基本介绍

内容简介

本书是作者根据多年实际工作经验编写而成的。全书理论结合实际，问题辅以实际解决案例，让高深的设计难题浅显易懂，使读者从中受到启发，为自己的设计开发之路打开玄关之门。

作者简介

陈皓，毕业于东南大学电气工程系的电气工程及其自动化专业，工学学士学位；研究生毕业于东南大学无线电工程系的信号与信息处理专业，师从时任副校长的邹彩荣教授（博士生导师，现为广州大学校长），工学硕士学位。 作者曾供职几家著名的通信设备研发与制造企业，一直从事手机产品的硬件设计工作，期间接触过ADI、MTK、Qualcomm、Marvell、Spreadtrum（展讯）、Leadcore（大唐联芯）等多个平台，涵盖PHS、GSM、UMTS、EVDO、TD-SCDMA、LTE等各种制式。

图书目录

入门篇 第1章移动通信发展史及关键技术2 1.1无线电通信发展历史2 1.2移动通信网3 1.2.1交换子系统（SSS）4 1.2.2基站子系统（BSS）5 1.2.3操作维护子系统（OMS）5 1.2.4移动电话机（MS）5 1.3多址接入6 1.3.1频分多址（FDMA）6 1.3.2时分多址（TDMA）7 1.3.3码分多址（CDMA）7 1.4编码与数字调制11 1.4.1语音编码11 1.4.2信道编码13 1.4.3数字调制14 1.5我国移动通信发展15 第2章手机电路系统组成17 2.1手机的基本架构17 2.2手机基本组件19 2.2.1CPU与PMU19 2.2.2Memory21 2.2.3Transceiver24 2.2.4RFPA26 2.2.5天线电路28 2.2.6LCD30 2.2.7Acoustic33 2.2.8键盘与触摸屏35 2.2.9蓝牙37 2.2.10FMRadioReceiver39 2.2.11Wi—Fi40 2.2.12GPS41 2.2.13GSensor43 2.2.14E—compass44 2.2.15LightSensor与Proximity Sensor45 2.2.16GyroSensor47 2.2.17SIM卡48 2.3手机的电源系统48 2.3.1系统电源与外设电源49 2.3.2电源的分类50 2.4手机中的常用接口51 2.4.1总线型接口51 2.4.2非总线型接口52 2.5手机中的关键信号53 2.5.1Acoustic信号53 2.5.2I/Q信号57 2.5.3Clock信号57 2.6天线59 2.6.1天线的分类59 2.6.2天线指标60 2.6.3天线趋势62 第3章分立元件与PCB基础知识63 3.1电阻、电容与电感63 3.1.1电阻63 3.1.2电容64 3.1.3电感69 3.2晶体管与场效应管73 3.2.1晶体管73 3.2.2场效应管75 3.3PCB基础知识75 3.3.1PCB的常规术语76 3.3.2PCB的电气性能78 3.3.3特殊PCB79 3.3.4手机PCB的层面分布79 第4章DFX基础82 4.1DFX的基本概念82 4.2DesignsforStructure82 4.2.1系统架构83 4.2.2器件选型83 4.2.3原理图设计83 4.2.4调试方案84 4.3DesignsforSMT84 4.3.1防呆标志84 4.3.2焊盘设计84 4.3.3金边粘锡85 4.3.4AOI与X—Ray87 4.4DesignsforAssembly89 4.5DesignsforRepair89 4.6对降成本的思考90 4.7一些DFX案例92 提高篇 第5章电源系统与设计96 5.1线性电源与开关电源96 5.1.1线性电源96 5.1.2开关电源99 5.2LDO与DC—DC的优缺点101 5.2.1电压大小102 5.2.2电源纹波102 5.2.3电源效率105 5.3其他形式的电源106 5.4充电设计107 5.4.1充电状态转移图107 5.4.2充电电路109 5.4.3充电判满111 5.5案例分析112 5.6电源分配与布线114 5.7小结114 第6章时钟系统115 6.1手机时钟系统简介115 6.1.1时钟分类115 6.1.2时钟的基本作用116 6.1.3振荡的原理117 6.1.4小结121 6.2常见振荡电路122 6.2.1RC振荡电路122 6.2.2LC振荡电路126 6.2.3晶体振荡电路132 6.3手机电路中的振荡器135 6.4时钟精度137 6.4.1Q值的影响137 6.4.2准确度与稳定度141 6.4.3相位噪声的影响143 6.5锁相环简介143 6.6晶体校准案例一则145 6.6.1故障现象145 6.6.2登网注册流程145 6.6.3故障分析146 第7章语音通话的性能指标148 7.1国际规范148 7.23GPP的音频测试149 7.3响度评定原理156 7.4测试系统157 7.4.1测试系统组成157 7.4.2人工耳与人工嘴158 7.5高通平台调试161 7.5.1调试准备工作161 7.5.2语音链路162 7.5.3TDDNoise与RFPower165 7.6MTK平台的语音链路165 7.7频响调整166 7.7.1滤波器分类166 7.7.2FIR滤波器与IIR滤波器167 7.7.3线性相位167 7.7.4幅度响应168 7.7.5高通与MTK的选择169 7.8其他模块170 7.9主观测试170 7.10手机音频中的声学设计171 7.11轶事一则174 第8章FM立体声接收机176 8.1调制与解调176 8.1.1调制与解调的概念176 8.1.2调制的必要性177 8.2频率调制（FM）178 8.2.1FM的数学表达式178 8.2.2FM的特点179 8.2.3我国FM的规定180 8.3立体声181 8.3.1立体声的原理181 8.3.2调频立体声183 8.3.3我国的调频立体声广播185 8.3.4预加重与去加重185 8.3.5RDS广播186 8.4FM立体声接收187 8.5FM立体声接收机芯片190 8.6FM立体声接收机的性能指标191 8.6.1信噪比（S/N）191 8.6.2接收灵敏度（Sensitivity）191 8.6.3总谐波失真（THD）192 8.6.4邻道选择（Adjacent Channel Selectivity）192 8.6.5立体声分离度（Stereo Separation）192 8.6.6调幅抑制度（AM Suppression）195 8.6.7其他指标195 8.7案例分析196 第9章通信电路与调制解调200 9.1收信机架构200 9.1.1超外差接收机200 9.1.2零中频接收机202 9.1.3近零中频接收机203 9.2发信机架构204 9.2.1发射上变频架构204 9.2.2直接变换架构206 9.2.3偏移锁相环架构207 9.3数字调制与解调209 9.3.1数字与模拟209 9.3.2GMSK调制210 9.3.3QPSK调制214 9.3.4恒包络与非恒包络216 9.4射频功放220 9.4.1GSM功放的近似分析220 9.4.2C类功放的特性223 9.4.3极化调制PA229 9.4.4WCDMALinearPA232 第10章常规RF性能指标233 10.1测试规范233 10.2RF基础知识233 10.2.1频段划分233 10.2.2常见物理单位235 10.2.3常见指标236 10.3GSM手机RF测试246 10.3.1发射机指标246 10.3.2接收机指标254 10.4其他RF指标259 10.4.1发射指标259 10.4.2接收指标266 第11章ESD防护268 11.1ESD的原理268 11.2ESD的模型268 11.2.1人体模型（HumanBody Model）268 11.2.2机器模型（MachineModel）269 11.2.3带电器件模型（Charged DeviceModel）269 11.3人体模型充放电原理269 11.3.1人体充电270 11.3.2人体放电271 11.3.3多次放电272 11.4静电的影响273 11.5ESD设计原则274 11.5.1软件防护设计274 11.5.2硬件防护设计275 11.6手机的ESD测试280 11.6.1我国标准280 11.6.2测试模型与环境280 11.6.3结果判定282 11.7案例一则283 11.7.1产品基本状况283 11.7.2定位静电导入点284 11.7.3整改方案284 11.7.4小结287 高级篇 第12章高级音频设计290 12.1音频信号处理滤波器290 12.2关于FIR滤波器与IIR滤波器291 12.3FIR滤波器292 12.3.1FIR滤波器的定义292 12.3.2FIR滤波器窗口设计法292 12.3.3FIR滤波器频率采样法292 12.3.4小结293 12.4IIR滤波器294 12.4.1IIR滤波器的定义294 12.4.2Yule—Walker方程294 12.5量化误差与有限字长效应296 12.5.1量化误差296 12.5.2有限字长效应297 12.5.3零／极点波动297 12.6随机过程通过线性系统299 12.6.1Rayleigh商299 12.6.2输入、输出信噪比301 12.6.3Wiener滤波器301 12.6.4Wiener滤波器的应用303 12.7自适应滤波器304 12.7.1最陡下降法304 12.7.2LMS算法305 12.8噪声抑制与回声抵消307 12.8.1SingleMicrophone降噪307 12.8.2回声抑制的原理309 12.8.3Far—end消噪311 12.8.4其他模式下的Dual Microphone降噪312 12.9高级音频指标313 12.9.1T—MOS313 12.9.2G—MOS314 12.9.3DoubleTalk315 12.9.4EchoAttenuationvs.Time317 12.9.5Spectral Echo Attenuation317 12.9.6BGNT318 12.10小结319 第13章Camera的高级设计321 13.1色度学321 13.1.1光学的预备知识322 13.1.2颜色的确切含意322 13.1.3颜色三要素323 13.1.4三原色及三补色324 13.1.5格拉斯曼定理与CIE的颜色表示系统325 13.2颜色模型327 13.2.1RGB模型327 13.2.2CMY模型327 13.2.3YUV模型328 13.2.4HSI模型328 13.3白平衡与色温329 13.3.1白平衡329 13.3.2色温330 13.3.3白平衡的定义330 13.3.4人眼的自动白平衡与相机白平衡331 13.3.5Gamma校正331 13.4人的视觉特性332 13.4.1人眼构造332 13.4.2人眼的视觉成像332 13.4.3人眼的亮度感觉333 13.4.4人眼亮度感觉与图像处理335 13.5图像处理336 13.6图像增强338 13.6.1灰度变换338 13.6.2直方图修正339 13.6.3图像平滑与锐化340 13.7图像恢复345 13.7.1退化模型345 13.7.2线性运动退化346 13.7.3图像的无约束恢复347 13.7.4图像的有约束恢复347 13.8手机Camera的测试348 13.8.1色彩还原性（Color Reproduction Quality）348 13.8.2鬼影炫光（GhostFlare）349 13.8.3成像均匀性（Shading）349 13.8.4分辨率（Resolution）350 13.8.5成像畸变（Distortion）350 13.8.6自动白平衡（Auto White Balance）351 13.8.7灰阶（GrayScale）351 13.8.8视场角352 13.8.9曝光误差（ExposureError）353 13.8.10信噪比353 13.9调制转移函数353 13.10两个案例357 13.10.1LCD反色357 13.10.2四基色电视359 第14章信号完整性360 14.1信号完整性概述360 14.1.1信号完整性的意义360 14.1.2手机设计中的信号完整性361 14.2高频模型364 14.2.1频谱与带宽364 14.2.2阻容感模型368 14.2.3传输线模型371 14.2.4手机中的传输线380 14.3反射与端接381 14.3.1反射的机理381 14.3.2反射图383 14.3.3容性反射与时延累加386 14.3.4走线中间的容性反射387 14.3.5感性反射388 14.3.6端接策略391 14.4有损传输线392 14.4.1损耗源393 14.4.2导线损耗393 14.4.3介质损耗395 14.4.4有损线建模397 14.4.5眼图399 14.5传输线的串扰402 14.5.1串扰模型402 14.5.2容性耦合与感性耦合404 14.5.3近端串扰与远端串扰406 14.5.4差分阻抗与共模阻抗410 14.5.5奇模传输与偶模传输412 14.5.6差分对的端接415 14.6眼图案例一则415 14.6.1案例背景415 14.6.2USB2.0眼图简介416 14.6.3不同容值TVS管对眼图的影响417 14.6.4小结419 第15章各种新功能420 15.1HAC420 15.1.1HAC的概念420 15.1.2助听器的工作模型420 15.1.3两种耦合的优缺点422 15.1.4HAC评级423 15.1.5M评级423 15.1.6T评级425 15.1.7HAC认证常见问题427 15.2TTY/TDD428 15.2.1TTY/TDD的定义428 15.2.2TTY终端429 15.2.3TTY呼叫系统431 15.2.4TTY设备工作模式434 15.2.5TTY测试434 15.3无线充电434 15.3.1无线充电的概念434 15.3.2无线充电的方式434 15.3.3无线充电的效能指标440 15.3.4无线充电的标准442 15.3.5对无线充电的疑问444 15.3.6小结445 案例分析篇 第16章ADC与电池温度监测448 16.1ADC的重要性448 16.2A/D的基本原理449 16.2.1模拟与数字449 16.2.2A/D的分类450 16.2.3逐次逼近型A/D的原理450 16.2.4逐次逼近型A/D的量化误差451 16.2.5量化处理452 16.2.6Σ—Δ型A/D453 16.3电池温度监测电路455 16.4误差分析457 16.4.1NTC电阻离散性导致的误差458 16.4.2A/D转换导致的误差458 16.4.3电路拓扑导致的误差460 16.4.4多项式插值导致的误差461 16.5系统总误差462 16.6实际测试结果463 第17章Receiver的低频爆震464 17.1项目背景464 17.2故障现象464 17.3调试过程465 17.3.1检查Receiver的SPL与THD465 17.3.2调整Receiver的功率465 17.3.3调整RFR的低频部分466 17.3.4Receiver的工作高度466 17.3.5Receiver厂家的测试过程467 17.4FFT测试468 17.5小结472 17.6FFT在音频设计中的应用473 17.6.1AudioPANoiseAnalysis473 17.6.2GoodSpeakerorBad Speaker474 第18章UXX的TDDNoise477 18.1项目背景477 18.2故障现象477 18.3实验测试479 18.4定位噪声引入点480 18.5案例反思482 第19章EN55020案例一则483 19.1EN55020测试环境483 19.2实测结果484 19.3测试结果分析486 19.3.1干扰信号采用FM方式486 19.3.2干扰信号采用AM方式487 19.3.3故障优化487 19.4充电器与充电线的影响488 第20章Acoustic调试中值得关注的几个现象490 20.1磁钢与主板TDDNoise490 20.2Receiver的啸叫490 20.3波浪状的频响曲线491 20.4切换模式后的EchoLossFail492 20.5按压电池盖导致RCV响度下降493 第21章工厂端音频自动检测方案495 21.1目前现状495 21.2检测原理496 21.3方案步骤497 21.4Loudness、Resonance/Echo及TDMANoise判定498 21.4.1Loudness、Resonance/Echo判定498 21.4.2TDMANoise判定498 21.5确定门限499 21.5.1SPL_STD_Criteria及RES_STD_Criteria的门限499 21.5.2测试距离500 21.6性能分析501 21.6.1频谱分辨力501 21.6.2误判率501 21.6.3鲁棒性502 第22章开机自动进入测试模式503 22.1故障状态503 22.2故障分析504 22.2.1信号测量504 22.2.1原因分析505 22.3深层思索507 第23章GPS受扰案例一则509 23.1故障定位509 23.2故障解决512 23.2.1定位干扰源512 23.2.2解决思路513 23.2.3原理分析513 23.2.4优化结果517 23.2.5Sorting方案519 23.3小结520 附录A几何光学成像521 附录B立体声原理525 附录C苦逼IT男的那些事儿537 参考文献542