维普资讯 http://www.cqvip.com 科【技Ｉ论ｉ坛 ＧＳＭ手机的相位误差故障分析与调试 郑洋 （上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海２０００００） 摘要：相位误差是ＧＳＭ手机的一项重要指标，过大的相位误差会造成通话的质量下降，直接影响用户的使用。主要针对相位误差的产生原 因。以及如何在设计过程中减小相位误差进行了初步的讨论。 关键词：ＧＳＭ手机；相位误差（Ｐｈａｓｅ Ｅｒｒｏｒ）；射频收发器（Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）；功率放大器（ＰＡ） 引言 相位误差是一项基本的衡量ＣｓＭ调制精度 ．ｓｉｎ（ｍ ｔ＋ ｎ（ｍ ） 的指标，揭示了发射机调制器的陛能。相位误差有 问题，一般表明 基带产生器、滤波器和发射机 ｔ＋旦曼 ・ｌｃｏｓ（∞ ＋∞）ｔ—ｃｏｓ（∞ ｔｏ） Ａ・ｓｉｎｍｏｓｔ 电路里面有问题，功率放大器的—些问题也能够 从以上分析可以看出，若 信号的幅度不相 导致很高的相位误差。在实际的通信系统中，较大 等，且Ｉ信号相对Ｑ信号有相位偏移，即ａ＃ｂ，０≠ 的相位误差能够导致接收机无法正常解调，可能 ０，则在输出的信号中会带有（ｍ ｕ）的频率分量， 图２ ＰＡ的输入匹配电路 会出现通话断续，更严重的则出现掉网现象。由于 使得ＧＳＭ信号的调制谱指标恶化，导致相位误差 ＧＳＭ本身是—个调相系统，信号的相位上面携带 中频的方案来说是很有益处的，如果ＰＡ反射回来 变大；若０＃０，则在输出信号中会增加新的频率分 着有用信息，如果相位被打乱了，接收机解调出来 的二次谐波足够大，会对Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ的本振造成 量ｄ（∞ 曲）／ｄｔ和ｄ（ｔｏｔｉ－０）／ｄｔ，会对输出调制谱造成 的信息肯定会出现问题。根据３ＧＰＰ的规定，相位 干扰，会使得输出信号的相位误差大大增加。图３ 恶化；若ａ＃０，则在输出信号中会引入本振频率， 误差（Ｐｈａｓｅ Ｅｒｒｏｒ）的峰值不能超过２Ｏ度，均方根 是这个低通网络的原理图仿真，从图３中可以看 也会对输出调制谱造成恶化，导致相位误差变大。 值不能超过５度。 出，ＤＣＳ主频有较小的插损，而在二次谐波的 以上这些因素，在实际没计的时候并不容易的调 针对棺位误差的一些解决方案： ３．５ＧＨｚ处有较大的衰减。按照ＥＭＣ的规范要求， 试，但是可以通过走线来避免出现这些隋况。比如 １发射机方案。目前用于手机的发射机主要 ＤＣＳ的二次谐波最大不超过＿３ＯｄＢ，再加上１８ｄＢ 我们的ＶＱ信号线，Ｉ＋和Ｉ＿，Ｑ＋和Ｑ－Ｅ，￣按照差分 有偏置锁相环结构（０ＰＬＬ）和直接上变频结构（Ｚｅ— 的衰减。使得从ＰＡ反射回Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ的二次谐 线来走，并且周围必须要有地线对其进行保护，与 ｒｏ ＩＦ），主要针对直接上变频结构的发射机进行讨 波信号最大就不会超过－４８ｄＢ，这样对本振信号的 些高频的数字线保持一定的隔离度，这样就基 论。由于直接Ｅ变频结构把基带信号直接调制到 影响就很小了。 本可以保证Ｉ＾）信号的不会受到干扰。 射频，省去了中频滤波器和中频 昆频器，使得发射 ３功率放大器的设计考虑 机结构简单，并且可以降低成本。 ３．１ ＰＡ输出匹配。功率放大器（ＰＡ）的作用是 把射频收发器（Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）输出的高频小信号放 大到足够的功率，保证和基站的正常通讯。在手机 设计中需要注意的是ＰＡ的输出匹配，通常在ＰＡ 的输出端我们会接一个Ｐｌ型的匹配网络，这个Ｐｌ 型网络不仅用来调节阻抗，在抑止谐波和改善相 位误差方面也有作用。通常，我们需要在ＰＡ的输 图１一种直接Ｅ变频结构的发射机 出功率、谐波和相位误差等￣４＂７ｙ面来作出选择， 但是直接上变频结构也有自身的缺点，由于 因为高的输出功率，可能就意味着大的谐波和相 发射信号是以本振频率为中心的通带信号，经过 图３ Ｐｌ型滤波网络的仿真结果 位误差。 功率放大器（ＰＡ）放大后的强信号会泄漏或者反射 ２ ＵＱ信号。现在我们用的射频发射机结构是 每个ＰＡ厂商都会给出这个ＰＡ的Ｌｏａｄｐｕｌｌ 回来影响本振，牵引本振频率，特别是在为了节省 采用直接上变频结构，这种结构有个很明显的缺 能源，需要频繁的开关功率放大器时，产生的干扰 点，就是本振泄漏。 更大，导致本振频率不稳，直接影响发射机的各项 个直流电平，则通本振混频后就直接从输出端输 性能指标。所以—般在 十发射机时，会采用高于 出，所以直流分量对采用直接上变频结构的发射 手机发射信号的本振，如图１所示的一种直接上 机影响是非常大的。非常明显，有多少直流分量， 变频结构的发射机，ＧＳＭ采用四倍频，ＤＣＳ采用二 就会在混频器之后产生多少的载波泄漏。同样，如 倍频，这样直接把基带信号调制到３＿ＳＧＨｚ，使发射 果ＵＱ信号的相位和幅度收到干扰，则会在输出信 信号远离本振。这种方式虽然防止了主频信号对 号中增加不需要的频率分量，导致相位误差指标 本振的干扰，但是依然会存在高次谐波的干扰，由 恶化。我们现在来分析图４直接上变频的框图： 于ＧＳＭ的本振是在四倍频，一般ＰＡ的四次谐波 般比皎小，不容易产生干扰，而ＤＣＳ的本振是二 倍频，通常ＰＡ的高次渚泼主要是二次谐波。因此 从收发机（Ｔｒａ１１ｓｃｅｉｖｅｒ）到功率放大器（ＰＡ）都会采 图５ ＰＡ的Ｌａｏｄｐｕｌｌ图 用图２所示的这种电路结构，一个几分贝的电阻 衰减网络加上—个 型低通滤波匹配网络。 数据，这个数据反映了ＰＡ的输出阻抗和输出功率 在没计这一部分电路的时候，一般考虑因素 的关系，如图５所示，蓝色的圈是等功率圆，这就 有下面几点：（１）合适的电路衰减值以保证足够的 图４直接上变频的框图 可以在同样的输出功率时有不同的匹配组合，给 功放输入功率。（２）良好的滤波性能，以便抑制 假设Ｉ＝ａ．ｃ０ｓ（∞ｔ＋０）＋△，Ｑ＝ｂ・ｓｉｎｔｏｔ，其中ａ为 了设计者们更大的余地。一般我们在调试的时候， Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ的高次谐波。（３）留出电路调试的器件 Ｉ信号的幅度，可以用手指或者镊子触碰一下ＰＡ的输出匹配，如 ｂ为Ｑ信号的幅度，０为Ｉ信号的相 位置。在这个电路上增加ＰＩ型的滤波网络，不仅 位偏移，△为Ｉ信号的直流偏移。 果发现这时的相位误差变化比较大，那就可以试 可以抑止Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ输出的高次谐波，而且对从 一下输出匹配。根据经验，在ＰＡ的输出串 则∑ ‘ｓｉｎｔｏＣｔ＋Ｑ・ｃｏｓｔＯｏｔ＝［ａ‘ＣＯＳ（∞ｔ＋０）＋△）】・ 着改变 ＰＡ反射回来的高次谐波也有抑止作用，这对于零 连ｒ 小电感，有时可以改善相 （下转２０５页） ＝ 一—一３６— 维普资讯 http://www.cqvip.com 市Ｉ政Ｉ与Ｉ路Ｉ桥 马福林 科 浸水路基的工程特点和稳定性分析 摘要：仅对浸水路基的类型和工程特点进行了总结和论述。 关键词：浸水路基；类型；工程特点；稳定性 由于工程建设的需要，沿河流修建的公路 工程越来越多。因此，在公路的不少地段，出 现了浸水路基的现象。仅对浸水路基的类型和 工程特点进行了总结和论述。从浸水路基的本 身特性出发，指出水是诱发路基失稳破坏的最 岩土体的物理、化学及力学性质，影响了坡岩 土体的稳定性。浸水路基的工作状态除了具有 般路堤的特点外，还遭受洪水的浸泡、冲刷 和掏蚀。特别是在水位暴涨时，路堤上、下游 的水位差较大，大路堤内将产生的渗透压力， 一考虑设计洪水位骤然下降的最不利情况。 ３．２按有效应力原理分析路基和强度和稳 定性 浸水路基由于长期受到渗透水作用与积水 毛细现象影响，相当大部分路基处于过湿和潮 重要的因素。从理论分析和原理上对路基稳定 使路堤稳定性降低。其外力除承受一般路基所 湿状态，压实土遇水浸湿后，其含水量会增 性进行了浅析和总结。 承受的外力和自重应力外，还要承受水的冲刷 大，一部分填满空隙，另一部分被土粒吸附引 １浸水路基的类型 力、水的浮力、渗透透水压作用以及深透动水 起体积膨胀。这时土中空隙水压力高，根据有 浸水路堤系指设计水位以下受水浸泡的滨 压力对填料学性能的改变。从理论分析和验算 效力原理，在总应力不变的情况下，土体的有 河路堤、河滩路基和穿越积水洼地、池塘等地 方法上对浸水路基的稳定性进行了浅析。 效应力减小，而土体强度和稳定性是受有效应 段的路堤。通常按以下两种方法分类。 ３．１浸水路基的三个浸水阶段分析 力控制的，于是土体抗剪强度下降，严重影响 （１）浸水路基按路基所处的工程条件不 对浸水路基而言，水是影响路基稳定性最 路基稳定性。 同，可以分为滨河及河滩路堤与水库路基两 重要的外部因素。路基受到水的作用，水位有 ３．３浸水路基的稳定性验算方法 类，以及穿越积水洼地、池塘的路堤。 高有低，水流也在不断变化，因此首先对浸水 目前，对边坡的稳定性演算大多采用极限 （２）浸水路堤按浸水时间长短可以分为长 路的三个浸水过程进行分析。 平衡理论方法，其基本特点是设想所考虑的岩 期浸水和季节性浸水两种。 对浸水路堤的浸水过程可分为三个阶段： 土体处于极限平衡状态，假定若干滑裂面，对 ２浸水路基的工程特点 第一阶段是河水涨水流从路堤两侧浸入路堤之 滑裂面上的土体进行条分划分，采用摩尔一库 穿越洼地、池塘的路堤，一般都受静水浸 中；第二阶段因路堤上、下游水位差较大，水 仑破坏准则对其进行分析来求解问题。采用极 泡，且水位涨落变化缓慢，除填料抗剪强度因 流从上游通过路堤渗流到下游；第三阶段河水 限平衡理论方法求解问题，计算工作量大大降 浸水有所降低外，其他因素如流速、动水压力 通落，水从路堤向外渗流。 低。因而在工程应用中被广泛的采用。 等则影响甚微。 在第一阶段，一侧水位上涨时，水从路堤 极限平衡法是工程建设中使用最广泛的稳 滨河及河滩路堤和水库路基则不同，除因 两侧向路堤内渗入，水压力方向指向路堤内， 定性评价方法，应用简单而方便，对水的考虑 受水浸泡使土体抗剪强度低外，还受水流的冲 对路堤稳定有利，但水浸入路堤，土体饱和， 是加上浮力和动水压力的作用，但是它对水的 刷和水位涨落时堤内形成的渗透动水压力以及 抗剪强度显著降低则对路堤稳定不利。第二阶 考虑只是一种近似，为了对渗流作用下的浸水 管涌等因素的影响。以下对滨河及河滩路堤和 段，水从路堤的上游一侧向下游一侧渗流，由 路基的稳定性有一个更精确的求解，目前有很 水库路基的工程特点进行了总结。 于上、下游的水位差，在路堤内形成渗透压 多研究利用有限元的方法求解。 ２．１滨河及河滩路堤的工程特点 力，其方向指向下游，使下游边坡增加一个推 一般情况下，对浸水路堤的稳定性分析， （１）水位变化使路基浸蚀部位变化，坡体 力，对下游边坡的滑动稳定性很不利。第三阶 假定路堤处于最不利的情况下进行验算，即为 内孔隙水压力和渗透压力也发生变化。 段，河水退落，水流从路堤内向外渗流，动水 洪水水位骤然降落的时候。 （２）在水和岩土体的相互作用下，路基岩 压力指向路堤两侧边坡。当河水迅速降落时， 结语 土材料的流变作用会加剧透水层孔隙水压变 路堤中的土体饱和度很高，抗剪强度很低，如 随着我国公路里程的不断增加，浸水路基 化，甚至产生超孔隙水压力，使不透水层产生 果土体是粘性土，孔隙水又不能及时向外排 的病害也不断呈现出来，水是影响浸水路基稳 浮力，容易导致路基失稳。 出，这时路堤的稳定性很小，最易于路堤塌 定性的最主要因素，因此对浸水路基的研究应 （３）滨河及河滩路堤的一侧或两侧河流的 滑。因此，对浸水路堤边坡的稳定性验算，应 该不断引起广泛的重视。 冲刷、淘刷作用。 ２．２水库路基的工程特点 （１）水库路堤长年浸水部分的边坡及可能 （上接３６页） 位误差。当然，具体情况还需要具 中进行总结分析。总之，作为一名手机研发人员， 发生渗透变形的处理工程措施均按浸水路基工 体分析，每个ＰＣＢ板由于布局和走线的不同，可能 在科学技术飞速发展的今天，需要不断的学习来 程处理措施办理。 会有不同的寄生参数，则匹配电路可能也就会不 充实自己，才能保证开发出的产品能被大多数的 （２）由于水库路基长年浸水，水库蓄水后 同。 消费者所接受。 地下水壅升也可能造成路基的沉落。因此，尽 ３２ ＰＡ的供电问题。有时在ｉ胃试时会发现，手 可能采用沉落量小的渗水土和其他水稳性好的 机在低电压的情况下会出现相位误差超标，而在 （上接ｌｌ３页） 目标，实现这些目标的过程，将 填料。若基底为湿陷性土层时，应预先采用加 高电压的时候就不会有。这种情况 ｔ￣．－Ｊ能是给ＰＡ 为两国互利合作创造更多的机遇，开辟更广的空 固处理措施。 供电的电源线走线太长或者太细，导致在线路上 间。中俄两国经贸合作有着十分坚实的经济基础。 （３）波浪冲刷和水库淤积都影响水库路基 的压降太大．可以通过增加储能电容的容值，或者 面对未来，我们有理由相信，在双边领导人的重视 的边坡稳定性，所以水库路基边坡在存在波浪 加宽电源走线来解决。 和企业界的密切合作下，中俄经贸关系必将取得 冲刷和淤积问题时，均还予以防护。若存在流 不过，由于ＧＳＭ是—个恒包络调制系统，对 更快、更健康的发展。 冰和严重的水流冲刷，亦采取措施予以防护。 ＰＡ的非线形饱和压缩并不敏感，所以一般由于 参考文献 （４）水库库岸在波浪的作用下，岸坡易被 ＰＡ自身引起的相位误差问题并不严重，在设计时 【１降传勋．中俄区域合作研究嗍．哈尔滨：黑龙江人 淘刷、磨蚀、搬运，发生变形，产生坍岸，位 保证ＰＡ的供电退耦和输入输出匹配就可以了。 民出版社．２００３． 于坍岸范围内的路基其稳定性受到影响，所以 小结 ［２１４￣斯中亚东欧市场［Ｊ１．２ｏｏ４（８）． 应采取措施进行护岸。 以上我们分析讨论了手机出现相位误差的几 【３１李灵稚．国际经济合作涕７期． ３浸水路基稳定性分析 种现象和调试方法，这些情况都是比较常见的现 【４１苗迎春．“中俄经贸合作步入快车道”咖．国际金 水与岩岩土体的相互作用，极大地改变了 象，还有—些不常见的现象还需要在Ｅｌ后的工作 融报．２００３－－０６－－０６（３）． 一２Ｏ５一
