CT720多模手机接收电路的优化

CT720多模手机接收电路的优化

津工业大学信息与通信工程学院 黄伟志 马兴丽
石油大学信息与控制工程学院 杨东方

本文对CT720多模手机接收电路进行了研究。通过滤波器的分析实验，找到SINAD值偏低的原因，改进CT720多模手机接收电路，使电路的SINAD值平均提高了2.5dB，在生产过程中证明该方案可以有效的控制产品的下线率，节约生产成本，提高产品的经济效益。

前言
CT720是一款为北美市场生产的CDMA800/1900、AMPS800多模手机。在手机的测试过程中发现，在所有下线CT720手机中，因 SINAD值而下线的CT720手机数占到了总下线数的50%，下线原因是因为测试站所测得的手机SINAD值低于它的规定值的下限（12dB），且下线手机的SINAD值大部分都是在10dB-12dB之间，属于边缘下线，而合格的手机的SINAD值也并不是很高，大部分在12dB-18dB之间。由于SINAN值偏低，手机的下线率较高，这不仅严重地影响了产品的合格率，也增加了产品的成本。经过分析，我们从手机SINAD问题出现在射频到中频这一部分电路入手，通过大量实验，得出CT720多模手机接收电路的改进方案，从而有效地控制了产品的下线率。

SINAD问题描述

SINAD定义

SINAD是描述信号质量的指标，即信号、噪声及失真的和与噪声及失真的和的比值。

SINAD是以dB为单位的，在(1)式中，各个量以电压为单位运算，再以该比值的对数乘以20来换算成dB，即公式(2)。

CT720手机SINAD测试结果

图1是100台手机在同一个测试站所测得的SINAD值(表1)分布图。

从图1我们可以看出，SINAD的正态分布曲线分布在12dB-22dB之间，平均值大约为16dB，低于13dB的约占了13%，在生产中这种分布通常称为边缘分布，很容易造成手机因低于规定的下限值而下线。

由于这种手机的SINAD均值偏低，说明手机电路存在着设计不尽完善的地方。为进一步提高手机的合格率，只有提高SINAD的平均值，使其正态分布曲线整体上移，这也正是生产中急需要解决的问题。

实验分析

我们对接收电路的三个滤波器(FL24、FL141和FL102)进行了分析。其中FL24为双工滤波器；FL141为中频带通滤波器；FL102为射频带通滤波器。

设计实验

插入损耗（Insertion Loss）是滤波器的重要参数之一，因此，我们通过改变这三个滤波器的插入损耗值的方法以确定它们对SINAD值的影响。

为了减小测量误差，在同一个测试站的同一个测试口对手机PCB板进行测试。根据滤波器现有的工艺，我们挑选滤波器FL24插入损耗值分别为2.5dB和2.9dB；FL141的插入损耗值分别为2.2dB和3.7dB；FL102插入损耗值分别为2.4dB和2.9dB取代现在CT720手机上应用的插入损耗值。

挑选 SINAD值大于18dB和SINAD值小于13dB的手机PCB板各五块。随机将三种滤波器的插入损耗值进行排列组合，将插入损耗值不等的滤波器按顺序换到PCB板上，实验数据如表2所示。

根据以上实验数据，我们利用JMP软件进行DOE，分析了三个滤波器对电路的影响。

根据图2中JMP分析结果，我们可以发现FL141是这三个滤波器中对SINAD值影响的。而且，插入损耗值大的反而对SINAD值有提升作用，因此可以断定，FL141是对SINAD影响的重要器件。

FL141实验曲线

我们根据滤波器的不同插入损耗值得出以下衰减曲线，如图3所示。

通过这两组曲线的比较，我们发现，在低频部分，即0-330Hz区间内，滤波器的插入损耗值大的和插入损耗值小的衰减程度几乎一致。而从330Hz到2500Hz区间内，两者的衰减程度有了明显的不同。其中，插入损耗值大的滤波器衰减在 52dB左右，而插入损耗值小的滤波器衰减在 36dB 左右。

优化前后电路的性能比较

通过以上的分析，我们对FL141滤波器进行了改进，图4是改进前后的电路对SINAD的影响对比图。

通过对比，可以很明显的看出，在改进前，SINAD平均值大约在16dB左右，而改进后的电路SINAD的平均值则达到了18.5 dB左右，平均提高了2.5dB。改善了SINAD的边缘分布情况。

结论

通过对手机接收电路的优化设计，电路SINAD的平均值提高了2.5dB，改善了SINAD的边缘分布情况。优化了接收参数，提高了信号质量。提高了产品的合格率，同时避免了大量因此而下线进行维修的人力和时间，节约了生产成本。