MTKMTK 平台硬件培训平台硬件培训

编辑：池楚藩 CKT 射频电路部

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MTK 平台 GSM双频手机接收信号处理流程

匹配及天线开关

接收射频滤波 SAW925~960MHz for GSM1805~1880MHz for DCS

射频低噪声放大 LNA39dB 可选

接收镜像抑制 RF 混频 RF Mixer

RF VCOFvco ＝ 2Fch - 200k for GSMFvco ＝ Fch - 100k for DCS

一本振锁相环 PLL

接收中频滤波IF=100kHz 带宽：200kHz

接收中频放大滤波

增益可编程：78dB 2dB step

IF 混频、 I/Q解调 － >67.708kHz 模拟 I/Q 信号

模拟基带 I/Q信号滤波

模拟基带信号 A/DC 及滤波

GMSK 解调、维特比信道均衡、解密、去交织、信道解码

语音解码： RPE-LTP 解压缩、数字音频滤波、 D/AC

模拟音频放大滤波

基带

部分

部分

射频

数字信号处理部分

分频器

EN DA CLK VCXOEN

26MHz 参考时钟

RFVCOEN

I Q

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MTK 平台 GSM双频手机发送信号处理流程

模拟音频放大、滤波

AD/C模数变换及数字音频滤波

话音压缩编码RPE-LTP ：13kbps

信道编码、交织、加密、突发脉冲形成、 GMSK 调制 模拟基带 I 、 Q信号

I/Q 调制 / 发射中频滤波

发射偏移上变频锁相环 OPLL

TXVCO880~915MHz for GSM1710~1785MHz for DCS

发射功率放大

天线开关 : 切换收 / 发

基带

部分

部分

射频

数字信号处理部分

VAPC PA_EN BS

RF 锁相环PLL

RFVCO

26MHz 参考时钟EN

DA

CLK

RFVCOEN

分频移相

发射混频

LB_TX HB_TX

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硬件电路原理 －射频 硬件电路原理 －射频

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硬件电路原理 －射频 －前端开关硬件电路原理 －射频 －前端开关

GSM 发射控制

DCS/PCS 发射控制

PCS 接收控制

射频前端开关电路用于切换 GSM/DCS/PCS 的接收和发射，并抑制发射信号的带外杂散

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硬件电路原理 －射频 －接收滤波硬件电路原理 －射频 －接收滤波

1930~1990

1805~1880

925~960

阻抗匹配

接收滤波电路用于频道预选，从天线接收到的众多频率分量中选择所需要的 GSM 频段信号而

滤除带外非 GSM 系统杂散信号，滤波器采用表面声波滤波器 SAW.

Transceiver 内部 LDO 使能信号

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硬件电路原理 －射频 －供电硬件电路原理 －射频 －供电Transceiver 内置了两个 2.8V LDO ，射频芯片各主要单元电路供电不需要电源管理 IC 提供，而是

由自己的 LDO 提供， LDO 的输入为 VBAT, 输出电压为 2.8V

LDO1 输出电压 2.8V

发射 5dB 衰减器 双向I/Q 信号

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硬件电路原理 －射频 －供电硬件电路原理 －射频 －供电

LDO2 输出电压 2.8V

LDO2 输出电压2.8V

VCTCXO 供电 2.8V

串行数据接口供电

串行数据接口

输出基带参考时钟

内置 LDO 使能

RFVCO 使能

26M 温补晶体振荡器

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硬件电路原理 －射频 －发射功率放大硬件电路原理 －射频 －发射功率放大

功率 & ramp 控制

PA 发射使能

PA 工作频段选择

PA 跟天线开关之间的阻抗匹配 TX VCO 跟

PA 之间的阻抗匹配

天线开关 GSM 发射控制

天线开关 DCS 发射控制

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硬件电路原理 －射频元器件识别硬件电路原理 －射频元器件识别

天线开关

天线测试连接器

Transceiver MT6129D

Saw filter

射频功放PA

RF3166

VCTCXO

26MHz

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硬件电路原理 －电源管理 硬件电路原理 －电源管理 Elephant 整机供电系统由 MT6305BN 电源管理 IC 外加一颗 3.3V LDO 构成，能提供包括射频以外的其它各单元电路所需要的工作电压，射频部分的工作电压由射频 IC MT6129D 内部的 LDO 提供（射频 IC 串行接口电路和 TCXO 仍然由 MT6305 提供，射频 PA 由电池电压 VBAT 直接提供）。

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硬件电路原理 －电源管理 － 开关机控制硬件电路原理 －电源管理 － 开关机控制Powerkey 为整机的开关机控制，当开机时 Pwoerkey 下拉至 GND ，此时 MT6305 内部的各个供电模块被使能而开始输出各路电压，包括基带的 Vcore ， Vdd ， Avdd ， Vmem ， Vsim ， Pmic_vtcxo, 各单元电路因为得到电压开始工作，手机运行程序实现开机，这时基带处理器送出高电平的 BBwakeup 信号维持各路 LDO 的输出从而维持开机。当定时开机或闹钟时间到的时候基带处理器同样送出 BBwakeup 信号实现自动开机， CPU通过检测 Kcol6 实现关机控制。 VCXOEN 为 Pmic_vtcxo 的使能信号， Vmsel 上拉至 Vdd 控制 Vm 输出 2.8V给 Memory 供电。 Batuse 接地选择使用锂离子电池供电（充电 ) 。 KP_BL_PWM 和 GPIO3_VIB_EN 分别为键盘灯和马达的使能信号。

开机维持和闹钟唤醒 PMIC_VTCXO LDO 使能

选择 VM 输出 2.8V 给外部 MCP 供电

键盘背光灯使能

振动马达使能

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硬件电路原理 －电源管理 － 充电控制硬件电路原理 －电源管理 － 充电控制MT6305 通过＃ 1CHRIN 判断充电器的插入如果充电器电压正常就通过＃ 6CHRDET 向 CPU 发出中断， CPU 通过 GPIO3_CHR_CTL 控制 MT6305 ， MT6305 再通过 #2 GATEDRV 控制充电 Mosfet U401来控制充电过程，通过＃ 4 Isense 检测并控制充电电流的大小。 ADC0_I- 和 ADC1_I+ 用于电池和充电通道的ADC 检测，通过测试 ADC0 和 ADC1 的电压差可以算出流经 R413 的充电电流。

充电器插入中断输出

充电通道 ADC

电池通道 ADC

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硬件电路原理 －电源管理 － 硬件电路原理 －电源管理 － SimSim卡接口卡接口SIMDATA,SIMRST,SIMCLK 为基带处理器送过来的数据，复位和时钟信号，其中 SIMDATA

为双向数据通道， SIMSEL 控制 MT6305 VSIM 输出 1.8V/3.0V 给 SIM卡供电， SIMVCC 为 VSIM 的

使能信号，这些信号通过 MT6305 的电平转换以后通过 SIO,SRST,SCLK 跟 SIM卡实现通信。

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硬件电路原理 －电源管理 － 内置硬件电路原理 －电源管理 － 内置 LDOLDO 输出输出

1.8V 2.8V 2.8V 2.8V 2.8V 1.8/3.0V 1.5V

背光灯控制

Motor控制

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硬件电路原理 －电源管理 － 外部硬件电路原理 －电源管理 － 外部 LDOLDO外部 LDO U303 为基带处理器内部的 USB 部分电路提供 3.3V 的工作电压， LDO 的输入电压为电脑的 USB_PWR ， CPU 检测到 USB 数据线插入的中断以后通过 GPO2_USB_EN 使能 U303 LDO 。 ADC2_TBAT 为电池温度检测 ADC 。

MT6305 内部包含系统复位电路，能够在系统上电时对基带处理器和相关数字电路进行复位操作

系统复位输出 电脑电

压输入3.3V

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硬件电路原理 －基带 － 供电硬件电路原理 －基带 － 供电基带芯片 MT6226根据内部不同的功能模块其供电也各自分开， VMEM （ 2.8V) 为存储器接口驱动电路供电， VCORE （ 1.8V ）为 6226 内核电路供电， VUSB （ 3.3V) 为 USB 内部收发器供电， VRTC(1.5V) 为 6226 内部的实时钟电路供电， AVDD （ 2.8V ）为 IC 内部的模拟电路供电， VDD(2.8V) 为数字 IO 电路供电。

内部音频前端电路供电，外加磁珠以抑制干扰

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硬件电路原理 －基带 － 模拟部分硬件电路原理 －基带 － 模拟部分基带模拟部分包括 voiceband & baseband 的 ADC/DAC ，音频输入输出， I/Q 信号输入输出，

射频 PA 功率控制的 APC DAC 输出， AFC DAC 输出， ADC 输入等， MICBIAS 为 1.9V 。

控制 PA 输出功率和ramp

控制 TCXO 的频率精度 AFC

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硬件电路原理 －基带 － 硬件电路原理 －基带 － CameraCamera 接口接口基带处理器的 Camera 接口主要包括 10根图象传感器的数据输入 CMDATA0~CMDATA9,Sensor垂直

以及水平参考信号输入 CMVREF & CMHREF, 象素时钟输入 CMPCLK 和主时钟输出 CMMCLK,

sensor PowerDowN 和复位信号 CMRST

Camera水平和垂直同步信号输入

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硬件电路原理 －基带 － 数字逻辑控制－射频控制硬件电路原理 －基带 － 数字逻辑控制－射频控制

开机维持以及闹钟唤醒

I2C for sensor control

Touch panel 数据输出

Sim 卡控制接口

LCD 背光，闪光灯使能， Camera power LDO 使能，振动马达使能

32.768KHz 实时钟电路

射频控制

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硬件电路原理 －基带 － 数字逻辑控制－射频控制硬件电路原理 －基带 － 数字逻辑控制－射频控制

基带处理器对射频控制的信号包括 : 射频前端的天线开关控制 LB_TX( 当 GSM 发射突发脉冲

来的时候为高电平）， HB_TX （当 DCS/PCS 发射突发脉冲来的时候为高电平 ) ， PCSRX(当

PCS 接收时隙到的时候为高电平使能）， PA_EN （ PA 使能信号），

BANDSW_DCS （ PA GSM/DCS/PCS 放大器频段选择信号）， RFVCOEN （ Transceiver RF

VCO 使能信号），以及跟射频 Transceiver 通信的串行控制总线： LE ， SDATA ， SCLK。三线串行接口用于基带处理器控制 transceiver 的工作，包括 PLL合成信道频率数据，接收 PGA 增益控制数据以及 transceiver 各单元电路的控制数据。

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硬件电路原理 －基带 － 数字逻辑控制硬件电路原理 －基带 － 数字逻辑控制

LCD 控制信号线

系统复位信号输入，来自 PMU

VCXO 供电使能

音频放大器 shutdown 信号

充电控制信号

Memory 地址总线

MCP 控制信号

USB LDO(3.3V) 使能信号

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硬件电路原理 －基带 － 数字逻辑控制硬件电路原理 －基带 － 数字逻辑控制

键盘接口

LCD & NAND 数据线

NAND 控制信号

UART 串口，用于下载， AT指令通

信

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硬件电路原理 －基带 － 数字逻辑控制硬件电路原理 －基带 － 数字逻辑控制

Watchdog 信号，用于复位 FLASH

USB差分数据线

Tflash 数据与控制线

耳机，翻盖，充电，触摸屏

中断输入

Memory 数据总线

触摸屏控制

键盘背光使能

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硬件电路原理 －基带 － 发送音频硬件电路原理 －基带 － 发送音频

MIC 正偏压

MIC负偏压

音频隔直流

RF 去耦电容

RF 去耦电容

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硬件电路原理 －基带 － 接收音频硬件电路原理 －基带 － 接收音频

音频放大滤除 RF

TDMA noise

滤除 RF TDMA noise

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硬件电路原理 －基带 － 硬件电路原理 －基带 － 18pin I/O18pin I/O

插上 USB 数据线以后该脚会被电脑拉低

CPU 通过 ADC4 电压大小检测外插数据线还是普通充电器

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硬件电路原理 －基带 － 触摸屏控制器硬件电路原理 －基带 － 触摸屏控制器

触摸屏接口

触摸屏工作时向 CPU发出中断请求

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硬件电路原理 －基带 － 硬件电路原理 －基带 － LCDLCD 背光驱动背光驱动

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硬件电路原理 －基带元器件识别硬件电路原理 －基带元器件识别

电源管理 IC

MT6305

实时钟晶体32.768kHz

基带处理器

MT6226

MCP

FLASH+ PSRAMTouch panel controller

LCD白光驱动 IC

NAND Flash

音频放大器Tflash卡座

充电 Mosfet

USB 3.3V LDO

RTC 后备电容

振动马达接口Camera 2.8V

LDO

Camera 1.8V LDO

SPK 接口

18pin 下载充电数据接口

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硬件电路原理 －基带元器件识别硬件电路原理 －基带元器件识别 Elephant＋按键

接口

MIC

LCD 背光接口 触摸屏接口

游戏键

REC 接口

Elephant ＋Hall 开关

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射频校准原理和设置射频校准原理和设置 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，如下图：

EN

DA

CLK

RF 本振频率 Fvco 输出RF 锁相环PLL & CP

RFVCO

可编程分频器 /M

LF 环路滤波器

VCTCXO26MHz

RFVCOEN

AFC /N

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射频校准原理和设置－射频校准原理和设置－ AFCAFC校准校准 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。

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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－射频校准原理和设置－ RXLEVRXLEV校准校准

 接收机的绝对输入电平（ dBm ）

 允许容差（ dB ）

 GSM4类功率等级移动

台

 DCS1类功率等级移动

台

测量基于同频段

测量基于不同频段

>=-88 dBm >=-86 dBm － 2～＋ 2 － 4～＋ 4

>=-101 dBm >=-99 dBm － 3～＋ 2 － 5～＋ 5

<-101 dBm <-99 dBm － 4～＋ 2 － 6～＋ 6

接收信号强度递

增

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射频校准原理和设置－射频校准原理和设置－ RXLEVRXLEV校准校准 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

指定每个校准频率区间的最高信道号

每各频率区间对应的 RX loss

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射频校准原理和设置－射频校准原理和设置－ APCAPC校准校准 发射功率校准 APC

GSM900 4类功率等级移动台

Power LEV 发射机输出功率 dBm

 

功率容限

5 33 ±2dB

6 ～ 15 31 ～ 13 ±3dB

16 ～ 19 11 ～ 5 ±5dB

DCS1800 1类功率等级移动台

Power LEV 发射机输出功率 dBm

 

功率容限

0 30 ±2dB

1 ～ 8 28 ～ 14 ±3dB

9 ～ 13 12 ～ 4 ±4dB

14 ～ 15 2 ～ 0 ±5dB

在静态传输条件下，发射机各功率等级的载频峰值功率及容限值应满足下表的要求

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。

在满足上表的功率容限的前提下，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

GSM TX power level=156,163,171,184,201,221,246,277,313,355,406,466,541,608,688,688

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：

对应 lev5 DAC

对应 lev6 DAC对应 lev19 DAC

对应 lev18 DAC

……..

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ADCADC校准校准 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

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校准文件介绍校准文件介绍 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。

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