性能優(yōu)異的CMMB終端設計

　目前，CMMB移動電視應用的終端產品主要是手機、PMP、GPS、車載電視以及PCTV等，這些系統(tǒng)共有的特點是尺寸小，內部干擾比較強。較強的干擾易對CMMB移動接收的性能產生嚴重影響。一個系統(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。如果在設計中不注意干擾的抑制，往往性能會有非常大的損失。設計一個性能優(yōu)異的CMMB移動數(shù)字電視終端，需要綜合考慮很多因素，本文將作詳細討論。

　　CMMB接收芯片

　　卓勝微電子的 CMMB接收芯片MXD0251內部集成自主研發(fā)的硅調諧器和解調器，內含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UHF波段，噪聲系數(shù)小于3.5dB；QPSK 0.5模式的載噪比達到1.4dB；抗數(shù)字模擬鄰頻干擾性能優(yōu)于-50dB；抗模擬同頻指標達到-14dB；對多徑的處理和抗同頻干擾采用了先進的算法，具有非常好的實驗室指標，從芯片級保證了良好的接收靈敏度和抗干擾能力。目前在各個城市，發(fā)射的信號頻點比較多，有些地方，模擬同頻和模擬鄰頻干擾很強，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。

　　天線

　　信號鏈始于天線，目前主流的手持移動終端的CMMB接收天線是拉桿天線，其它陶瓷內置天線，有源內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。

　　在結構上確定好天線后，需要做天線的匹配調試。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留一個Π型的網絡。良好的天線匹配應使得在工作頻段內，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，以真正實現(xiàn)匹配的共軛，或有目的地優(yōu)化某個頻段的性能。

　　總之，天線匹配能實現(xiàn)整個工作頻帶內的性能均衡，提升天線的整體接收性能，或有針對性的優(yōu)化某個頻段的性能。圖2是一個實際的案例，從500MHz和700MHz對比來看，500MHz的匹配較好，諧振較強，增益比700MHz時提高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，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，設計良好的匹配電路，并配合天線廠家進行天線匹配調試。
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屬于分時隙系統(tǒng)，在接收信號的時隙，電流會比較大，其余時隙則電流很小，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生。另外，地回路應該保證RF部分的回路最短而且干凈。如果有比較強的數(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 單個單音干擾（Span:20MHz）

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

　　圖 4 多個單音干擾 （Span:500MHz）

　　MXD0251內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，進行濾除。通常上，這些問題也可以在Layout中得到避免。干擾源遠離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。當然，各個系統(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spur性能優(yōu)秀的系統(tǒng)：頻帶內的各個頻點沒有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，噪聲經天線耦合至芯片內部，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)有時會相差數(shù)十dB，這樣的差距將直接影響到一個移動電視產品設計的成敗。卓勝微電子可為客戶的整機樣機提供閉環(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，調試出性能優(yōu)異的整機。