移动通信终端校准问题的分析与解决

王 鹏

(展讯通信有限公司，天津 300300)



移动通信终端校准问题的分析与解决

王 鹏

(展讯通信有限公司，天津 300300)

随着移动通信技术的发展，大批量高效率的移动通信设备的生产成为必需，其中校准技术成为通信设备生产过程中必不可少的环节。精确的校准信息可以使通信设备准确地发射和接收功率信号，在满足自身通信需求的同时，保证不对其他设备造成电磁干扰。文中详细记录了一个产线上真实发生的校准问题和分析解决的过程，为客户设备的稳定高效生产提供了有效的技术保证。

移动终端；校准；电磁干扰；产线

0 引言

移动通信设备的校准，对其在实际商用中的性能表现起着至关重要的作用。校准技术[1]通常包括3个部分：AFC(即自动频率校准)、APC(自动发射功率校准)和AGC(自动接收增益校准)。精确的校准信息可以使通信设备准确地发射和接收功率信号[2]，在满足自身通信需求的同时，保证不对其他设备造成电磁干扰[3]。本文详细描述了一个产线实际发生的APC校准概率性失败的案例，通过对问题的分析和解决，为客户设备的稳定高效生产提供了技术保证。

1 问题描述

客户产线报出问题：EGSM900_TX_77CH_Can′t Find Target PWR[31.800]。问题发生的概率是1%，这是一个APC校准概率性失败的问题。

APC的校准过程可以简要描述为：手机与测试仪器之间通过BCH信道建立起通信，仪器通过下发控制命令，要求手机在指定频段和信道发射功率，仪器对上行功率进行接收并检测，如果功率在设定的误差范围之内即显示通过，否则报错并显示失败。上述产线问题，即手机在指定EGSM 频段CH77信道的发射功率不能满足31.8 dBm±0.2 dB的目标要求。

通过示波器测量发现，手机的整机供电电流在APC校准过程中偏小。分析手机的供电网络如图1。

图1 老版供电网络

图1是老版带Load switch的供电方式，Power supply直接通过USB口给Vbat供电，然后输入到BB chip。Vbat固定电压3.8 V。

图2是新版去掉Load switch的供电方式，Power supply 通过USB口给Vbus供电，Vbus 通过Charging IC输出Vbat。Vbus固定电压5 V，通过Charging IC转换为固定电压4.2 V，供整板工作。

图2 新版供电网络

客户后续的Feature Phone项目由于降低成本的考虑，会逐步去掉Loadswitch IC，本项目作为第一个实验项目，对其他项目具有示范和指导作用。使用工具校准，手机出现APC校准失败的问题。由于之前带Loadswtich IC时校准正常，因此故障定位于去掉Loadswitch IC引入的问题。问题亟待解决。

仔细分析，是否去掉Loadswtich IC，实质上是改变了手机的供电方式。由图1所示，带Loadswtich IC时，手机工作电压由电压源的Vbat直接供给；去掉Loadswtich IC后，手机工作电压由Charger IC(5 V→4.2 V)提供。继续分析Charger IC的datasheet，发现芯片根据EN/SET管脚的输入脉冲种类，会有5种不同的工作模式，详见图3和表1。

图3 Charger IC的电路图

表1 Charger IC的工作模式

由Charger IC手册，得到表1关于其工作模式的信息，BBIC通过Charger IC的EN/SET管脚，控制其工作模式，并决定输出电流上限。其中ISET Mode: Riset=820 ohm->charger current limit=646 mA。

图4是问题样机校准时的波形。在APC校准时，EN/SET依次出现的脉冲如下： 单脉冲(1.4 V , 650 μs)->连续3个脉冲(3 V, 单个500 μs)->单脉冲(3 V, 510 μs)，charger current被嵌位在800 mA以下，APC校准失败。

图4 问题样机校准波形

图5是正常样机校准时的波形。在APC校准时，EN/SET出现的脉冲如下：连续3个脉冲(3 V, 单个500 μs)，charger current 最高达到1.8 A，APC校准成功。

图5 正常样机校准波形

2 问题分析

对比APC校准成功和失败的样机波形，发现EN/SET波形有两个问题：

(1) 异常单脉冲，异常是因为这个脉冲幅度仅有1.2 V，与软件发出的幅度达到3 V的控制脉冲有很大区别。同时，通过软件对脉冲幅度进行调整，发现对这个脉冲没有任何抑制作用，从而确定这是硬件电路导致的异常脉冲，需从其他角度进行分析。

(2) 3个控制脉冲后的单脉冲，从幅度和时长看都是软件发送的正常控制脉冲。可通过软件升级消除。

抓取到如图6波形，分别是USB/UART Switch IC的串口输出UART1_RD、BBIC控制Charger IC的使能CHG_EN、Charger IC的工作电压VDD_IO_2.9V。三者在同一时刻分别出现了上升沿抖动、异常单脉冲、上升沿台阶。三者之间的关系需要从原理图的信号流图中找到方向。

图6 问题样机校准波形

手机在进行校准之前的信号流图，JIG_BOX输出了异常波动，通过USB口的USB_DP传导到USB/UART Switch IC。由于Switch IC的工作电压是VBAT，上电很快，异常波动通过UART1_RD进一步透传给BBIC芯片。此时BBIC上电初始化还没有完成，异常波动通过IC内部的端口耦合，影响输出电压VDD_IO_2.9V出现上升沿台阶，并且导致BBIC的GPIO输出信号CHG_EN出现异常单脉冲。

如图7所示，单脉冲的时长在100～700 μs之间，作为Charger IC的工作模式选择信号，使IC进入ISET Mode，此时charger current上限646 mA，而实际APC校准时最大电流能达到1.8 A，电流的嵌位使得APC max power校准失败。

图7 问题样机异常波形

3 结论与解决

至此，问题得到全面分析。导致问题的根本原因是校准之初JIG BOX输出的异常波动信号，在BBIC未上电初始化完成之前，通过内部耦合，引起GPIO输出信号的异常，进而使Charger IC进入错误的工作模式，引起校准失败。

根据失败原因修改两处硬件电路：

(1) Charger IC EN/SET管脚加下拉4.7 kΩ电阻，目的是滤除异常脉冲信号。

(2) USB/UART Switch IC供电改为BBIC提供的VDD_IO_2.9V，目的是在BBIC上电初始化完成后，再给Switch IC供电，从而截断JIG BOX异常电平扰动的信号路线，使得Charger IC的工作模式不被干扰，从而完成正常的校准过程。

如图8所示，修改硬件电路后的波形恢复正常，CHG_EN没有异常单脉冲出现，进行压力测试，问题没再复现。

图8 修改后信号测试图

[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

王鹏.移动通信终端校准问题的分析与解决[J].微型机与应用，2017,36(11)：88-90，97.

2016-12-15)

王鹏(1985-)，通信作者，男，硕士，射频工程师，主要研究方向：射频电路设计与优化、可重构天线等。

E-mail：mikeandwang@163.com。