基于MTK的硬件PCB設計

      time : 2020-12-21 09:55       作者:凡億pcb

      本文首先剖析了GSM通信系統的關鍵技術,詳細介紹了GSM手機基帶和射頻的系統組成和工作原理,并在此基礎上進一步分析研究了聯發科技所提供的平臺MTK6225,以及在此平臺上GSM手機的硬件設計以及基本的調試,對此,所作的主要研究工作有:

      1.詳細介紹了在MTK6225平臺上兩部分的電路和原理。首先是射頻部分,其所選用的主芯片是MT6139,采用的射頻結構是非常低中頻結構。從信號走向上,射頻可分為接收和發送兩部分,所包含的基本模塊有天線,射頻連接器,聲表面濾波器,天線匹配電路,收發信機MT6139,功率放大器,晶體振蕩器,射頻供電電路,本文通過對射頻整體的了解繪制了每個模塊的基本原理圖以及外圍匹配電路。而在基帶方面,其基本模塊包括音頻模塊,充電模塊,存儲模塊,照相模塊,主屏LCD模塊,多媒體卡接口模塊,SIM卡模塊,USB模塊,鍵盤及按鍵燈模塊,馬達驅動和霍爾開關模塊等等,本文也詳細繪制了基帶每個模塊的原理圖。

      2.在實現原理圖之后,本文還進一步完成了PCB六層板的制作,通過對EDA工具PADS的熟練使用,進行了射頻和基帶部分合理化的布局擺件,保證重要信號線(射頻線,音頻線等)之間互不干擾。并在此基礎上,在各種詳細的規則的約束之下,進行優化合理的布線,保證電源,射頻,音頻等一些重要信號線的各種保護處理都能完整的實現,以此來保證PCB開發板功能和性能,為后期的測試做好準備。

      3.最后,對手機開發板進行了較完整的射頻測試和基帶功能測試,并給出了手機的射頻方面的報告,其中包括接收靈敏度測試報告、頻率誤差、相位誤差測試報告、輸出功率測試報告、發射載波包絡測試報告以及調制頻譜、開關頻譜測試報告,并根據測試報告通過原理圖或者PCB的修改和調試來改善報告中一些不符合GSM通信協議的數據。而在基帶方面給出了在測試中所遇到的一些硬件問題,并說明了在解決這些問題時所作的工作。
      MTK設計
      GSM手機是一個典型的復雜嵌入式系統,它的開發包括了微波射頻技術、數字信號處理及編碼技術、智能卡、實時操作系統、通信協議等眾多軟硬件技術。同時GSM手機的開發可以有不同的模式,可以有外圍技術開發、核心技術開發和基礎技術開發三個不同的層次,手機的核心技術是射頻單元設計、基帶單元設計和協議軟件設計,手機的外圍設計技術是造型設計和人機接口軟件設計,而基礎技術開發主要是基帶專用芯片的開發和物理層軟件設計(包括語音信號的壓縮編碼、解碼、信道編碼、加密等等)。從硬件角度講,射頻芯片,基帶芯片的設計是移動終端系統的核心技術之一。

      近些年來,我們所接觸的手機中以GSM手機為主,本文就是介紹GSM手機的硬件實現原理以及制作過程。本位所介紹的手機硬件模塊是以MTK的GSM模塊為主模塊,模塊包括GSM系統的基帶處理和射頻信號的接收和發射部分。從內容上首先會介紹GSM通信系統,GSM手機的基本原理,以及每個模塊的原理圖,同時根據客戶的要求在已有平臺的基礎上,進行功能的擴充,性能的最優化。

      另外,PCB布線時手機總體設計的重要組成部分,掌握這項技術就掌握了手機國產化的一部分主權,在PCB設計的過程中,電磁兼容問題是很棘手的問題,幾十個或者十幾個平方厘米的電路板上,頻率的變化是很大的,電平信號有微伏量級的小信號,也有幾瓦功率的大信號,避免他們干擾是一件困難而富有挑戰的事情。另外,消除信號傳輸過程發生的畸變也是一個難題,對于高頻信號來說