射频校准原理和设置

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我是靠谱客的博主热心发夹，最近开发中收集的这篇文章主要介绍射频校准原理和设置，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

一、生产线对每一个PCBA进行射频参数校准的必要性
由于PCBA元器件之间的硬件偏差导致的射频接收发射参数的偏差
GSM规范苛刻的射频指标要求,包括接收电平，发射功率，频率误差等。
二、校准基本原理－利用软件参数的方法来补偿硬件一致性偏差带来的射频参数偏差。MTK软件提供可以用来存储射频校准参数的数据结构(对应CAL.ini文件）和校准软件工具ATE。手机在实际网络工作的时候会调用这些已经校准的参数来优化射频的性能。
三、手机射频参数校准的内容和合格范围：
手机的射频包括接收机，发射机和频率合成器电路，软件校准也是针对这三部分的硬件参数进行校准的
频率合成器校准（即AFC校准），手机的频率合成器由PLL锁相环构成.

射频校准原理和设置－AFC校准
由锁相环的原理知道，在锁相环锁定以后RF VCO的输出频率：Fvco＝26M/N ，即RFVCO的
频率稳定度和频率精度由26MHz晶体振荡器的频率精度决定，所以校准射频频率合成器的
频率精度就等于是校准26MHz晶体振荡器的频率精度。GSM规范要求手机的发射和接收信道频率精确度要在0.1ppm之内，手机通过接收基站的频率校准信道的信息，然后通过AFC去控制射频的VCTCXO可以将射频的频率误差控制在0.1ppm之内。可是每个TCXO之间存在着硬件偏差，所以需要校准。
AFC校准参数：Initial DAC value; Slope;
AFC 初始DAC值 Initial value ，该值的范围从0～8191，对应AFC控制电压0～2.8V，校准完以后该值应该对应常温频率误差等于0的值，如三星TCXO校准完以后Initial value 为4750
压控灵敏度slope，AFC slope 为单位DAC值能改变的射频频率误差，比如三星TCXO slope为2.7代表AFC DAC值每增加/减少1，对应的射频频率将增加/减少2.7Hz，手机通过比较本身产生的射频频率跟基站广播信道频率的误差计算出应该增加或者减少的AFC DAC值，从而保持跟基站频率同步，跟基站的频率误差控制在0.1ppm之内。

射频校准原理和设置－RXLEV校准
接收机校准
GSM手机接收机应能对接收到的基站信号强度进行测量并且在可用的输入信号电平范围内应能通过SACCH向基站汇报接收到的信号强度RXLEV
RXLEV跟接收信号强度的对应关系如下表：

          RXLEV = 0                              RX < -110 dBm
          RXLEV = 1        -110 dBm =< RX < -109 dBm
          RXLEV = 2        -109 dBm =< RX < -108 dBm
          RXLEV = 3        -108 dBm =< RX < -107 dBm
                 …                           …
          RXLEV = 61       -50 dBm =< RX < -49 dBm
          RXLEV = 62       -49 dBm =< RX <= -48 dBm
          RXLEV = 63                             RX > -48 dBm

GSM规范要求在静态测试条件下，在信号强度为－110 dBm ～－48 dBm范围内不同的输入信号电平手机在不同的信道对 Rxlev的测量相对精度应满足下表容限要求。

射频校准原理和设置－RXLEV校准
接收机RXLEV校准主要是校准Transceiver内部中频放大器PGA的增益设置，以抵消接收机
前端无源器件（包括天线开关和Saw filter）的路径损耗，让手机向基站汇报的接收电平为
手机天线端实际接收到的RXLEV，MTK平台对接收电平RXLEV的校准叫做 RX PATH LOSS
校准。校准时对整个频段分成若干频率区间段进行，如下：
[GSM900 Sub band, RX loss]
Max ARFCN=15,30,45,60,75,90,105,124,975,1000,1023,-1
RX loss=1.500,1.375,1.625,1.875,1.875,1.875,2.000,2.000,2.250,1.625,1.500,0.0000
[DCS1800 Sub band, RX loss]
Max ARFCN=550,590,620,650,680,710,740,770,810,850,885,-1
RX loss=0.750,0.750,0.625,0.500,0.500,0.625,0.875,1.000,1.375,1.875,1.625,0.0000
射频校准原理和设置－APC校准
GSM由于采用发射机动态功率控制机制，手机在通话过程中其发射功率随着其离基站远近而自动由基站调整，GSM900手机的发射功率有5~19一共15级,功率电平控制分别对应于33~5dBm。DCS1800手机发射功率有0~15一共16级,功率电平控制分别对应于30~0dBm,每增加一级电平，手机发射功率下降2dB。功率级别由基站控制完成。

在满足功率容限的前提下，二相邻功率等级的功率差应大于0.5dB且小于3.5dB
发射功率APC校准的目的是让手机在每个发射功率等级天线的输出功率等于GSM的标称输出功率
MTK平台APC校准主要是校准每个功率等级的PA APC DAC值，并把它存到手机NVRAM里面，如下：
GSM TX power level=156,163,171,184,201,221,246,277,313,355,406,466,541,608,688,688

ADC校准
ADC校准用于校准基带ADC（模数转换器）对模拟电压测量的精度，校准分电池通道和充电器
通道对基带处理器内部的两个ADC进行校准，包括如下两个ADC参数的校准：
offset=94507,94408,94507,94507,94507,94507,94507
slope=5410,5396,5410,5410,5410,5410,5410

校准文件介绍
利用ATE对手机进行射频和ADC校准需要用到如下一些文件：
NVRAM Database；Flash的Nvram区用于存储手机的一些基带和射频参数，Nvram database相当于定义了这些参数存储的数据结构
Setup.ini 例如：CROCODILE_8960_Setup _060914.ini
Cal.ini 例如：Crocodile_Cal_ 060914.ini
Cfg.cfg 例如：CROCODILE_CFG _060914.cfg

Setup.ini文件是系统设置文件，用于校准终测时对系统测试仪器设置和初始化，包括终测仪，电源的GPIP地址，串行通信口，其它相关校准文件的路径，终测时呼叫建立的信道设置，cell power功率设置，测试项目设置，校准设置，cable loss设置等。
Cal.ini文件为手机校准之前的缺省参数，包括射频接收Path loss参数，AFC参数，发射power level DAC值和ramp profile参数，ADC参数，这些缺省参数在手机校准之前校准程序会先把它写到手机的NVRAM里面，然后在这些缺省参数的基础上进行校准。其中ramp profile参数是手机发射突发脉冲的PvT参数，只是在校准的时候写到手机里面，程序不会对这些参数进行校准，这些参数在研发的时候会根据PA的类型预先调好。只要PA是一样的ramp profile参数就是一样的，不同类型的PA这些参数不一样。
Cfg.cfg文件为校准的配置文件，内容包括综测仪GPIB地址和cable loss设置（只有用META校准的时候才用这些参数，用ATE校准的时候cable loss是在setup.ini文件读取），校准的频段和每个频段用来校准的信道设置，RX path loss的limit范围设置，AFC limit范围设置，发射各个功率等级的目标功率以及limit 范围设置，ADC的limit 范围设置等。校准结果是Pass还是fail程序就是靠检测校准结果有没有落在cfg文件的limit设置范围内来判断的。