校准终测的基本原理.docx
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校准终测的基本原理
1.1校准终测的基本原理
1.1.1校准、终测的目的
现在生产的相同型号手机虽然使用都是相同器件,但这相同器件还是有的一定的偏差,由此组合的手机就必然存在着差异,但这差异是在一定的范围,超出了就视为手机不良。
因此校准的目的就是将手机的这种差异调整在符合国标的范围,而终测是对于校准的检查,因为校准无法对手机的每个信道,每个功率级都进行调整,只能选择有代表性的(试验经验点)进行,所以校准通过的手机并不能肯定它是良品,只有通过终测检验合格的才算是,我们现在生产线上的校准终测测试程序都是将这两个部分合并(除了DA8和EMP平台)。
1.1.2手机的基本校准、测试项的介绍
1、Battcal(电池校准):
是对手机的电池模拟使用的调整,分两种情况(4.2V和3.5V)。
恒9系列和Florence平台的校准相似,先调整手机电池处在4.2V时的偏置值,使其冲手机读取的电压表示值在4.2±0.1v的范围,然后将电池的电压调至3.5v,看电压是否还处于3.5±0.1v的范围,是就将这偏置值存入手机。
2、TxCal(发射机校准):
不同的平台有不同的校准方法,但其大致的原理是一样的。
就是通过一定的方法调整在一个或者几个试验经验点(全部功率级)的功率值的表示值,使其符合国标的要求。
这表示值可以是一个单一的数字,也可以是一组,像A6/A8系列的就是多个经验点(GSM900有10,60,105,1000这4个信道,DCS1800有570,700,800这3个信道)全功率级(即GSM900有5-19,DCS1800有0-15)单一的数值,而恒9系列和Florence平台则是单个经验点(GSM900有62,DCS1800有698)的全功率级代表该功率级的一组功率曲线的表示值。
在这就目前使用的两种PA将校准做个详细的介绍
一)RFMD
a)、发射机及其校准原理
在发射机中,从CSP产生的已调信号,经过HD155148的混频、射频放大,再经功率放大器(PA)放大、滤波后从天线发送出去。
发送信号的功率和形状(burstshape)由PA决定,这里采取功率控制环来控制发送信号的功率和形状。
Tx校准原理就是通过测量计算得到一系列TXP值,去控制PA的增益,使得不同PCL的发射信号满足规范的要求(绝对功率大小、相连PCL的功率、切换频谱、BurstShape等)。
如图Figure1所示。
校准时,我们先根据写入手机的TXP值和测量得到的功率值PM,计算得到TXP和PM的关系曲线L,再根据L对每个PCL所要求的功率值Prequired计算出相应的TXP值存到NVM即可。
校准的关键是找到TXP和PM的关系曲线L,根据实验得到TXP和PM相应的电平V存在线性关系,因此我们只需要两个PCL的对值(TXP,V)即可得到L。
b)、校准方法及公式
发射信号的形状如图Figure2所示,它包括三部分:
RampUp、Mid-Burst、RampDown。
其中Mid-Burst为平坦部分,决定着信号的功率。
校准过程中,Mid-burst可由TXP和PM的关系得到Mid-TXP,而RampUp和RampDown用正弦曲线来逼近,见图Figure3。
校准时,待发射信号直接通过cable耦合到测试仪器,负载为50Ohm,因此输出信号电平V(v)和输出信号功率P(mW)满足Formula_1。
RampUP和RampDown(BurstShape除去Mid-Burst后的形状)用0到Pi的三次正弦函数模拟。
如图Figure3,我们在该曲线上按时间均匀取32个点(element),element1到element5的值为0,element6到element15的值按正弦函数给出。
其他element的值对称得到。
Formula_2给出了element5到element15的值,其中Te=(e-15)*(48/13/2)us(每个element占半个bit,每个bit为48/13us),t=T-Te。
线性曲线L的斜率m和常数c由Formula_4计算得到,TXPH和TXPL由推荐值m0和c0计算得到(plH→Prequired→Vrequired→TXPH),VH和VL由Formula_1得到(PMH¬→VH)。
c)、校准步骤
1.确定TXPvsV曲线中的m和c:
先根据推荐值m0和c0,由给定plH(pl6atEGSM;pl1atDCS)得到Prequired,计算Vrequired,从而TXPH=m0*Vrequired+c0,同时从仪器读出手机的输出功率PM,计算VH。
同样方法得到TXPL和VL。
再根据(TXPH,VH)和(TXPL,VL),计算m和c。
2.对每个频带每个功率级进行校准:
根据上一步得到的m和c,算出每个功率级的RampData并存入RAM。
最后存入NVM。
3.验证校准结果:
其实RFMD的校准方式就是计算出实际发射功率的电压值与手机RAM存储的功率表示值的关系直线。
而SKY校准与这不同,下面将详细介绍。
二)SKY
这种校准方式比较花时间,但可以将各个功率级的功率校的很精确。
a)、将手机仪器都设置在TestMode;
b)、设置仪器一个合适的信道,发送PTE指令控制手机处于连续发射状态,信道与仪器对应;
c)、写入该功率级的默认值,调整默认值(或加或减)使手机的发射功率达到期望值,将此数据换算的Ramp值存入手机,对该信道的各个功率级都进行这样计算、存值。
3、RxCal(接收机校准):
由于恒9系列和Florence平台的Rx射频接收模块不一样,因此校准也不一样。
我们分开介绍,
Agere平台的机型有:
A)、Seville平台
上图说明了Rx信号的处理的全过程。
信号通过50欧姆阻抗的馈线连接通过手机的天线开关和FEM,FEM包含了Tx/Rx切换开关、带通滤波器,如图2,RF信号必须通过HD155148TF芯片中的3个低噪放大器(EGSM/GSM1800/GSM1900各一个),进行必要的放大或者衰减(这些低噪放大器可由软件来实现开关),这些低噪放大器的大约是21.5dBm,EGSM频段的在放大器关闭的状态下最小增益是-28dBm,GSM1800/1900是-26dBm.,在校准过程中这些增益都很相似,并可以精确计算。
由这些低噪放大器输出的RF信号通过直接变频器下变频后,通过两组的BBsingnalpath分离为I和Q信号。
这些点的大半增益都可以实现控制,由-28dBm到62dBm步长为2dBm。
下表为Rx接收的各部分控制词,具体分布如下:
RB0-5为BB部分的增益设置,RG0-1为前置低噪放大器的增益控制(00-正常放大增益约21.5dBm;11-为关闭前置放大,增益为-26dBm或-28dBm)
下表为RxGainB(基带部分)的放大增益控制词:
45
101101
90
62
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
0
362
44
101100
88
60
0
0
1
0
1
1
0
0
0
1
0
354
43
101011
86
58
0
0
1
0
1
0
1
1
0
1
0
346
42
101010
84
56
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
338
41
101001
82
54
0
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
330
40
101000
80
52
0
0
1
0
1
0
0
0
0
1
0
322
39
100111
78
50
0
0
1
0
0
1
1
1
0
1
0
314
38
100110
76
48
0
0
1
0
0
1
1
0
0
1
0
306
37
100101
74
46
0
0
1
0
0
1
0
1
0
1
0
298
36
100100
72
44
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
0
290
35
100011
70
42
0
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
282
34
100010
68
40
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
274
33
100001
66
38
0
0
1
0
0
0
0
1
0
1
0
266
32
100000
64
36
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
258
31
011111
62
34
0
0
0
1
1
1
1
1
0
1
0
250
30
011110
60
32
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
0
242
29
011101
58
30
0
0
0
1
1
1
0
1
0
1
0
234
28
011100
56
28
0
0
0
1
1
1
0
0
0
1
0
226
27
011011
54
26
0
0
0
1
1
0
1
1
0
1
0
218
26
011010
52
24
0
0
0
1
1
0
1
0
0
1
0
210
25
011001
50
22
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
202
24
011000
48
20
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
194
23
010111
46
18
0
0
0
1
0
1
1
1
0
1
0
186
22
010110
44
16
0
0
0
1
0
1
1
0
0
1
0
178
21
010101
42
14
0
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
170
20
010100
40
12
0
0
0
1
0
1
0
0
0
1
0
162
19
010011
38
10
0
0
0
1
0
0
1
1
0
1
0
154
18
010010
36
8
0
0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
146
17
010001
34
6
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
0
138
16
010000
32
4
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
130
15
001111
30
2
0
0
0
0
1
1
1
1
0
1
0
122
14
001110
28
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
1
0
114
13
001101
26
–2
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
106
12
001100
24
–4
0
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
98
11
001011
22
–6
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
0
90
10
001010
20
–8
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
0
82
9
001001
18
–10
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
74
8
001000
16
–12
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
66
7
000111
14
–14
0
0
0
0
0
1
1
1
0
1
0
58
6
000110
12
–16
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
50
5
000101
10
–18
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
42
4
000100
8
–20
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
34
3
000011
6
–22
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
26
2
000010
4
–24
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
18
1
000001
2
–26
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
10
0
000000
0
–28
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
2
下表为RxGainA(CSP部分)的放大增益控制词:
GaininCSP1093(dB)
C3
C2
C1
C0
7
6
5
4
3
2
1
0
RxGainA
Decimal
0
0
0
0
0
X
X
X
X
X
X
X
X
0
2
0
0
0
1
X
X
X
X
X
X
X
X
256
4
0
0
1
0
X
X
X
X
X
X
X
X
512
6
0
0
1
1
X
X
X
X
X
X
X
X
768
8
0
1
0
0
X
X
X
X
X
X
X
X
1024
10
0
1
0
1
X
X
X
X
X
X
X
X
1280
12
0
1
1
0
X
X
X
X
X
X
X
X
1536
14
0
1
1
1
X
X
X
X
X
X
X
X
1792
16
1
0
0
0
X
X
X
X
X
X
X
X
2048
18
1
0
0
1
X
X
X
X
X
X
X
X
2304
下图为接收放大器的接收特性,在不同的信道有不同的放大增益,为了获得更准确地增益,应该把他们考虑进去,在下面关键的校准步骤中会介绍。
关键的校准步骤:
1)、设置工作点(Setworkingpoint)
Setworkingpoint主要的目的是寻找CSP.ADC处信号电平在-20dBfs时且通道增益已定义的情况下的Cellpower。
这样,通道增益就包含有前置低噪放大器的增益,直接变频器的增益和22dB的HD155141TF内部的基带增益,但不包括CSP的基带增益,其手机接受的控制词(RxGainA=0,RxGainB=202)。
选一个任意的测试信道,例如:
A9/A90的就选择975信道,这是由于低信道的决定了频率边带的补偿。
1.发送PTE指令ReadRSS,975,0,0,202,975,0,0,202,975,0,0,202,975,0,0,202
2.读取结果算出平均值并转换成dBfs单位,公式:
10log((Reading1+Reading2+Reading3+Reading4)/(4*32767))
3.如果计算出的结果偏离-20dBfs的0.2dB,就得调整信号发生器的信号电平,然后重复测试。
4.记录下信号发生器的信号电平
2)、测试边带信道(MeasurebandrippleforEGSMband)
目的是计算在相同的通道增益和相同的信号强度条件下,其通道放大器对不同频段的响应的补偿,即将偏差范围较大的响应曲线纠正在一定的范围如上图
1.发送PTE指令ReadRSS,ChanNo,0,0,202,ChanNo,0,0,202,ChanNo0,0,202,ChanNo,0,0,202
2.读取结果并将其转换为dBfs单位(取平均值)
3.测试每个边缘信道,根据公式:
Sub–BandAverage=(AverageLowerChannel+AverageUpperChannel)/2算出这个频段的平均值,再根据公式:
OverallBandMean=SumofSub–BandMeanColumn/8计算出这8组频段的平均值。
4.计算频段补偿,根据公式:
(每个频段的平均值-8组频段的平均值)*16,并记录下参数
3)、测试Rx基本通道增益(LNA开启)(CalculatetheEGSMBasicRxPathGainforLNAoncase)
已知:
Channel=62;取基本通道增益BB_Gain=12,因此基本通道开关增益为12-(-28)=40(因为通道增益关闭时增益为-28dBm)
1.根据已知的-54.5dBm对应的BB_Gain数值202,换算成BB_Gain数值162时,信号发生器的信号电平
公式:
-54.5+((202-2)/8)-((162-2)/8)
2.发送PTE指令,ReadRSS,62,0,0,162,62,0,0,162,62,0,0,162,62,0,0,162
3.读取结果并将其转换成dBfs单位,(Mean)
4.取出原先计算的现在测试信道所对应的频段补偿
5.计算基本通道增益,BasicRxPathGain=Mean-换算出来的信号发生器的信号电平-基带部分的开关增益-频段补偿
6.将其结果乘以16,保存下来。
4)、测试基本通道的补偿值(CalculatetheBB_Gaincompensationvalues)
已知:
Channel=62,BB_Gain=-16dB (RxGainA=0,RxGainB=50),LNA=on
设置信号发生器的信号电平能保证CSP的ADC处的信号强度在-20dBfs,通过SetWorkingPoint部分完成
例如:
现在的信号发生器的信号电平为:
Signallevelatantenna=–24.375dBm
1.发送PTE指令:
ReadRSS,62,0,0,50,62,0,0,50,62,0,0,50,62,0,0,50
2.读取结果并计算其CSP处的信号强度Mean=10Log((327+326+326+326)/4)/7FFF)=–20.0188dBfs
那么,Rx基带通道增益=Mean-信号发生器的信号电平-基带开关增益-频带补偿
重复以上的操作,将BB_Gain设为-2,26,40,54dB,得到以下结果:
BasicRxPathGainfor–16dBBase–Bandgain=–8.7688
BasicRxPathGainfor –2dBBase–Bandgain=–8.8134
BasicRxPathGainfor+12dBBase–Bandgain=–8.7678
BasicRxPathGainfor+26dBBase–Bandgain=–8.851
BasicRxPathGainfor+40dBBase–Bandgain=–9.2095
BasicRxPathGainfor+54dBBase–Bandgain=–9.5656
3.分别计算各个测试的BB_Gain值与-8.7678的差值,并取整
4.通过PTE指令将值存入手机,SetGainCalBBIF %d,%d,,%d,%d,%d,%d
BB_Gain[0]=16*(–8.7678+8.7688)= 0.256whichisroundedto0
BB_Gain[1]=16*(–8.7678+8.8134)= 0.7296whichisroundedto1
BB_Gain[2]=16*(–8.7678+8.7678)= 0
BB_Gain[3]=16*(–8.7678+8.851 )= 1.3312 whichisroundedto1
BB_Gain[4]=16*(–8.7678+9.2095)= 7.0672whichisroundedto7
BB_Gain[5]=16*(–8.7678+9.5656)= 12.7648whichisroundedto13
5)、计算Rx基带通道增益(LNA关闭)(CalculatetheEGSMBasicRxPathGainforLNAoffcase)
已知:
Channel62,BB_Gain=52dB (RxGainA=0,RxGainB=1536+322=1858,RG0andRG1位设置为1,使LNA完全关闭),LNA=off
设置信号发生器的信号电平能使CSP处的信号强度保持在-20dBfs
例如:
此时信号发生器的信号电平,Signallevelatantenna=–39.86dBm
1.发送PTE指令:
ReadRSS, 62,0,0,1858,62,0,0,1858,62,0,0,1858,62,0,0,1858
2.读取结果并将其转换为dBfs单位,Mean=10Log((323+323+325+323)/4)/7FFF)=–20.0556dBfs
3.其频带增益:
Sub–BandCompensation=1.125dB
4.当前的BB_Gain=52dB,那么其通道开关增益BBswitchedgain=52+28=80dB
5.由于BB_Gain=52dB,在46dB和62dB之间,其基带补偿:
BB_Gaincompensation=13/16=0.8125dB,即使用BB_Gain[5]的补偿
6.现在我们可以计算出在LNA关闭的情况下的Rx基带通道增益:
BasicRxPathGain=–20.0556–(Sub–BandCompensation)–(BB_Gaincompensation)
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- 校准 基本原理