《电路分析及测试.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电路分析及测试.ppt(28页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、,900MHz 模拟无绳电话电路分析及测试一 模拟无绳电话简介无绳电话机由主机(座机或母机)和副机(即手机或子机)构成,采用无线方式连接,利用无线电波进行通信。使用时将主机接入市话网内,用户可以在一定空间内自由移动,随时实现正常的寻呼和通话功能。按照无绳电话手机和座机之间的通话方式,可分为导频式无绳电话、导频编码式无绳电话、多频道选择无绳电话和空间闲置信道自动搜索无绳电话。根据我国的无绳电话标准,规定 45/48MHz 频段的 10 对频率作为座机和手机的工作频率,发射功率不大于 20mW。本文介绍的是北美标准的无绳电话模型,分析 900MHz 40 信道模拟无绳电话的电路及阐述其指标测试方法
2、。二 模拟无绳电话电路分析该模型属于多频道无绳电话,是指采用了数字相频合成技术,可以自动/手动扫描多个通话频道,它可以有效的避免同频干扰,增加电话机的使用密度。2.1 主要特征及功能介绍(1)频率范围:手机发射频率为 925.3MHz927.25MHz主机发射频率为 902.8MHz903.75MHz(2)道数:40 信道(3)信道间隔:50kHz(4)调制方式:模拟调制(5)通话距离约为 300m。(6)40 信道自动扫描,可人工切换信道。(7)手机具有来电显示,呼叫等待,暂停,Flash,尾号重拨,显示语言转换等功能。(8)有双音多频(DTMF)拨号和脉冲拨号选择功能(9)40 个来电储存
3、。2.2 典型电路分析(Hardware Spec)无绳电话机由座机和手机两部分组成,其基本组成框图如图 2.2.1,外 接外线 接 口电 路,控制电路,接收电路振 铃,SP,双工器,双工器,振铃电路接收电路发射电路,BZSP,发射电路,B/S,拨号电路,MICH/S,图 2.2.12.2.1 座机电路分析座机电路主要可以分为几个主要电路:MCU 控制电路,RF 射频发射接收电路,音频压扩电路,电 hp 源电路,接口电路。如附图 1(SCH AT6900CBBDV0A)为其基本框图。2.2.1.1 RF 射频发射接收电路:RF 射频模块主要是由高放,锁相环,压控振荡器(VCO)混频器,滤波器等
4、组成,并封装成一个整体模块。是无1,绳电话中实现无线通信的一个重要部分。其原理框图如图 2.2.2,RX,低噪放大器,混频器,中频,IC解调,AF_OUT扩展器,RSSI,双,VCO,PLL,工,DATACLK,MCU,器,载波,PLL,TX 放大,预放大,VCO,压缩器,AF_INTX_VCC,图2.2.2,接收过程可以描述为:被调制的音频信号或控制信号由天线输入,先经低噪放大,然后经过二次混频成为中频信号,第一次混频后为 10.7MHz,第二次混频后为 76KHz。再经过滤波后进入中放解调 IC,还原成音频信号由 RF 模块的AF_OUT 端输出。发送过程可以描述为:经过压扩器处理的音频信
5、号输入射频模块的 AF_IN 端,VCO 对其进行调频调制,再经过放大之后由天线发送出去。RF 模块中分别通过两个锁相环和压控振荡器(VCO)来控制接收和发送的频率.锁相环中的时钟信号,数据信号等均由 MCU 的信令控制,切换信道时,VCO 电压靠相应的信令来决定 IC 内部的分频比,即决定 VCO 的输出电压大小,从而改变 VCO 的振荡频率。中放解调 IC 还控制着 RF 模块的片选(C/S)端,输出 RSSI 信号,其简化原理电路图如图 2.2.3VC C,IC _C/S,R 26,R 37Q7,R 27,R SSIQ8,C 39,C 76,R 49图2.2.3正常工作状态下,中放解调
6、IC 的 RSSI 端保持输出高电平,Q7 导通,Q8 截至,使 RF 的 C/S 端口也保持高电平输出。解调后的音频存在一定的噪声,若噪声过大,不能达到接听标准,则中放解調 IC 的 RSSI 端输出低电平,使 Q7截至,Q8 导通,则 C/S 端的电平跳变至低电平,发送至 MCU 的 RSSI 端,使 MCU 停止工作。RF 模块的接收和发送分别应用不同的电源控制。如图 2.2.4接收由 RXVCC 控制,输入高电平,表明接收一直处于工作状态。发送由 TXVCC 控制,为了避免在没有音频信号时发出干扰信号,所以应用 Q17 作为开关,无信号发送时,Q17 截至;当有信号需要发送时,MCU
7、VDD 端输出一低电平,2,-,+,-,+,使 Q17 导通,从而使发送进入工作状态。,Q17,5V,TX_VCCRX_VCCRF模块TX_PWR(MCU)图2.2.42.2.1.2 音频压扩器模块该模型无绳电话中所采用的音频压扩器 KA8507 是一个自动增益控制系统,用于动态范围的压缩和扩展。语音信号在调制前先经过压缩器处理,以减少其动态范围;解调后经过扩展器处理,以恢复语音信号原本面目。KA8507 可以根据压扩信号,降低噪声分量。压扩器封装了压缩器、扩展器、前置放大器,滤波器放大器、限幅器和静噪/旁路逻辑电路等器件。其逻辑框图可参见图 2.2.5:,AGIC5,CRC6检波器,DI4,
8、CO3压缩输出,F12,滤波放大器,旁路,可变电阻,缓冲器压缩器静噪,1,FO,7CPI-CPI+8,求和放大器,限幅器,逻辑,_11 CMUTE_12 BYPATH,CB旁路,_13 EMUTE,EPI-16EPI+15,可变电阻,求和放大器,偏置电路,20 VCC,检波器,扩展器静噪,17,18,19,9,14,10,DO,ERC,EO,CB,GND EB,图2.2.5发送的语音信号由压缩器正相输入端输入,经过运算发大器、求和放大器、限幅器、压缩器静噪优化,由压缩输出缓冲器输出至滤波放大器输入端,经过滤波由滤波放大器输出端输出。经过压缩的音频信号被输送至 RF 模块进行调制。经过 RF 模
9、块解调的接收语音信号,由扩展器的反相输入端输入,经过检波器、求和放大器、扩展器静噪优化,最后由扩展器输出端输出。经过扩展的语音信号被输送至市话线或者手机听筒。压扩器在是无绳电话中话音加工电路中的重要部分。S/N 越大,信号的抗干扰性能力越强,话音越清晰。一般来说,信号电平越高,抗干扰性就越强。但是话音电平又不能过高,否则会使放大电路饱和造成波形失真,所以压扩器的作用,就是实现提高低电平信号,提高抗干扰能力,恰当降低强信号电平。常用的措施是在发信话音加工电路前端加上压缩器,在收信话音加工电路,末端加上扩张器。目的都是提高弱信号信噪比。3,2.2.1.3 电源控制电路(主要供电电路如图 2.2.6
10、)5V 校正,图 2.2.6,极性保护,其中 D6 为极性保护二极管,由 Q1 和 ZD1 构成稳压调整电路,并将从变压器输入的 9v 压转换为 5v,所有芯片和元件的工作电压都是由这 5v 的主要电压提供。充电检测电路和充电控制电路如图 2.2.7:该电路为手机电池提供充电电路,并在手机放上座机支架的瞬间产生充电检测信号。如图 2.2.7 所示,当手机放入座机支架时,座机电源的 12V 电压就会通过充电片为手机电池充电,同时电流通过 R2 到地,使 Q2 有了偏置电压而工作导通,Q2 集电极由高电平跳变为低电平,并作为充电检测信号输送至MCU。MCU 收到充电检测信号,开始工作,在充电控制端
11、(22 脚)输出高电平,使 Q6 导通,R30 和 R2 并联,电阻减小,此时充电电流大,为快充效果。当 Q5 截至,转入慢充状态。图 2.2.7MCU 内部计时在充电八小时后,MCU 充电控制端输出低电平,使 Q6 截至,电阻增大,此时充电电流小,为慢充效果。充电复位电路如图 2.2.8:根据以上分析,手机放入座机支架后,Q2 由高电平跳变为低电平,送出充电检测信号,使 Q3 瞬间截至,产生一个高电平脉冲,同时使 Q4 瞬间导通,产生低电平脉冲,此作为复位(Reset)信号输送至 MCU,4,MCU 收到 Reset 信号后进入工作状态。,为三极管提供导通电压,图 2.2.8,2.2.1.4
12、 接口电路(接口电路如图 2.2.8),该电路是电话与市话线、交换机的接口。其作用是把电话局通过市话线传输过来的信号转化为适合无绳电话机接收的信号,把无绳电话发送的信号匹配成符合市话线传输的信号,并把无绳电话机与市话外线进行电气隔离,确保两部分电路各自的安全。无绳电话机接收和发送的信号包括语音信号、DTMF 拨号信号和数字信号等。,图 2.2.8,无绳电话的市话接口主要有两种形式:使用专用接口 IC 的接口电路;使用差接耦合器的接口电路。如下图的语音,网络属于差接耦合器的接口电路,是外国机型的无绳电话接口。,该接口电路中包括还转换电路,摘机挂机电路,Side tone 网络,语音信号通路,DT
13、MF 拨号通路。如图 2.2.9V1 为压敏电阻,起雷电保护作用。D8 等 4 个二极管构成桥式整流,使输入电话的信号极性固定为正相。MCU 内的继电器 Relay 与 Q11,Q10,Q8,Q9 构成摘机控制电路。当手机按下 Talk 键进入摘机状态(通话状态),手机 MCU 便会发送信号通知座机 MCU,座机 MCU Relay 端即输出低电平,使 Q11 截至,Q10 基极获得高电平而导通,从而将 Q8,Q9 基极电平拉低,使 Q8,Q9 导通,从而打通了电话机与市话线的通路,此时电话机可以开始接收市话线输送过来的信号。,5,同时,该通路也是脉冲拨号的通路,通过 MCU 控制继电器 Re
14、lay 的导通或断开从而形成断续脉冲。Q5 起线路保护作用,当接口输入的信号超过安全标准,使 Q5 导通,即将 Q10 基极电平拉低,也截至了 Q8、Q9,使接口电路断开,保护电话机内部电路。C34 为回损调整电容,其作用是消除返回信号。R9 等电阻电容起匹配作用,使整个电路的输出阻抗符合一定的标准。SideTone 网络,开关电路,极性保护电路,回损调节图 2.2.9图 2.2.10 为消侧音网络和匹配网络:由于语音信号通过接口电路输送至市话线的过程中,还有一部分信号会分流至听筒,造成回音同时降低了信号输出电平。消侧音(Sidetone)网络的作用是消除这部分信号,使听筒接收的信号清晰无回音
15、。电路中采取的使阻容电桥式消侧音电路,将发送电路和接收电路分别接在电桥的两个对角线上。从电桥平衡原理可知,发送输出的信号在接电路中为零,所以接收器中不会有侧音。,发送电路,接收电路,图 2.2.10图 2.2.11 为响铃检测电路:电话机辨别市话线输送的信号是否为响铃信号完全取决于接收信号的电压。一般响铃信号的电压都高于 33v,远大于语音信号。响铃检测电路中,C39 为隔值作用,过滤了直流馈电,R10 的电阻非常大,防止了语音信号通过。在响铃信号的正半周,ZD5 工作在反向击穿状态,只有高于 33v 才能通过;在响铃信号负半周,ZD3 工作在反向击穿状态,只有低于33v 才能通过,从而保证了
16、信号绝对值低于 33v 时一定不响铃。若有响铃信号通过该检测电路,R10、R48 分压为 Q14 提供了偏置电压从而导通,其集电极电平由高电平跳变成低电平。(負電壓時如何導通振)该负6,脉冲作为响铃检测信号输送至 MCU 17 脚。座机 MCU 收到响铃检测信号后,发送信号通知手机 MCU,手机 MCU 便会发送指令使蜂鸣器工作。阀门电阻响铃信号检测送 MCU图 2.2.112.2.1.5 MCU 控制模块MCU 中心控制模块 TCC150 是由 7684 bit 的一次性可编程 EPROM 组成,内部包含 DTMF(双音多频)信号发生器、Watchdog 定时器、通用 8 bit 定时器/计
17、数器、响铃检电器、Caller ID 控制模块等等,是整个电路的控制中心。由以上的分析可知,与 MCU 控制有关的信号包括复位信号,充电检测信号,充电控制信号,铃声检测信号,接收/发送数据信号等等。比较重要的 MCU 控制信号还包括:(1)DTMF 拨号信号:DTMF 即双音多频信号,是指用两个高、低不同的音频代表一个数字,不同数字发送不同的高、低音频复合信号,完成拨号呼叫任务。按照北美标准的双音频信号标准:高频群为-6dBm;低频群为-8dBm。DTMF 信号由座机 MCU 内部的 DTMF 信号发生器产生。(2)Call ID 显示:即来电显示信息。实现 Call ID 的基本方法式发送端
18、交换机将主叫号码等通过局间信令系统传送给终端交换机。,用户线主叫用户,发送交换机,终端交换机,FSK用户线被叫用户,图 2.2.12终端交换机将主叫识别信息以 FSK(频移键控)的方式传送给被叫用户终端设备。过程如图 2.2.12 所示:将主叫识别信息送给被叫用户终端设备在以下两种状态进行:用户终端挂机状态;用户终端通话状态。Call ID 电路框图如图 2.2.13。Call ID 具体数据传输过程在信号流程一节阐述。Call Waiting选频放大器,市话线,放大器,选频放大器Call ID,FSK解调器,CPU及译码器,LCD,控制部分,显示片,7,图 2.2.13,(3)并机检测电路:
19、与座机 MCU 32 脚相连的并机检测电路,作用是检测同一条电话先并联的电话机。若同一条电话线存在并联的电话机,摘机时会将电话线的馈电电压拉低,使 Q16 和 Q18 截至,并输出正脉冲至 MCU 32 脚。该电路有防盗作用。其电路图如图 2.2.14,直流馈电,并机检测信号,图 2.2.14,(4)记忆保护电路:C45、C44 在主电源断电后,内部存储的电压仍可慢慢放电,为 MCU 提供工作电压,则 MCU 内部存储的信息仍可在断电之后保存一段时间,因此具有记忆作用。如图 2.2.15,图 2.2.15,2.2.2 手机电路分析,由于手机与座机采取的是无线传输,不是直接与市话线相连,因此手机
20、电路中不需要接口电路。手机电路可以分,8,向 MCU 发送低电平信号,当手机放入座机机架时,,图 2.2.1,极性调整电路,为以下主要电路:MCU 控制电路,RF 射频发射接收电路,音频压扩电路,电池供电电路,以及送话器(MIC),受话器(Speaker),蜂鸣器(Buzzer)等器件组成。其中 RF 射频电路、音频压扩电路与座机的原理基本相同,RF 发射接收频率正好与座机相反。下面重点分析供电电路和拨号电路。其模块图如附图(SCH AT6900CHBDV0A):2.2.2.1 供电电路(1)充电电路如图 2.2.1:当手机和座机充电片相接触时,电流由充电片进入,经过 D2,D3 整流,通过二
21、极管 D8流入电池,由接地端返回 D2,再通过充电片返回座机电源。当充电开始,电流也会通过 R1,R2 为 Q7 提供偏置电压,使 Q7 导通,从而使 Q7 集电极发出一负脉冲,作为充电检测信号发送给 MCU。(2)复位电路:如图 2.2.2手机可以通过两种方式复位,一是电池上电复位,另外一种是充电复位,都是通过提供一个上升沿信号作为 Reset信号发送给 MCU。电池一上电,R5,R7,R6 分压,为 Q8 提供了偏置电压,是 Q8 导通,拉低了 Q8 集电极电位,使 Q9 基极不能获得偏置而截至,集电极输出高电平利用该上升沿可以为 MCU 提供一个复位信号。充电时,因为 Q7 集电极输出的
22、充电检测信号为负脉冲,使 C8 两端电压也有负向的抖动,并造成 Q8 瞬间截至和Q9 瞬间导通。由于电池工作使 Q9 集电极一直处于高电平,该抖动使 Q9 输出瞬间的负脉冲,利用恢复高电平的上升沿,为 MCU 提供了复位信号。阀门电阻图 2.2.2电池正常工作时,时 Q9 集电极输出高电平,并通过 D23 为晶振提供工作电压。当电池电量不足,R5,R6,R7 的分压不足以为 Q8 提供偏置,Q9 便会导通输出低电平,同时通过 D23 将晶振电压拉低,MCU 停止工作进入睡眠节电模式。2.2.2.2 拨号电路手机的拨号电路不是发射双音频信号,而是发送与主机对应的密码,也就是手机 MCU 从键盘矩
23、阵接收到行、列信息,会将该信息转换为二进制编码,并通过 RF 模块发送到座机。座机接收到此二进制编码后,便会进行 DTMF 转换,送出相应的双音频信号,经过音频变换器再送入交换机完成拨号功能。2.2.2.3 其他相关电路座机和手机在很多典型电路和芯片外围电路上的设计是相似的,如 RF 射频电路,音频压扩电路等。手机因为还需要控制 LCD 显示屏的显示内容,因此 MCU 比起座机较为复杂,除去控制显示的部分,其余实现的功能两者也是相似的。下面再介绍几部分相关的手机电路。2.2.2.3.1 手机低电压检测电路如图 2.2.3:低电压检测是通过 CPU 内部的比较运算放大器实现的。D5 分压固定,输
24、入 MCU Vref 端作为比较电压。R18 对电池9,电压的分压是变化的,输入 MCU 作为低电检测电压。当电池电压低于 3.4V 时,R18 分压小于比较电压,使运放输出的电平改变,并通知 MCU 发出信号是蜂鸣器报警。2.2.2.3.2 音量调节电路如图 2.2.4:,接收的音频信号输入压扩器的扩展器入端,接收信号的强弱可以分为 4 档,由 MCU 输出 4 组控制信:00,01,10,11,,改变 R51,R52,C44,C45 的阻抗值,从而改变扩展器的放大倍数,便可实现音量调节。2.2.2.3.3 响铃电路,手机在充电和移开主机但处于等待方式时,手机不能接收响铃信号,只能通过接收主
25、机发射的响铃密码,手机识别后,从 MCU 发射信号控制蜂鸣器发出响铃声。,图 2.2.3,2.3 信号通信流程(Software Spec)2.3.1 语音信号发送/接收流程,当有外线电话打入,振铃信号由市话线接口电路输入,一方面使主机振铃电路工作;另一方面输入控制电路。控制电路输入收到振铃信号,向发射电路供电工作并将振铃信号通过发射电路发往手机。处于等待状态的手机,收到由主机发送的振铃信号后,由控制电路使振铃电工作,蜂鸣器发出振铃响声。当用户打开通话开关,手机 MCU 将会发出摘机信号,通过发射电路发送给座机。座机 MCU 接受到此控制信号,控制继电器端发出低电平,打通接口电路,此时,语音信
26、号便可通过市话线和接口电路,进入整个电路系统中。,10,图 2.2.4,接收的语音信号从市话线进入,经过整流、放大,送入压扩器进行压缩,最后送至 RF 发射电路进行调频,最后由天线发送给手机。手机天线接收到已调的语音信号,在 RF 发射电路进行 2 次混频,变为中频信号后在送入解调芯片还原原始的音频信号。该语音信号由 RF 射频模块 AF_out 输出,进入压扩器进行扩展,最后送入喇叭接听。,话音信号发送过程是类似的。信号从手机的麦克风进入,由压扩器压缩后送入 RF 发射电路进行调频,最后由天线发送。座机天线接收后,由 RF 电路进行解调再送入压扩器扩展端,最后由接口电路送入市话线发送,至对方
27、通话者。2.3.2 拨号信号发送/接收流程,拨号通话,当打开手机的通话开关,手机发射电路工作,并将摘机信号发送给座机。主机接收到摘机信号后,将此信号送入 MCU 控制电路。控制电路一方面使发射电路工作,另一方面打通接口电路实现摘机。然后,手机 MCU 先将从键盘接收到的拨号信号转化为二进制数据,由 MCU 数据发送端直接发送到发射电路,调制后由天线发送。座机接收到此拨号信号,发射电路解调后无需送入压扩器,从另一条输出通路经过整形直接送入 MCU 数据接收端,再由 MCU 内部的 DTMF 发生器进行处理,最后由接口输出 DTMF 拨号信号,实现拨号。外线接通口,即可由手机实现与外线通话。从市话
28、线接收拨号信号的过程也是类似的,拨号信号在座机 MCU 的 DTMF 发生器处理后,与数据信号的发送和接收,过程是一致的。,2.3.3 Call Id 数据传输流程(1)挂机状态下的数据传送:,市话线的铃声信号经过接口电路至座机 CPU,CPU 发送密码手机接收而铃声响。Call_ID 数据传送是在第一次响铃,与第二次响铃之间完成数据传送的。交换机送来的数据都是 FSK 调频方式,具体流程如下:,已申请 Call ID 的用户在第一次第一次响铃后,电信局发送的 FSK 数据信号传送,送入 MCU 的 Call_ID 控制模块,经过解调,控制模块将该 FSK 信号转换成数据信号由 MCU 数据发
29、送端输出,按照座机和手机之间的协议,通过发射电路发送、接收相应的数据信息。手机接收到数据信号,由 MCU 处理数据的显示。交换计提供的整个数据的时间约为 3 秒。故在第一次响铃与第二次响铃时间完成整个数据的传送(包括信道占用时间,标志信号及数据占用时间)。用户看到LCD 上的电话话吗,考虑是否摘机,摘机后此条信息能自动存储,若察看,删除也只需要按相应的键即可。(2)通话状态下的数据传送:,通话状态下的传送方法是指具有 Call ID 功能的用户甲在通话状态下,第三方用户丙呼叫用户乙时,在用户甲终端设备上显示用户丙的识别信息。在此状态的 CID 业务必须以“呼叫等待(Call Waiting)”
30、业务为前提。在通话状态下的数据传送,交换机首先屏蔽与对话端的话音通路,并向被叫用户传送提示序列。提示序列有用户提示音(SAS)和电话终端提示信号(CAS)组成。用户提示(SAS)的目的是用来提示用户有新等待的呼叫,可采用用呼叫等待音。电话终端提示信号(CAS)是用来提示电话终端准备接收数据。,电话终端接收到 CAS 信号后就将送受话器静噪以防止近端干扰,将数据接收器连接在用户线上,并用应答(ACK),信号响应以通知交换机已准备好。,交换机收到 ACK 信号后,数据传送开始。交换机将消息发送给电话终端并在传送一结束就马上恢复与对话端的通话,同时,恢复话机的话音通路。通话状态数据传送的信号顺序如图
31、:,11,终端交换机被叫用户,屏蔽与对端的,SAS,话音通路CASACK数据传送恢复与对端的话音通路甲用户所在的交换机若在一查出甲用户的一个“瞬断”(Flash)信号或者用户挂机,则停止数据传送,并按正常接续处理。若交换机查出用户丙或乙用户挂机,侧继续传送数据。三 无绳电话主要指标及测试以下介绍无绳电话座机手机的测试指标及方法原理,具体测试结果附于附表中。3.1 座机发送电路主要指标及测试方法座机的指标测试主要应用综合测试仪(马可尼 2955B)作为主要测试仪器,配合毫伏表,示波器,频谱仪等仪器即可将所需指标测试完毕。(如图 3.1.1 连接仪器:)综合测试仪有输出模拟语音信号,调制发送,接收
32、解调,并在屏幕上显示各项数据的功能。转换器是模拟的交换机,主要是将综测仪输出的模拟语音信号加上 12V 馈电电压,并输送至电话线上。测试发射指标,需将转换器的开关拨向 TX 端。语音信号由综测仪发出,输送至转换器,加上馈电电压后由电话线送至座机电话线接口,经过座机的接口电路,音频调节,由发射电路调制发送,并被综测仪的双工 RF 接收端口接收。综测仪接收到座机的发送信号,便可进行解调还原语音信号并测试所需数据。座机的发送测试,需要把 RF 的接收端接地,把接收信号屏蔽,使发送信号不受干扰。同时需要把座机调节至测试模式,默认信道为 21 信道,即发送频率为 903.8MHz。测试模式的进入:按“P
33、age”键同时插入电源直到灯亮。电源为 12V DC,0.050.06A。座机测试时,可借信号发生器产生一个干扰信号 926.3MHz,并使其置“OFF”。主要测试指标有:3.1.1 RF 载波输出功率(RF Output Power)-B/S TX定义:载波输出功率是指发射回路在无调制的情况下,传递到标准输出负载上的平均功率。标准输出负荷是指无12,综合测试仪,AF_GENOUTPUT,RFIN/OUT,TX,RX,DC,12V DC,SWLINE,AF_In,AF_OUT,ANT,转换器电源LINEB/S PCB板图 3.1.1绳电话的实际天线或模拟天线的负荷,一般指 50 omega。其
34、测量方法是,将输入阻抗为 50 omega 的功率计的标准侧量探头,接到发射天线的输出端,在发射回路中不加调制的情况下,功率计的输出即为该发射回路的载波输出功率。测试:如图 3.1.1 连接,并调节座机进入测试模式,打开“dBm”键,综测仪显示屏即会显示出发送的频率,一般在 903.8MHz 左右,也会显示 RF Output Power 的 dBm 值。3.1.2 RF 载波稳定度(RF Frequency Stability)-B/S TX定义:是指实测载波频率与其标准的差值。将发射回路输出端与假负载相连,发射回路在不加调制的情况下工作。测试:如图 3.1.1 连接,在测试模式下综测仪显示
35、的载波频率,与标准值的差值即为载波稳定度。按照标准规定,偏差不能超过+/-5KHz。3.1.3 频偏-B/S TX定义:频偏是指已调射频信号的瞬时频率和载频的最大差值。它包括:额定频偏(调制灵敏度)、最大允许频偏、剩余频偏(或寄生频偏)调制灵敏度:调制灵敏度是指在发射回路输出端获得额定频偏时,音频输入端 1KHz 调制信号的电压值。最大允许频偏:最大允许频偏,即最大频偏,是根据频道间隔规定的已调信号瞬时频率和标称频率的最大差值,以使相邻频道间隔能分开。根据北美标准的无绳电话,为 50KHz 信道间隔,最大频偏为 12KHz。剩余频偏:剩余频偏是指在没有外部调制信号的情况下,由噪声引起的射频寄生
36、频率频偏。测试:该电路的测试频偏为最大允许频偏,测量的数据包括语音频偏和数据频偏。测试语音频偏,如图 3.1.1连接,输出音频信号为 1KHz,发射电路以额定功率 125mw 输出,可在综合测试仪上直接读出显示数据。根据指标的要求,最大频偏为 12KHz,需要调节发射通路的可调电阻,使频偏达到标准值。当 GEN_FREQ=1KHz/LEVEL=316mv,AF FILTER=15KHz LP,加入 900 ohm load,毫伏表校“0”记录此时的 dBm 档值,取 MOD_LEVEL 值。若无综合测试仪,用传统的测试方法可如图 3.1.2 连接图:音频信号发生器输出 1KHz,125mW 信
37、号,从调制度仪也可直接读出语音调制频偏。测试数据频偏,按照 3.1.1 或3.1.2 连接,按下座机的 Page 键,使座机发送数据信号,读出信号频偏的最大值,该值为数据频偏。13,耦合器,音频信号发生器音频电压表,被测发射电路可变衰减器,调制度仪,功率计,失真仪音频选频电平表,图 3.1.23.1.4 音频频率响应-B/S TX定义:频率响应反映了放大电路对不同频率信号的适应程度。放大电路对不同频率的正弦信号的稳态响应称为频率响应。频响曲线体现的是频率与输出信号幅度的关系。在本项测试中,是检测特定频率的输入音频产生的输出幅度与 1KHz,316mV 音频产生的幅度的相对差值。测试:测试频响的
38、方法有很多种,其中用综合测试仪的测试方法就有:直接测量法,列表法,毫伏表法。,毫伏表,综合测试仪,AF_GENOUTPUT,RFIN/OUT,TX,RX,DC,12V DC,SWLINE,AF_In,AF_OUT,ANT,转换器电源LINEB/S PCB板图3.1.1(1)直接测量法:将输至电话线的音频信号设定为 1KHz,316mV。此时综测仪显示的输出解调信号幅度为参考电平,即设为 0dBm。将音频信号的频率改变(GEN_FREQ),分别取 300Hz,500Hz,2KHz,3KHz,输出的值即为相对 1KHz 的频率响应。此方法虽然直观但误差比较大。(2)列表法:这种方法不是直接测量发送
39、音频信号的幅度,而是通过调节输入的音频信号幅度,算出频响值。先将输入的音频信号设定为 1KHz,316mV,假设输出的频偏为 x KHz(12KHz)。改变改变音频信号的频率,如输入 300Hz,频偏必定产生变化,调节输入音频信号的幅度,使频偏重新达到 x KHz。此时输入音频的幅度按照以下公式计算(20lgV/316),便可得到 300Hz 的相对频响值。其他频率的测试方法雷同。(3)毫伏表法(如图 3.1.3):毫伏表法与列表法的原理是一样的,但是毫伏表法省去了计算过程,可以直接通过毫伏表转换 dB 值,并测出相对值。在输入 1KHz,316mV 音频信号时,将毫伏表的按照 dB 项调零。
40、改变输入频率,同时调节电平幅度,使频偏重新达到 x KHz。此时毫伏表改变的数值即为相对频响值。3.1.5 发送音频失真系数(DISTN)-B/S TX定义:音频输入端加入标准测试音调时,在发射电路输出端经过解调测得的两次或者更高次的音频成分的总有效值与整个信号的有效值之比,通常用百分比表示的数值为失真系数。按照标准,失真系数不大于 5%.测试:既可以在综合测试仪直接读得该数值,又可以利用失真仪测试该数值。如图 3.1.2,在调整度仪低频输出端接入失真仪,音频源输出一个使发射电路产成标准调制的信号,发射电路以额定功率工作,读取失真仪上的数值,14,即为失真系数。当 1KHz/316Mv/900
41、ohm/15K LP 时,按 DISTIN 键即可。3.2 座机接收电路主要指标及测试方法座机接收电路测试也是应用综合测试仪作为主要测试工具,用毫伏表,示波器,失真仪等仪器加以配合。连接图如图 3.2.1,各测试仪器在 3.1 已经分析过,需要改变的是连接线的接头位置和信号走向。接收测试,是座机由天线接收已调音频信号,经过 RF 射频电路解调,还原为原始语音信号,再经过压扩电路,由接口电路发送至电话线上。因此综测仪 RF IN/OUT 端,为双工端口,此时为座机天线提供已调音频信号,而解调后的原始音频信号由电话线输送至转换器,由转换器输出至综测仪 AF INPUT 端进行指标测量。此时转换器的
42、开关拨向 RX端。座机的发送测试,需要把座机调节至测试模式,默认信道为 21 信道,即接收频率为 926.3MHz。主要测试指标有:3.2.1 12dB 信纳接收灵敏度和 20dB 信纳接收灵敏度(Sensitivity at 12dB SINAD/20dB Quieting Sensitivity)-B/S RX定义:灵敏度是无绳电话中接收回路的一项重要测试指标,它直接关系到通话距离远近和通话质量的好坏。接收灵敏度主要包括可用灵敏度和静噪门限灵敏度。可用灵敏度是指在标准测试音调制下,接收电路输出端得到综合测试仪,AFINPUT,RFIN/OUT,TX,RX,DC,12V DC,SWLINE,
43、AF_In,AF_OUT,ANT,转换器电源LINEB/S PCB板图3.1.1的规定的信噪比和信纳比,且输出功率不小于音频额定功率的 50%情况下,接收电路输入端所需要的最小电平值。无绳电话通常规定的信纳比为 12dB 和 20dB。输出 12dB 信纳时,是用户能刚好能听到话音信号的边界值。输出 20dB 时,是用户能清晰听到话音信号的边界值。静噪门限开启灵敏度,是当无绳电话含有静噪电路时所需要测试的指标,即 CD波灵敏度。CD 波,即载波检测(Carry Detection)的简称。CD 波灵敏度是指静噪控制至于门限位置时,使接收电路不工作的输入已调信号的最小电平,通常比可用灵敏度低 6
44、dB 以上。本项测试主要是测试 12dB 和 20dB 信纳的可用灵敏度。测试:如图 3.2.1 连接。按照测试标准,在综测仪中设定载波频率为座机的接收频率(GEN_FREQ)926.3MHz,音频信号频率为(MOD_FREQ)1KHz,音频调制频偏(MOD_LEVEL)为 12KHz。综测仪根据这些数据能显示出接收音频解调后的电平,频率,和信纳值。点亮 GEN_LEVEL,旋转 VAR 钮,调节载波的电平(GEN_LEVEL),使接收音频信号的信纳值为 12dB,该电平就为 12dB 信纳接收灵敏度。同样的,调节载波电平,使接收音频信号的信纳值为 20dB,该电平就为 20dB 信纳接收灵敏
45、度。按照北美的参数标准,12dB 信纳灵敏度一般为-110dBm;20dB 信纳灵敏度一般为-107dBm。3.2.2 线上输出音频电平(Line Output Audio Level)-B/S RX定义:输出音频功率是指当接收电路输入端加入标准音调调制信号时,在接收电路输出端能提供的最大不失真(即符合失真标准)音频电平。测试:如图 3.2.1 连接。在综测仪中设定标准输入:载波频率为 926.3MHz,载波功率为-47dBm。调整音频信号为 1KHz,15,调制频偏为 12KHz,外接标准负载 600 omega,则综测仪测得的音频信号电平值即为输出音频信号电平,调节某一电阻值,使 AF V
46、OLTS 值在标准范围内。(若无综测仪,也可如图 3.2.2 连接简单的仪器进行测试),同样在射频信号发生器设定标准载波输入和标准音频信号,在音频电压表读出的数值也为输出音频电平。3.2.3 接收音频信号谐波失真度(RX Audio DISTN)-B/S RX定义:谐波失真是指输出音频功率为额定值,各次音频谐波分量总和的有效值与总输出信号之比,通常用百分比表示为音频信号失真度。按照参数标准,失真度不能超过 5%.测试:设定载频为 926.3MHz,-47dBm;音频信号频率为 1KHz,音频频偏为 12KHz,外接标准负载 600 omega,按“DISTN”键。在综合测试仪中可直接读出的失真
47、度值。也可按照图 3.2.2 的连接方式,在失真仪也可以读出失真度值。,耦合器,失真仪,射频信号发生器,带通滤波器,被测接收发射电路,音频电压表功率计图3.2.23.2.4 接收语音信噪比-B/S RX定义:接收电路接收到的信号电压与同时接收噪声电压之比,即为放大器的信号噪声比,简称信噪比。用 dB 表示,可按照公式体现一个电路的抗干扰能力。测试:设定载频为 926.3MHz,-47dBm;音频信号频率为 1KHz,音频频偏为 12KHz;外接标准负载 600 omega。在综合测试仪中可直接读出的信噪比。也可按照图 3.2.3 的连接方式,设定输入载波和音频信号的标准值,在音频电压表读出信号
48、电压;再将信号发生器关闭,读出在音频电压表读出噪声电压。按照公式计算出信噪比。耦合器,射频信号发生器,带通滤波器,被测接收发射电路,毫伏表,功率计图3.2.33.2.5 RSSI 载波信号灵敏度-B/S RX定义:RSSI 即为 Received Signal Strength Indication 的简写。RSSI 信号灵敏度即为在标准调制下,能在载波检测电路产生输出信号的最小 RF 信号强度。在电路分析 2.2.1.1 中已经解释过 RSSI 信号的作用,当 RF 模块中的解调16,综合测试仪示波器,AFINPUT,RFIN/OUT,TX,RX,RSSI测试脚,DC,12V DC,SWLI
49、NE,AF_In,AF_OUT,ANT,RF模块,转换器电源LINEB/S PCB板图3.2.4IC 将信号解调后,若噪声过大,语音信号太弱,RF 便会发出一低电平,通知 MCU 进入休眠状态或停止工作。这项测试就是检测能使 RF 输出 RSSI 信号的最小载波信号强度。测试:(如图 3.2.4 连接仪器)调节座机进入测试模式,将电路板中的 RSSI 测试脚,即 RF 内部解调 IC C/S 输出端接至示波器测试脚,示波器显示高电平。设定载波频率为 926.3MHz;音频信号频率为 1KHz,12KHz 频偏。因为载波幅度越小,抗干扰性越弱。调节载波电平,直到示波器出现低电平为止。该载波的强度
50、就为 RSSI 信号灵敏度。,毫伏表,综合测试仪,AFINPUT,RFIN/OUT,TX,RX,DC,12V DC,SW AF_InLINE,AF_OUT,ANT,转换器电源LINEB/S PCB板图3.2.43.2.6 频率响应-B/S RX定义:跟座机发送测试 3.1.5 的音频频率响应的定义是一样的。即是放大电路对不同频率的正弦信号的稳态响应称为频率响应。在本项测试中,是检测特定频率的输入音频产生的输出幅度与 1KHz 产生的幅度的相对比值。方法:测试频响的方法也与 3.1.5 介绍的方法相同,分为直接测量法,列表法,毫伏表法三种。先校“0”,17,SINAD-DISTN-dB-0dBR