GSM手机射频工作原理与电路分析
对接收为short
RX
/4
TX
对发射为open
为发射波长
2021/2/13
RF DBTEL
7
收发双工器的特性参数（TX/RX）
Frequency Range (MHz) Insertion Loss (dB) Attenuation(dB) V.S.W.R. Isolation (dB) Harmonics 2xfo, 3xfo (dBc) Power Capacity (dBm)
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RF DBTEL
4
匹配网络（Matching）
匹配的定义：后级输入阻抗与前级输出阻抗共扼
匹配网络的类型：
L型
T型
Π型
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RF DBTEL
5
天线匹配的举例
2021/2/13
RF DBTEL
返回
6
收发双工器（Diplexer）
收发合用一路天线，因此使用天线收发双工器 （Antenna Switch）
2 f R s R diff
该电路可能集成于SAW中
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RF DBTEL
11
差模、共模在Balance系统上的传输
差模（Differential Mode）
A
B
I/P
I/P
O/P
O/P
C
B的传输量为A的一半 共模（Common Mode）
I/P
O/P
返回
2021/2/13
RF DBTEL
lc03c lc66e
返回
2021/2/13
RF DBTEL
9
平衡网络（Balance）
Balance电路构成：
UI 分别经过低通、高通得到反相的UO1 、UO2
UI 1
1
Uo1
1
jC UI jL
C 1 L
UI
jC
C
Uo2 jU 1C IjjLLUILL1C
L Rs UO1
C
Rdiff
C
Rs UO2
GSM手机射频工作原理与电路分析
GSM手机射频工作原 理与电路分析
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RF DBTEL
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RF DBTEL
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Outline
匹配网络（Matching） 收发双工器（Diplexer） 声表面波滤波器(SAW) 平衡网络（Balance） 锁相环（PLL） 收发器（Transceiver） 衰减网络（Attenuation） 功率控制环路（APC） 滤波网络（Filter） 其它
14
PLL Block Diagram
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RF DBTEL
返回
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基本构成电路分析
鉴相器（Phase Detector） 电荷泵——环路低通滤波器 （Charge Pump——Loop Filter ） 压控振荡器（Voltage Controlled Oscillator） 分频器（DIV）
环路滤波器Loop Filter（LP）：
LP一般为N阶低通滤波器
电压控制振荡器（VCO）：
VCO是一个电压--频率变换装置 ，输出振荡频率应随输 入控制电压线性地变化
参考信号源（Reference signal source）：
参考信号源提供与反馈信号鉴相鉴频用的对比输入信号
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RF DBTEL
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锁相环（PLL）
锁相环应用于滤波、频率综合、调 制解调、信号与检测等多个方面。 锁相环四个基本构成元素 基本构成电路分析 锁相环在手机中应用举例
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RF DBTEL
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锁相环四个基本构成元素
鉴相器（PD）鉴频器（FD）鉴相鉴频（PFD）：
PD/FD/PFD是一个相位/频率比较装置，用来检测输入信 号与反馈信号之间的相位/频率差
详见LMC33Data Sheet 返回
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RF DBTEL
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声表面滤波器（SAW）
在手机中，接受信号从天线开关到接收处 理电路之间采用声表面滤波器（SAW）
声表面滤波器（SAW）可以提供较宽的通 频带、较低的损耗，此外有的SAW器件还 集成有将非平衡信号转换为平衡信号的功 能。
SAW的滤波特性详见 SAW Data Sheet
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RF DBTEL
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鉴相器（Phase Detector）
鉴相器的主要作用:检测输入信号与反馈信号之 间的相位差。
鉴相器的数学模型：
θ1(t) +
θe(t) =θ1(t) -θv(t)
Kdsin()
Vd(t)=Kdsinθe(t)
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θv(t)
鉴相器的数学模型
RF DBTEL
返回 17
电荷泵——环路低通滤波器
（ Charge Pump——Loop Filter）
电荷泵的的作用主要是：给锁相环路提供理想 恒定的电流源，保持良好的线性关系，使得频 率范围易于控制
环路低通滤波器（LPF）
由PFD的输出信号需经过低通滤波器再去控制 VCO。一般采用电阻、电容构成积分形式的低 通滤波器，它可以为单阶或多阶滤波器。它的 通频带由电阻、电容参数决定，它的截止速度 取决于其阶数。
谐振回路的中心频率由其回路的等效L、 C特性决定：
0 1 LC
变容二极管的等效电容量由加在其两端 的电压控制，这样通过电压的变化就能转 换成回路谐振频率的变化，就构成了压控 振荡器DBTEL
21
分频器（DIV）
锁相环通常用于N倍参考频率的发生器：
RF DBTEL
VCO
To further reduce the phase noise of the charge pump
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环路低通滤波器的应用举例
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RF DBTEL
返回
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压控振荡器
（Voltage Controlled Oscillator）
压控振荡器一般是由变容二极管为主构成 的谐振回路：
L
Rs：特性阻抗
Rdiff ：输入阻抗
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RF DBTEL
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由计算可知UO1 、UO2始终有180度相差（Differential） 适合在Balance系统上传输。
L、C的取值要求： f：系统中心频率 Rs：特性阻抗 Rdiff ：输入阻抗
L R s R diff 2 f
C
1
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环路低通滤波器（Low Pass Filter）
phase detector
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Rz
Cp
R4 C4
Cz
To important the transient characteristics
The loop can track better a change in input frequency
GSM数字手机原理射频PPT课件
DC Compensaton
x2
/2
TRF6150
射频主芯片
Local Oscillator
射频压控振荡器
数字低中频接收机模型
天线
双工器
带通滤波
低噪音放大
A/D转换 基带处理
低通滤波
混频
声表面滤波
100KHz 低中频
本振频率
数字低中频的形象理解
（北京 嘉兴 宁波）
北
京
飞机
925-960MHZ
嘉
宁
一、频率合成器
定义： 把基准频率信号进行变换，输出多种频 率的信号，供射频部分调制、解调、混频 所用。
13MHZ
300MHZ 1.8GHZ 45MHZ
1 锁相环工作原理
锁相环电路是频率合成器的核心电路，主 要作用是：由频稳性很强的基准信号得到 另一个频率与其同样稳定频率信号
f1
电压差
电压差
鉴相器
#43、#44
#22 #23 #21
#5
#3 #45 #41
#13、#14、#15 #8 #9 #10 #11
#20
超外差二次变频机模型
双工器
BPF
中频放大器
中频放大器
I
Mixer
Mixer
LN
PG
PG
A
A
A
Q
中频滤波器
中频滤波器
Demodulator
接收下变频时两次混频 机型：8180、G100 （相应中频225MHZ、45MHZ）
数字低中频：
利用超外差的效能优势意即直接转换技术的低成本 和功能整合优势，避免“直流位移”的影响，基频无须 进行滤波，提高接收灵敏度！
GSM手机RF工作原理课堂PPT
匹配网络（Matching） 收发双工器（Diplexer） 声表面波滤波器(SAW) 平衡网络（Balance） 锁相环（PLL） 收发器（Transceiver） 衰减网络（Attenuation） 功率控制环路（APC） 滤波网络（Filter） 其它
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•.
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谐振回路的中心频率由其回路的等效L、 C特性决定：
0 1 LC
变容二极管的等效电容量由加在其两端 的电压控制，这样通过电压的变化就能转 换成回路谐振频率的变化，就构成了压控 振荡器VCO。
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分频器（DIV）
锁相环通常用于N倍参考频率的发生器：
f0Nfr
其中N为分频比，它由环路中分频器DIV提供
对接收为short
RX
/4
对发射为open
为发射波长
•.
•4
收发双工器的特性参数（TX/RX）
Frequency Range (MHz) Insertion Loss (dB) Attenuation(dB) V.S.W.R. Isolation (dB) Harmonics 2xfo, 3xfo (dBc) Power Capacity (dBm)
L
Rs：特性阻抗
Rdiff ：输入阻抗
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•.
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由计算可知UO1 、UO2始终有180度相差（Differential） 适合在Balance系统上传输。
L、C的取值要求： f：系统中心频率 Rs：特性阻抗 Rdiff ：输入阻抗
L R s R diff 2 f
C
1
2 f R s R diff
GSM 手机电路及原理介绍
R275V
4 MAIN VCO（794.4 CH062） 射频VCO
RF ATTN （-8dB） R221
108MHZ 发射已调中频
7
发射VCO结构图
VCO电源
发射最终 信号输出
TXVCO
信道控制
地
频段切换 控制
8
功率控制原理方框图
偏压 控制
到天线 PA
取样
整流
比较 输出
控制参考电平
9
/6
540MHZ IF VCO
Base Band
90 deg Shift/2
LPF
890-915MHZ PA
270MHZ 270MHZ
270MHZ
TX SAW
TX VCO
Phase Detector
I&Q Mod
I Q
1
三星SGH600手机射频电路方框图
双频手机中的天线开关
RX表示接收，DCS是1800MHZ 系统，说明该端口是1800MHZ接收 射频信号的输出端，该端口所接是 DCS接收机电路 天线 端口 9 7 RX(DCS) TX(DCS) 11 1 RX(GSM) 该端口的标注说明 该端口所接是GSM 接收电路
分频器
5
发射变换电路构成示意图
TXVCO
混频器
RFVCO
已调 中频
鉴相器
I/Q 调制
脉动直流
6
MOTO GSM328的发射变换
R275V DM_ CS
902.4MHZ 14 （-4dB） RF ATTN R393U300/TIC NhomakorabeaC
B
CR300
泵电路
鉴相器
Q300
GSM手机射频工作原理与电路分析 (2)56页PPT
TX
2021/8/12
对接收为short
RX
/4
对发射为open
为发射波长
RF DBTEL
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收发双工器的特性参数（TX/RX）
Frequency Range (MHz) Insertion Loss (dB) Attenuation(dB) V.S.W.R. Isolation (dB) Harmonics 2xfo, 3xfo (dBc) Power Capacity (dBm)
lc03c lc66e
返回
2021/8/12
RF DBTEL
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平衡网络（Balance）
Balance电路构成：
UI 分别经过低通、高通得到反相的UO1 、UO2
Uo1
UI 1
1
jC UI jL
1
C 1 L
UI
jC
C
Uo2j U 1C I jjL LUIL L 1C
L Rs UO1
C
Rdiff
C
Rs UO2
返回 17
电荷泵——环路低通滤波器
（ Charge Pump——Loop Filter）
电荷泵的的作用主要是：给锁相环路提供理想 恒定的电流源，保持良好的线性关系，使得频 率范围易于控制
环路低通滤波器（LPF）
由PFD的输出信号需经过低通滤波器再去控制 VCO。一般采用电阻、电容构成积分形式的低 通滤波器，它可以为单阶或多阶滤波器。它的 通频带由电阻、电容参数决定，它的截止速度 取决于其阶数。
参考信号源（Reference signal source）：
参考信号源提供与反馈信号鉴相鉴频用的对比输入信号
2021/8/12
手机射频电路原理
手机射频电路原理手机射频电路是手机中非常重要的一部分，负责处理手机信号的传输和接收。
手机射频电路原理包括射频信号的发射、接收、放大和滤波等过程。
首先，手机射频电路主要包括射频发射电路和射频接收电路两部分。
射频发射电路负责将数字信号转换为射频信号并发送出去，而射频接收电路则负责接收并解码收到的射频信号。
这两个电路之间通过天线进行无线传输。
其中，射频电路中的核心元器件是射频集成电路（RFIC），它承担了信号的处理和调制任务。
在手机射频发射电路中，数字信号首先通过数字模拟转换器（DAC）转换为模拟信号。
然后，经过滤波器和放大器等电路进行处理，将信号转换为射频信号。
射频信号经过射频功率放大器（PA）进行功率放大，然后通过天线辐射出去。
在这个过程中，还需要进行频率合成和混频等操作，以生成所需要的信号频率。
手机射频接收电路则负责接收外界的射频信号，并将其转换为数字信号。
天线将接收到的信号传输到射频前端模块（RF Front-end Module），该模块包括低噪声放大器（LNA）、滤波器和混频器等部件。
低噪声放大器会将射频信号进行放大并降低噪声，滤波器则用于滤掉无用的频谱成分。
混频器将射频信号与本地振荡器（LO）的信号混频，得到中频信号。
中频信号再经过中频放大器（IF Filter & Amplifier）进行进一步的滤波和放大，最后通过模拟数字转换器（ADC）转换为数字信号。
除了发射和接收信号的过程，手机射频电路还需要进行射频无线电信号的滤波处理。
由于存在其他设备和信号的干扰，手机需要对接收到的信号进行滤波以去除干扰。
射频滤波器在射频电路的前端起到了重要作用，它通过滤波器将所需的信号频段保留，而将其他频段的信号滤掉。
常见的滤波器有低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
此外，手机射频电路还需要考虑功耗和信号质量等方面的问题。
为了提高功耗效率，手机射频电路需要设计高效的功率放大器，并尽量减小信号在电路中的损耗。
手机射频工作原理
手机射频工作原理
手机射频工作原理主要包括信号传输、调制解调、发射接收等几个方面。
首先是信号传输部分。
手机射频信号主要以电磁波的形式传输，传输的频率一般在800MHz至2.6GHz之间。
手机通过天线接
收到的信号经过放大、滤波、混频等处理后，得到基带信号。
接着是调制解调部分。
基带信号需要通过调制技术转换成射频信号才能传输出去。
手机一般采用调频(FM)和相移调制(PSK)
等调制方式，将基带信号转换成高频射频信号。
同时，在接收端，手机通过解调技术将接收到的射频信号转换成基带信号。
最后是发射接收部分。
手机通过发射天线将调制好的高频射频信号发射出去，同时通过接收天线接收到的射频信号。
在发射和接收过程中，手机还需要进行功率控制、频率同步、信道选择等操作。
手机射频工作的基本原理就是通过信号传输、调制解调、发射接收等过程实现无线通信。
同时，手机还通过天线、放大器、滤波器、混频器等元件来实现信号的放大、选择和转换。
GSM手机RF部分工作原理
一些厂家专门提供的夹具来进行折装。
从射频与逻辑电路角度看，GSM手机其实是一个相当复杂的系统，下面我们就按射频与逻辑两部分来介绍GSM手机的原理。
GSM手机主要组成如下图：早期GSM手机大都由二块电路板组成，一块负责射频信号的处理--射频板，另一块负责音频信号和逻辑控制信号的处理--音频逻辑板（有时也称为数字板），这二块板之间一般用插座相连（有时也会看到用排线相连的手机）。
随着技术的发展，现在的手机射频板和音频板已合二为一，这样集成度更高，体积也更小，但维修难度也将显著增大。
从射频原理图上可以看到，从天线进来的信号首先进入双工器DUP，然后进入一个低噪声放大器LNA，从GSM手机的原理上看双工器并不是必要的，因为手机的信号接收与发射之间并不是同时进行的，而是相差三个时隙，这一点与模拟TACS手机是有很大不同的，但为了进一步增大收发信号之间的隔离度和消除外界干扰信号，在很多型号的手机中还是在天线前端设置了双工器。
低噪声放大器LNA通常其增益在10~20dB范围，其噪声系数不大于3dB，经过LNA放大的信号将与接收本振混频下变频到中频IF信号，有的型号手机可能只有一级变频电路和一级IF信号，有的手机的接由信号可能会经过二级变频，有二级IF信号，但结构是一样的。
混频后的信号滤波后进入具有自动增益控制的中频放大器AGCIF放大器中放大，尔后滤波后的IF信号送到0.3GMSK调制解调器芯片中解调出I和Q二路信号,I,Q信号可进一步送到DSP芯片中进行自适应均衡等处理,以消除传送过程中的各种衰落与干扰。
有的手机把信道检验，纠错解码等功能也放到DSP芯片中。
当手机开机登录时，它将与当前小区发出的BCH广播控制信道中的同步信号SCH，FCH锁相，以使手机的基础本振锁定在基站的频率基准上。
手机通常有一个基础本振信号，其频率通常为13MHz或其整数倍，手机的接由与发射本振通常由基础本振变频得到，因此一旦基础本振锁定之后Tx/Rx本振也就锁定了。
【超详细】图解手机射频电路设计原理及应用
【超详细】图解手机射频电路设计原理及应用射频电路组成和特点：普通手机射频电路由接收通路、发射通路、本振电路三大电路组成。
其主要负责接收信号解调；发射信息调制。
早期手机通过超外差变频（手机有一级、二级混频和一本、二本振电路），后才解调出接收基带信息；新型手机则直接解调出接收基带信息（零中频）。
更有些手机则把频合、接收压控振荡器（RX—VCO）也都集成在中频内部。
（射频电路方框图）（一）、接收电路的结构和工作原理：接收时，天线把基站发送来电磁波转为微弱交流电流信号经滤波，高频放大后，送入中频内进行解调，得到接收基带信息（RXI-P、RXI-N、RXQ-P、RXQ-N）；送到逻辑音频电路进一步处理。
1、该电路掌握重点：（1）、接收电路结构。
（2）、各元件的功能与作用。
（3）、接收信号流程。
电路分析：（1）、电路结构。
接收电路由天线、天线开关、滤波器、高放管（低噪声放大器）、中频集成块（接收解调器）等电路组成。
早期手机有一级、二级混频电路，其目的把接收频率降低后再解调(如下图)。
（接收电路方框图）（2）、各元件的功能与作用。
1)、手机天线：结构：（如下图）由手机天线分外置和内置天线两种；由天线座、螺线管、塑料封套组成。
作用：a)、接收时把基站发送来电磁波转为微弱交流电流信号。
b)、发射时把功放放大后的交流电流转化为电磁波信号。
2)、天线开关：结构：（如下图）手机天线开关（合路器、双工滤波器）由四个电子开关构成。
（图一）（图二）作用：其主要作用有两个：a）、完成接收和发射切换；b）、完成900M/1800M信号接收切换。
逻辑电路根据手机工作状态分别送出控制信号（GSM-RX-EN；DCS- RX-EN；GSM-TX-EN；DCS- TX-EN），令各自通路导通，使接收和发射信号各走其道，互不干扰。
由于手机工作时接收和发射不能同时在一个时隙工作（即接收时不发射，发射时不接收）。
因此后期新型手机把接收通路的两开关去掉，只留两个发射转换开关；接收切换任务交由高放管完成。
GSM手机射频原理与电路分析
GSM手机射频原理与电路分析GSM手机的射频原理主要涉及射频信号的接收和发送。
在接收信号方面，手机的射频接收器接收到来自基站的无线信号，经过一系列的处理后，转换成数字信号供手机处理和显示。
在发送信号方面，手机的射频发射器将数字信号转换成无线射频信号，并发送给基站进行处理。
在射频接收方面，手机的射频接收器主要包括低噪声放大器（LNA）、混频器（Mixer）和中频放大器（IF Amplifier）。
LNA的作用是放大微弱的射频信号，使其能够被后续的处理电路处理。
混频器的作用是将高频射频信号与本地振荡器产生的信号进行混频，得到中频信号。
中频放大器对中频信号进行放大，以供后续处理。
在射频发送方面，手机的射频发射器主要包括数字到模拟转换器（DAC）和功率放大器（Power Amplifier，PA）。
DAC将数字信号转换成模拟信号，供功率放大器进行放大。
功率放大器将模拟信号进一步放大，以便发送给基站。
GSM手机的射频电路是一个复杂的系统，涉及到多个电路元件的协同工作。
为了保证射频信号质量，需要进行射频功率控制和频率合成。
射频功率控制主要通过调整功率放大器的工作状态来实现，以保证发送信号的强度和稳定性。
频率合成则通过频率合成器（Frequency Synthesizer）来实现，它能够产生精确的射频信号频率。
除了射频电路，GSM手机还涉及到其他电路，如基带电路和数字信号处理电路。
基带电路主要负责数字信号的调制和解调，将数字信号转换成模拟信号供射频电路处理，或将接收到的射频信号转换成数字信号供数字信号处理电路处理。
数字信号处理电路则负责对数字信号进行处理和解码，以实现手机通信功能。
总之，GSM手机的射频原理与电路是手机通信功能的核心。
射频接收器负责接收来自基站的无线信号，将其转换成数字信号供手机处理。
射频发射器则将数字信号转换成无线射频信号发送给基站。
射频电路涉及到多个电路元件的协同工作，如低噪声放大器、混频器、中频放大器、功率放大器等。
手机射频基本原理
BTX培训文档手机射频基本原理及生产使用手册简介：本文对目前公司所做的GSM以及CDMA手机的射频部分原理做了简单介绍，着重于生产所用的校准终测软件的使用，常见问题的分析与解决。
阅读本文的时候还可参考另外一篇《G+C项目产线使用手册》。
具体的CDMA错误代码还可参考《AMTS_Calibration_Error_Codes_and_Troubleshooting_7_U》一.GSM：1．基本通信架构示意图注：蓝色字体框仅起到标识作用，不代表实际器件；A．发射通路（TX）基带送过来的IQ信号进入收发芯片（MT6129）以后进行上变频，将基带信号调制到射频信号，MT6129将此射频信号送出，经过匹配进入PA（SKY77318），放大以后经过匹配到达天线开关（LMSP33AA_695），直接进入RF测试座——天线这一条道路，发射出去。
在发射通路中，由PA对射频信号进行放大，具体放大到多少，取决于APC的电平，APC是给PA提供偏置电压以控制其放大倍数的，由基带进行控制。
天线开关是对通路收发进行控制的器件，发射与接收通路不是同时打开的，由HB_LX以及LB_LX进行时序的控制，打开或者关闭发射以及接收通路。
B．接收通路（RX）天线接收到空间的GSM信号，通过RF测试座以后进入天线开关，经过匹配进入接收声表面滤波器（RX SAW），进行滤波并且分成差分信号以后，进入收发芯片（MT6129），进行解调，下变频以后形成接收IQ信号，送到基带进行下一步处理。
C．时钟电路GSM的参考时钟由一颗26MHz的晶振提供，26MHz信号进入收发芯片以后，会经由内部的buffer再送到基带。
3．ATE常用测试项的选择以及说明：在A TE项目中，会有如下界面：下面做个简单说明：在下半部分的图面里，是对配置文件的选择：Test Setup File Location（Setup file）――选择setup文件，这是最先进行选择的；会生成对应的database文件）Config File Location（CFG file）――选择配置文件；Calibration File Location（ini file）――选择校准用的初始化文件；Test Report Location――选择终测产生的log文件存放目录；Report Database Location――选择校准产生的log文件；Stop condition――建议勾选，这样一旦有某个项目校准失败，A TE就会停下来；Add Cal Status――必须勾选，否则校准标识位不会被写入；Fast Power Measurement――不要勾选，否则容易引起错误代码为206的问题；其他选项根据需要进行勾选；Band菜单：选择GSM900 Cal以及DCS Cal，表示进行这两个频段的校准；RX菜单：选择AFC Cal表示进行自动频率校准，选择Pathloss Calibration表示进行接收通路损耗分段补偿校准；TX菜单：选择SKY APCDC表示对PA的直流偏置电压进行校准，选择SKY（328/318）表示对PA类型进行选择，选择APC Check表示对基准信道的各个功率等级的发射功率进行检测；Battery/ADC菜单：选择ADC Cal/PSU Ctrl，表示对电源进行程控，并且进行电池校准；这两个菜单不需要进行勾选；勾选GSM900以及DCS表示会对这两个频段进行终测；4．经常出现的校准问题分析：AFC Calibration Fail = 501手机AFC（自动频率控制）校准失败。