手机进行射频校准是为了确保其无线通信性能的稳定性和合规性。射频部分进行校准是至关重要的,主要基于以下几个原因:
射频校准能确保手机的信号发送和接收功能满足国际通信标准(如3GPP),保证通话清晰、数据传输稳定,避免掉线、延迟或信号弱等问题,提升用户体验。即便是采用相同设计和平台的手机,由于电子元器件(如晶体管、电容、电感等)的个体差异、制造公差以及材料特性,不同手机间仍会出现电性能的不一致性。校准能够补偿这些差异,使每部手机的射频性能保持在一定范围内。
手机射频部分的校准内容主要集中在以下几个关键领域:
频率合成器校准(AFC校准):自动频率控制(AFC)校准是针对频率合成器的部分,确保发射和接收的频率无误。频率合成器通常由锁相环(PLL)构成,校准过程调整PLL以减少频率偏移,确保手机在指定频道内稳定工作。
发射机校准:包括输出功率校准,确保发射信号的功率符合规定标准,既不过强导致干扰其他设备,也不过弱影响通信距离和质量;还包括发射信号的频谱纯度、误差矢量幅度(EVM)等指标的校准,保证信号质量。
接收机校准:优化接收灵敏度,确保在低信号强度下也能正确解码接收到的数据,同时进行噪声系数、选择性、互调失真(IMD)等参数的校准,以减少外界干扰,提升通话和数据接收质量。
自动增益控制(AGC)校准:确保接收信号的放大增益能根据输入信号强度自动调整,维持信号在佳接收水平,防止强信号饱和或弱信号丢失。
自动功率控制(APC)校准:动态调整发射功率,以匹配网络需求和节省电池电力,同时保证通信质量。
天线匹配和校准:优化天线系统的阻抗匹配,减少信号反射损失,确保射频能量有效传输。
电池ADC校准:对电池电压检测电路进行校准,确保电池电量指示准确,同时用于电源管理,优化射频部分的能源效率。通常在生产线上自动完成,确保每部手机出厂前射频性能达到完好状态。
校准过程考虑了(温度变化、湿度、电磁干扰)这些外部因素的影响,使得手机在不同环境下仍能保持良好的通信能力。随着时间推移,射频元件会逐渐老化,影响性能。校准时会预估并补偿这些长期变化带来的影响,延长手机的使用寿命。
各国和地区对无线通信设备有严格的法规限制,例如辐射功率、频谱纯度等。校准帮助手机符合这些法定要求,避免干扰其他通信设备。通过精细调整射频参数,可以在保证通信质量的同时降低功耗,延长电池寿命。
现代手机支持多种通信制式(如2G、3G、4G、5G),每个制式有其特定的射频要求。校准确保手机能在不同网络间平滑切换,维持高质量的连接。校准过程通常包括测量关键射频参数(如自动频率控制AFC、自动增益控制AGC、自动功率控制APC等)、电池电压监测ADC的校准、温度补偿等,并将这些校准数据存储在手机的非易失性存储器(如EEPROM)中,供日常使用时调用,以实时调整和优化射频性能。