MTK平台原理解析.doc

1、MTK 平台原理解析2007-11-21 10:49核心功能模块内部结构框图 射频收发（MT6129） MT6129 是一块高度集成的 56 个引脚 QFN 封装的射频处理芯片，支持AMPS，GSM，DCS，PCS 四频；内部包括四个低杂讯放大器，两个射频正交混频器，一个信道滤波器，一个可编程增益调节放大器，一个接收机 IQ 解调器，一个带锁相环的高精度的发射机 IQ 调制器，外接 26MHz 基准晶振，集成片上调节器和可编程合成器及 VCO。 接收器电路 MT6129 接收部分包括 4 个频带的低杂讯放大器，射频正交混频器，片上信道滤波器，增益可编程放大器，二级正交混频器和低通滤波器。使用镜

2、像抑制混频器和滤波器抑制减弱中频干扰，射频采用精确的正交信号，混频器输入输出有效匹配，各频段镜像抑制度均可以达到 35dB 以上，超低中频设计有效改善阻塞，邻频等干扰，同时减低了对直流偏置校准的要求。 四路低杂讯放大器(LNA)与 200 欧姆 SAW 滤波器之间采用 LC 网络已达到匹配，LNA 具有 35dB 的可调动态范围。中频增益可编程放大器具备 78dB 动态范围保证恰当的信号强度用于解调。 发射器电路 MT6129 发射部分包括一个反馈缓存放大器，一个向下转换混频器，一个正交调制器，一个模拟鉴相器和一个数字相位鉴频器。利用除法器和滤波器从混频器和正交调制器获取期望的中频频率，当给定

3、发射信道时，发射器将从两个不同的发射参考分频数中选择一个进行分频，通过锁相环对发射频率进行锁定后，进入功放放大输出。 频率合成器 MT6129 射频频率合成器采用集成的射频压控震荡器产生接收和发射的本地震荡信号频率， 锁相环电路将压控震荡器射频输出通过分频保持和精确的 26MHZ 基准频率一致，为了减少频率合成器内部杂散信号的产生，增加了预分频电路，分频数在 64-127 之间可编程，同时为了减少捕捉时间，以应对如 GPRS 等多时隙数据服务的要求，频率合成器内置了快速捕捉系统。 基带处理（MT6226） MT6226 以双核处理结构为基础，内部同时集成有 ARM7EJ-S 和数字信号处理两个

4、核心模块。ARM7EJ-S 主要负责处理高级 GSM/GPRS 软件协议的运行和多媒体的应运，数字信号处理器主要是管理相应低级的调制解调模块和音频功能的处理。MT6226 内部的各功能模块基本上都是基于这两个处理器的基础上建立起来的。 MT6226 子系统的构成如下： 1） 微控制子系统包括 ARM7EJ-S RISC 处理器及其相应的存储管理和中断处理逻辑 2） 数字信号处理子系统包括 DSP 及其相应存储器存储控制器和中断控制器 3） MCU/DSP 接口用来交换 MCU 和 DSP 之间的软硬件信息 4） MCU 外围设备包括用户界面模块和射频控制接口模块 5） MCU 同步处理器将 M

5、CU 扩展处理器与 MCU 保持同步 6） DSP 外围设备从硬件上加速对 GPRS/GSM 信道编码的处理 7） 多媒体子系统集成了几个先进的加速处理器支持多媒体应用 8） 语音回路是模拟话音和数字话音相互转换的过程 9） 音频回路将音频数据源转换成立体声数据 10）食品回路将视频信号数据转换成 NTSL/PAL 电视制式格式 11）基带回路完成基带数字信号与射频模拟信号之间的转换 12）时间产生器生成与时分复用桢时间相关的控制信号 13）电源，复位，时钟子系统 电源管理（MT6305） 独立专用的电源管理芯片。提供基带电路所需的全部电压、LED 驱动、Alerter（震动）驱动、充电管理、

6、以及 SIM 卡接口等。总共 7 路 LDO（低压降线性稳压器），单独对每个模块供电。充电支持 Li(锂电)、NiMH (镍氢电池)。、电源 IC 结构框图 每一路基带电压不正常都可能使手机不能开机，甚至无法下载开机程序。这也是平时检查手机的一个重点， 除此以外还有基带处理芯片的 13MHz 工作时钟， 和 32KHz 都会影响手机开机和程序的下载。因为数字处理电路需要时钟信号才能运行 META 工具的使用 META (Mobile Engineering Testing Architecture) ，META 是专门的测试工具RF Tool： 射频测量工具可以协助我们对射频电路的判断，维修过

7、程中使用 Continuous RX 和 Continuous TX 就可以对射频回路进行测量分析。 Continuous RX 用于对手机接收回路的测量，测量需要用到信号源、频谱仪和示波器。频谱仪用来观察接收信号的频谱和幅度，如果由于某个器件的衰减过大，都可以通过示波器测量出来。示波器用来观察接收 I/Q 信号，在接收状态下可以测量到射频 IC（MT6129）的 43,44,45,46 脚可以看到接收的 I/Q 信号，对 I/Q 信号的观察可以判断射频 IC 的功能是否完整，如果没有 I/Q 信号输出，基带电路就接收不到任何信号用于解调。（测量 I/Q 信号要把 Burst mode 选中）

8、BAND 频段的选择 GSM900 或者 DCS1800 ARFCN 信道的选择，GSM900 从 1 到 124，DCS1800 从 512 到 885。 Gain 增益选择 连续接收 Continuous TX 用来观察发射的 I/Q 信号，在发射状态下通过示波器可以从射频 IC（MT6129）的 43,44,45,46 脚看到发射的 I/Q 信号。是一个 67KHz 的正弦信号，发射的 I/Q 信号随调制 的数据而变化，从 Pattern 里面选择不同的调制数据可以看出来。观察 I/Q 信号可以判断基带部分是否正常。用频谱仪从 R608 看到调制输出的信号（GSM），20 信道为的发射频

9、率为 894MHz。 测试仪表，PC 及电源 测试仪器 - 通用无线通讯综合测试仪 如：CMU200、Agilent8960 - 信号源 - 频谱分析仪 - HP 高频测试探头 - 示波器 - 数字电源 - 万用表 - 夹具 - 电平转换板或 USB 转换线 仪器设置 必须提供一个外部电源连接到 VBAT。一般输出应该设置到直流 3.8V；注意限流1.0A 左右。最好能使用数字电源，随时可以检测到电流变化。手机工作原理介绍 射频部分 接收回路： 空间电磁波经过天线转换成电信号，此款手机采用的是内置微带天线，天线根据微带线传输原理 1/4 波长设计，在 900/1800MHZ 两个频段附近具有最

10、佳驻波值，信号经过天线切换开关内部的双工器分离成两路信号等待开关进行 RX/TX切换。 接收回路中天线与 SAW 之间是匹配电路，主要完成阻抗匹配及带外抑制，SAW滤波器主要也是起一个带外抑制的作用，SAW 的好坏决定了接收机邻频，阻塞等性能。SAW 的损耗一般在 3-5dB 左右，其值及与天线的匹配程度直接影响到接收机的灵敏度。 信号进入 MT6129 之后首先有一个低杂讯放大（LNA）的过程，LNA 的好坏直接影响到接收机信躁比，增益，失真度，稳定度等性能，之后经过第一级混频进入中频放大及中频滤波，而后二次混频及中频放大滤波进入 I/Q 解调器解调，混频器输入输出隔离度及输入输出匹配和中频

11、滤波性能的好坏直接决定了接收机的镜像抑制和交调等性能。 发射回路： 功放与天线之间的匹配电路阻抗匹配及带外抑制的好坏直接影响到输出功率的大小，功放耗电流的大小以及谐波辐射的大小，功放 IC RF3166 由 CPU 输出电压作为其偏置电压，以达到不同功率等级的设置，功放与 MT6129 一个 5DB 左右的衰减器作为压控震荡器与功放之间的缓冲，避免功放变化的阻抗影响震荡器的稳定度。 天线开关 它是由双工器，TXRX 开关，低通滤波器组成的。其中 TXRX 开关是时分的，并且每个通路被滤波器分离开来。因此它可以起到选择频段选择接收与发送的作用。 对于天线开关来说，有三个最基本的性能指标： 插损（

12、Insert loss）：当某一器件或部件接入传输电路后所增加的衰减，单位 dB。 隔离度（Isolation）：本振或信号泄露到其他端口的功率与原有功率之比，单位 dB。 驻波比（VSWR）：最大绝对电压值与它的最小值之比，用来衡量部件之间的匹配是否良好 。 天线开关内部结构框图 天线开关控制信号模式表 Switch Mode Vc1 Vc2 Vc3 Vc4 GSM850/900 Tx 0 0 0 1 GSM850 Rx 0 0 1 0 GSM900 Rx 0 0 0 0 DCS/PCS Tx 1 0 0 0 DCS Rx 0 0 0 0 PCS Rx 0 1 0 0 接收通路检查框图 说明

13、：对于接收通路的测量，需要在 META 的连续接收状态下进行测量。在更换MT6129 前先检查射频 IC 的各电压是否正常，以及用示波器观察串行通信的时钟，和数据是否存在。因为 IC 是贵重物料而且更换难度较大，更换之前要仔细测量，外围的电阻、电容也都要经过焊接上、功能上的检查。 故障分析： 接收电路的测试项包括 Rx Level，Rx Quality，BER 等。根据信号接收流程框图，与接收电路故障相关的主要元器件有天线开关、三个声表滤波器，射频收发 IC 以及 CPU。 如果 RxLevel 差异不大，只有几个 dB,大部分是由于器件差异性，而 DAC 补偿值过小，我们可以应用 META

14、进行维修，方法参见上文； 如果 RxLevel 差异较大，用 META 工具调节 RF 参数无效，则可能是硬件问题。这时，我们首先要查看是哪个频段出了问题还是所有频段都出问题，方法是用8960 测量各个频段的接收信能进行检查，如果灵敏度太低的（参看 GSM 协议，超出协议规定的），都是有问题的。这是就会有两种情况： a.个别频段有问题： 此时应先检查该频段回路出现的问题，一般是天线开关以后的通路的问题。 b.所有频段有问题 此时应该更注重于对所有频段都能产生影响的器件的检查分析，如天线开关、射频 IC 等。 注：如果有条件的话，就用信号发生器和频谱仪逐级对接收回路中的各个元器件对的频响进行测量就可以判断哪个元器件出了问题。 发射通路的检查 说明：对于发射通路的测量，需要在 META 的连续发射状态下进行测量。在更换MT6129 前先检查射频 IC 的各电压是否正常，以及用示波器观察串行通信的时钟，和数据是否正常。更换 MT6226 前要检查各相关电压、时钟是否正常，因为IC 是贵重物料而且更换难度较大，更换之前要仔细测量，外围的电阻、电容也都要经过焊接上、功能上的检查。