polar_Path_Delay_I,NV_DCS_Polar_Path_Delay_I,NV_PCS_Polar_Path_Delay_I, WCDMA RF CalibrationCalibration ContentWCDMA RX Calibration Temp Calibration 溫 度 ADC檢 測 校 準 LNA Calibration 接 收 靈 敏 度 校 準WCDMA TX Cali

36、bration TX Linear Calibration PA線 性 校 準 ， 確 保 輸 出 信 號 功 率 的 準 確性 TX vs Freq Comp 輸 出 功 率 相 對 頻 率 的 補 償 HDET Calibration 高 功 率 檢 測 電 路 校 準 ， 確 保 大 功 率 時 功控 的 精 度 TX Lim vs Freq 最 大 功 率 下 相 對 頻 率 的 補 償 WCDMA RX CalibrationRX LNA Calibration接 收 機 電 路 工 作 原 理 ：接 收 機 的 信 號 強 度 隨 著 手 機 離 基 站 的 距 離 的 遠 近 而

37、 改 變 。 因 此 ， 接 收 機 的 路徑 增 益 要 求 是 可 變 的 ， 目 的 是 補 償 Rx信 號 強 度 的 改 變 ， 保 證 天 線 處 的 寬 范 圍的 信 號 強 度 在 解 調(diào) 器 的 輸 入 端 被 壓 縮 成 一 個 近 乎 恒 定 的 電 平 。接 收 的 射 頻 信 號 在 經(jīng) 過 ADC轉(zhuǎn) 換 后 直 接 用 DVGA (Digital Variable Gain Amplifier 數(shù) 字 可 變 增 益 放 大 器 )調(diào) 整 信 號 的 強 度 ， 進 入 基 帶 處 理 電 路 。 WCDMA RX Calibration接 收 機 校 準 主 要

38、包 括 ： DVGA Offset校 準 LNA Offset校 準接 收 機 電 路 工 作 原 理 框 圖 ： WCDMA RX Calibration校 準 過 程 中 將 讀 取 的 DVGA gain offset和 LNA offset填 入 對 應(yīng) NV項 中對 應(yīng) 的 NV項 為 ： NV_WCDMA_VGA_GAIN_OFFSET_I NV_WCDMA_LNA_RANGE_OFFSET_I NV_WCDMA_LNA_RANGE_OFFSET_2_I NV_WCDMA_LNA_RANGE_OFFSET_3_I WCDMA RX CalibrationDVGA Offset校 準

39、 表 示 從 天 線 主 口 經(jīng) 過 LNA和 MIXER， 到 接 收 機 內(nèi) 部 的 整 個 路 徑 損 耗 值 WCDMA RX CalibrationDVGA GAIN Offset CalculatedAGCValue = (1023/DynamicRange)*(RxPower RxMin) 512）Example: Rx Power = 70 dBm (Rise value of the first LNA range),DynamicRange = 85.3 dB, RxMin = 106 dBmCalculatedAGCValue = (1023/85.3)*( 70 ( 1

40、06) 512 = 80實 際 值 理 想 值 WCDMA RX CalibrationCalibration Processing（ 校 準 流 程 ） ： 1. 置 手 機 工 作 于 FTM模 式 ， 參 考 信 道 CH9743 2. 置 手 機 工 作 于 LNA的 最 大 增 益 狀 態(tài) (Gain State 0) 3. 置 綜 測 儀 8960或 CMU200輸 出 功 率 -74dBm (NV_WCDMA_LNA_RANGE_FALL_I 中 定 義 ) 改 變 數(shù) 據(jù) 格 式 值 為 (AGC Unit) 4. 調(diào) 用 FTM命 令 GetDVGAOffset() 5. G

41、etDVGAOffset自 動 將 獲 得 的 DVGA offset值 寫 入 寄 存 器 6. 將 GetDVGAOffset的 返 回 值 寫 入 NV項 NV_WCDMA_VGA_GAIN_OFFSET_I. WCDMA RX CalibrationFTM命 令 GetDVGAOffset()指 令 解 釋 ： 1. 首 先 將 DVGA OFFSET清 零 2. 置 LNA gain狀 態(tài) 為 增 益 狀 態(tài) 0（ 增 益 狀 態(tài) 0為 最 大 增 益 狀 態(tài) ） 3. 加 載 NV_LNA_RANGE_FALL并 必 須 改 變 其 數(shù) 據(jù) 格 式 ， 令 該 值 為 expect

42、ed agc_value. 4. 讀 取 RX_AGC 10次 并 求 其 平 均 值 （ 同 樣 須 改 變 其 數(shù) 據(jù) 格 式 ） 令 該 值 current agc_value. 5. DVGA_OFFSET = (current agc_value) (expected agc_value). 6. 設(shè) 置 DVGA_OFFSET WCDMA RX CalibrationLNA Offset校 準 WCDMA RX Calibration WCDMA RX CalibrationCalibration Processing（ 校 準 流 程 ） ： 1. 置 DUT工 作 于 FTM模

43、 式 ， WCDMA模 式 ,參 考 信 道 CH9743 2. 置 DUT工 作 于 LNA Gain State 1 3. 置 綜 測 儀 8960或 CMU200輸 出 功 率 -66dBm (NV_WCDMA_LNA_RANGE_RISE_I中 定 義 )改 變 數(shù) 據(jù) 格 式 值 為 (AGC Unit) 4.調(diào) 用 FTM命 令 GetLNAOffset() 需 要 兩 個 參 數(shù) ： LNA offset index() LNA offset() 5.將 GetLNAOffset的 返 回 值 寫 入 NV項 NV_WCDMA_LNA_RANGE_OFFSET_I. Notes：

44、 LNA Gain State 2、 LNA Gain State 3 校 準 流 程 與 以 上 一 致 。 WCDMA RX CalibrationFTM命 令 GetLNAOffset()指 令 解 釋 ： 1. 讀 出 當 前 LNA index n 2. 在 當 前 LNA index(n)讀 取 RX_AGC值 10次 并 取 其 平 均 令 該 值 為 :previous RX_AGC 3. 將 LNA index改 為 n+1， 在 該 LNA index n+1上 讀 取 RX_AGC值 10次 并 取 其 平 均 ， 令 該 值 為 ： next RX_AGC. 若 n=1

45、， LNA_OFFSET= next RX_AGC - previous RX_AGC 若 n=2， LNA_2_OFFSET= LNA_OFFSET+(next RX_AGC - previous RX_AGC) WCDMA RX CalibrationDVGA信 道 補 償 校 準 NV_WCDMA_VGA_GAIN_OFFSET_VS_FREQ_I Data type: 8-bit signed Data range: -128 to 127 各 測 試 信 道 下 測 得 的 DVGA offset與 參 考 信 道 下 測 試 的 DVGA offset值 的 差值-LNA信 道 補

46、 償 校 準 NV_WCDMA_LNA_OFFSET_VS_FREQ_I NV_WCDMA_LNA_OFFSET_VS_FREQ_2_I NV_WCDMA_LNA_OFFSET_VS_FREQ_3_I Data type: 8-bit signed Data range: -128 to 127 各 測 試 信 道 下 測 得 的 LNA offset與 參 考 信 道 下 測 試 的 LNA offset值 的 差 值 WCDMA RX Calibration校 準 頻 道 列 表AMSS支 持 多 達 16個 頻 率 信 道 校 準 可 以 選 擇 16個 信 道 的 任 何 一 個 頻

47、道 作 為 參 考 信 道 WCDMA RX CalibrationWCDAM發(fā) 射 機 校 準 ： 每 個 BAND測 試 頻 點 16個WCDMA接 收 機 校 準 ： 每 個 BAND測 試 頻 點 16個EDGE發(fā) 射 機 校 準 ： 每 個 BAND測 試 頻 點 3個EDGE接 收 機 校 準 ： 低 BAND測 試 頻 點 8個 ， 高 BAND測 試 頻 點 16個測 試 頻 點 ： WCDMA TX Linear Calibration發(fā) 射 機 電 路 框 圖 WCDMA TX Linear Calibration 線 性 校 準 的 必 要 性 減 少 因 射 頻 功 率

48、 放 大 器 的 非 線 性 失 真 產(chǎn) 生 的 新 的 頻 譜 分 量 對 相 鄰 信 道的 干 擾 WCDMA， 調(diào) 制 方 式 上 行 BPSK， 下 行 QPSK， 恒 定 包 絡(luò) 調(diào) 制 。 W系 統(tǒng) 對 ACLR要 求 越 高 ,相 應(yīng) 地 對 PA地 線 性 要 求 就 越 高 ； ACLR指 標 是 為 防 止 發(fā) 射 機對 鄰 近 頻 點 通 道 造 成 干 擾 而 設(shè) 定 的 指 標 ， 它 是 衡 量 發(fā) 射 機 非 線 性 失 真程 度 的 一 個 重 要 指 標 HSDPA， 調(diào) 制 方 式 為 16QAM(正 交 調(diào) 幅 )， 均 峰 比 大 WCDMA TX Li

49、near Calibration發(fā) 射 機 電 路工 作 原 理 圖 WCDMA TX Linear Calibration PA的 上 升 和 下 降 切 換 點 NV_WCDMA_Rz_RISE_I NV_WCDMA_Rz_FALL_I 啟 用 定 時 器 滯 后 功 能 來 防 止 PA在 不 同 增 益 狀 態(tài) 間 的 頻 繁 切 換 該 NV定 義 的 功 率 電 平 指 的 是 天 線 端 的 ， 而 非 PA端 不 用 的 切 換 點 應(yīng) 設(shè) 置 值 為 511 NV_WCDMA_R1 _RISE_I= )=(1 0 2 4 /8 5 .3 ) * (Rise threshold

50、 - minimum Tx power) -5 1 2 WCDMA TX Linear Calibration放 大 器 的 線 性 特 性 Tx output power與 Tx AGC adj PDM控 制 信 號 間 為 非 線 性 關(guān) 系 ，具 有 中 斷 、 非 單 調(diào) 性 每 個 單 體 的 Tx增 益 曲 線 都 不 一樣 通 過 校 準 ， 將 能 建 立 起 Tx output power與 Tx AGC adj PDM控 制 信 號 的 線 性 關(guān) 系 WCDMA TX Linear Calibration Tx的 線 性 校 準 過 程 就 是創(chuàng) 建 兩 組 校 準 數(shù)

51、據(jù) 表 。PDM表 和 MASTER表 這 兩 組 表 建 立 起Tx_AGC_ADJ PDM控 制 信號 同 Tx output power間 的 線 性 關(guān) 系 。 使 用 這 兩 張 表 中 的 值 ，以 及 基 帶 信 號 功 率 調(diào) 節(jié)器 ， 來 控 制 整 個 Tx的 輸出 功 率 WCDMA TX Linear CalibrationPDM表 和 MASTER表 TX線 性 校 準 生 成 的 表 分 別 存 儲 在 一 下 NV項 中 NV_WCDMA_TX_PDM_LIN_0_ENH_I (64 elements) NV_WCDMA_TX_PDM_LIN_1_I (32 el

52、ements) NV_WCDMA_TX_PDM_LIN_2_I (32 elements) and NV_WCDMA_TX_LIN_MASTER_0_ENH (64 elements) NV_WCDMA_TX_LIN_MASTER_1_I (32 elements) NV_WCDMA_TX_LIN_MASTER_2_I (32 elements)PDM表 存 儲 PDM值 ， 用 來 設(shè) 置 輸 出 功 率 電 平 控 制 值MASTER表 存 儲 PDM表 中 每 個 PDM值 所 對 應(yīng) 的 Tx輸 出 功 率 值每 一 個 PA gain state都 有 一 套 獨 立 的 線 性 表

53、每 個 BAND只 在 參 考 信 道 下 測 試 一 套 PDM和 MASTER表 WCDMA TX Linear CalibrationTx線 性 校 準 過 程 -1 1. 設(shè) 置 手 機 模 式 WCDMA 2. 設(shè) 置 PA Range 3. 設(shè) 置 UE、 綜 測 儀 工 作 于 參 考 信 道 4. 針 對 每 一 個 PA Range， 確 定 其 對 應(yīng) 的 最 大 輸 出 功 率 maxpower 5. 改 變 PDM值 使 輸 出 期 望 最 大 功 率 ， 并 將 此 時 的 PDM記 錄 為 max_pdm 6. 調(diào) 用 FTM_TX_SWEEP_CAL命 令 ， 參

54、 數(shù) 1:tx_sweep_pdm_start_pwr=max_pdm 參 數(shù) 2:Tx_sweep_step_size WCDMA TX Linear CalibrationTx線 性 校 準 過 程 -2 7. 針 對 每 一 個 PA Range， 生 成 PDM并 寫 入 NV NV_WCDMA_TX_PDM_LIN_0_ENH_I NV_WCDMA_TX_PDM_LIN_1_I NV_WCDMA_TX_PDM_LIN_2_I 8. 從 FTM_TX_SWEEP_CAL命 令 的 返 回 值 中 ， 獲 得 PDM表 中 每 個 PDM值對 應(yīng) 的 Tx功 率 電 平 值 ， 寫 入

55、NV NV_WCDMA_TX_LIN_MASTER_0_ENH NV_WCDMA_TX_LIN_MASTER_1_I NV_WCDMA_TX_LIN_MASTER_2_I 9. 從 PDM表 和 MASTER表 中 剔 除 非 單 調(diào) 測 試 點 WCDMA TX Linear Calibration頻 率 補 償 校 準NV_WCDMA_TX_COMP_VS_FREQ_0 _INV_WCDMA_TX_COMP_VS_FREQ_1 _INV_WCDMA_TX_COMP_VS_FREQ_2 _I 1 . 設(shè) 置 UE工 作 于 WCDMA， PA Range 0 (lowest gain sta

56、te) 2 . 設(shè) 置 UE和 綜 測 儀 處 于 參 考 信 道 3 . 調(diào) 整 TX_AGC_ADJ PDM值 使 輸 出 功 率 等 于 RI_RISE和 RI_FALL之 間 的 某 一 固 定 值 ， 記 錄 下 輸 出 功 率 值 為 X1 (dBm) 4 . PDM值 不 變 ， 切 換 信 道 channeli， 再 次 測 量 輸 出 功 率 值 ，記 為 Xi 5 . NV_WCDMA_TX_COMP_VS_FREQ_0 _Ii=(Xi-X1 )*1 2 WCDMA TX Linear CalibrationHDET校 準TX線 性 表 中 實 際 上 也 包 含 了 頻

57、率 補 償 和 溫 度 補 償 ， 所 以 ， TX_GAIN_CTL能 精 確地 表 示 真 實 的 功 率 值 。但 是 ， 由 于 存 在 溫 度 梯 度 及 其 它 一 些 不 能 補 償 的 因 素 ， TX_GAIN_CTL并 不 能足 夠 準 確 地 進 行 最 大 功 率 限 制 (maximum Tx output power limiting)需 要 高 功 率 檢 測 電 路 HDET(High power Detect） WCDMA TX Linear CalibrationHDET 反 饋 回 路NV_WCDMA_TX_LIM_VS_TEMP_I 定 義 了 最 大 期 望 發(fā) 射 功 率 值 ， 也 是TX_GAIN_LIMIT寄 存 器 中 的 初 始 值注 意 ： HDET電 路 只 做 最 大 功 率 限 制 ， 不 影 響 Tx在 其 他 情 況 下 的 功 率 值 。