性能優(yōu)異的CMMB終端設(shè)計(jì)

　目前，CMMB移動電視應(yīng)用的終端產(chǎn)品主要是手機(jī)、PMP、GPS、車載電視以及PCTV等，這些系統(tǒng)共有的特點(diǎn)是尺寸小，內(nèi)部干擾比較強(qiáng)。較強(qiáng)的干擾易對CMMB移動接收的性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。一個(gè)系統(tǒng)性能的穩(wěn)定性不僅由芯片性能、天線性能以及PCB Layout決定，還涉及到空間的各種干擾等等。如果在設(shè)計(jì)中不注意干擾的抑制，往往性能會有非常大的損失。設(shè)計(jì)一個(gè)性能優(yōu)異的CMMB移動數(shù)字電視終端，需要綜合考慮很多因素，本文將作詳細(xì)討論。

　　CMMB接收芯片

　　卓勝微電子的 CMMB接收芯片MXD0251內(nèi)部集成自主研發(fā)的硅調(diào)諧器和解調(diào)器，內(nèi)含1.2V LDO，外部僅需要3.3V供電，降低了系統(tǒng)成本和PCB面積。MXD0251在整個(gè)UHF波段，噪聲系數(shù)小于3.5dB；QPSK 0.5模式的載噪比達(dá)到1.4dB；抗數(shù)字模擬鄰頻干擾性能優(yōu)于-50dB；抗模擬同頻指標(biāo)達(dá)到-14dB；對多徑的處理和抗同頻干擾采用了先進(jìn)的算法，具有非常好的實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)，從芯片級保證了良好的接收靈敏度和抗干擾能力。目前在各個(gè)城市，發(fā)射的信號頻點(diǎn)比較多，有些地方，模擬同頻和模擬鄰頻干擾很強(qiáng)，MXD0251突出的抗鄰頻干擾性能以及抗同頻干擾性能使其在這些復(fù)雜條件下的都能做到穩(wěn)定接收。

　　圖1：基于MXD0251的CMMB移動數(shù)字電視終端系統(tǒng)架構(gòu)。

　　天線

　　信號鏈?zhǔn)加谔炀€，目前主流的手持移動終端的CMMB接收天線是拉桿天線，其它陶瓷內(nèi)置天線，有源內(nèi)置天線在市場上也有出現(xiàn)。以拉桿天線為例，首先要保證合適的天線長度，通常要求長度大于120mm，小于200mm，理想的長度是180mm。

　　在結(jié)構(gòu)上確定好天線后，需要做天線的匹配調(diào)試。天線匹配的目的是減少信號反射，提高信號傳輸效率。對于UHF接收頻段，建議天線匹配電路預(yù)留一個(gè)Π型的網(wǎng)絡(luò)。良好的天線匹配應(yīng)使得在工作頻段內(nèi)，回波損耗小于-6dB， 天線整體的平均增益大于-4dBi，平均輻射效率大于40。再根據(jù)有源測試的結(jié)果做數(shù)據(jù)分析，以確定是否需要再修改天線匹配，以真正實(shí)現(xiàn)匹配的共軛，或有目的地優(yōu)化某個(gè)頻段的性能。

　　總之，天線匹配能實(shí)現(xiàn)整個(gè)工作頻帶內(nèi)的性能均衡，提升天線的整體接收性能，或有針對性的優(yōu)化某個(gè)頻段的性能。圖2是一個(gè)實(shí)際的案例，從500MHz和700MHz對比來看，500MHz的匹配較好，諧振較強(qiáng)，增益比700MHz時(shí)提高5dB。

　　圖2、 天線無源性能。

　　天線選好，匹配做好之后，需要考慮RF接收前端。在PCB上，保證RF走線盡量短，不要有多余的支點(diǎn)，走線周圍沒有數(shù)字信號，沒有其它非地的過孔，RF接地充分，這是基本要求。即使做到這些，仍可能有各種干擾耦合到RF部分。卓勝微電子與主流CMMB天線廠家都有深入的合作，能夠幫助客戶選擇最合適的天線方案，設(shè)計(jì)良好的匹配電路，并配合天線廠家進(jìn)行天線匹配調(diào)試。
板級干擾

　　電源和地的影響主要表現(xiàn)為對系統(tǒng)底噪的惡化，所以需要保證小的電源紋波。 CMMB屬于分時(shí)隙系統(tǒng)，在接收信號的時(shí)隙，電流會比較大，其余時(shí)隙則電流很小，在這種情況下，還需要考慮電壓變化。如果是DC-DC供電，布局走線上要保證電源回路沒有干擾產(chǎn)生。另外，地回路應(yīng)該保證RF部分的回路最短而且干凈。如果有比較強(qiáng)的數(shù)字干擾部分，可以在地回路上做分割，以減少數(shù)字部分回路對 RF部分的影響。

　　圖 3 單個(gè)單音干擾（Span:20MHz）

　　系統(tǒng)時(shí)鐘，ADC，DAC，DDR 時(shí)鐘，一些信號線的干擾影響表現(xiàn)為，在某些倍頻點(diǎn)上產(chǎn)生強(qiáng)的毛刺噪聲（spur）（通過頻譜分析儀在RF輸入口測得），如圖3所示。700MHz上的干擾達(dá)到-89dBm，這將會使698MHz上的接收靈敏度下降。有時(shí)，CMMB工作頻帶內(nèi)會存在多處spur，這意味著會有多個(gè)頻點(diǎn)受到影響，如圖4所示。

　　圖 4 多個(gè)單音干擾 （Span:500MHz）

　　MXD0251內(nèi)部算法對上述情況有特殊的處理，會自動檢測spur存在的位置，進(jìn)行濾除。通常上，這些問題也可以在Layout中得到避免。干擾源遠(yuǎn)離RF部分，在地回路處理方面，盡量使干擾源和RF部分在RF走線層無直接的地回路，干擾部分的走線盡可能短。當(dāng)然，各個(gè)系統(tǒng)遇到的現(xiàn)象可能不太一樣，具體的現(xiàn)象需要具體分析。圖5是一個(gè)spur性能優(yōu)秀的系統(tǒng)：頻帶內(nèi)的各個(gè)頻點(diǎn)沒有spur，因而使得靈敏度曲線比較平坦。

　　圖 5 無干擾的頻譜 （Span:500MHz）
耦合干擾

　　常見的耦合干擾包括：LCD的FPC的輻射干擾；鍵盤的背光干擾；DC-DC等。其中LCD通常是主要的干擾源，噪聲經(jīng)天線耦合至芯片內(nèi)部，惡化接收性能，而且屏的干擾往往影響的頻帶比較寬。通常要求在信號線上加EMI器件，做好屏蔽和接地處理。從眾多的案例來看，在600MHz以下，屏的FPC會產(chǎn)生3dB到7dB的影響，頻率越低，受影響越大。此外，在射頻前端需要注意抑制空間其它無線通信信號的干擾，增加一個(gè)SAW濾波器是有效的方案。

　　在耦合接收靈敏度方面，好的系統(tǒng)和差的系統(tǒng)有時(shí)會相差數(shù)十dB，這樣的差距將直接影響到一個(gè)移動電視產(chǎn)品設(shè)計(jì)的成敗。卓勝微電子可為客戶的整機(jī)樣機(jī)提供閉環(huán)性能測試以及開環(huán)性能測試，這樣就可以發(fā)現(xiàn)整機(jī)中潛在的耦合干擾。我們可為客戶確定干擾源，分析干擾因素，提出干擾抑制方案，調(diào)試出性能優(yōu)異的整機(jī)。