CN102006016A

CN102006016A - 一种gsm功率放大模块及移动终端

Info

Publication number: CN102006016A
Application number: CN2010105664763A
Authority: CN
Inventors: 杨骏
Original assignee: Huizhou TCL Mobile Communication Co Ltd
Current assignee: Huizhou TCL Mobile Communication Co Ltd
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2011-04-06

Abstract

本发明提供了一种GSM功率放大模块，包括GSM功率放大器和连接在该放大器输出端的实现频率切换的天线开关，还包括：控制电路单元、存储单元、数模转换单元，控制电路单元通过数字串行接口接收控制信号，并查询存储单元预置的自动功率控制数值校准数据，将查询到的自动功率控制数值校准数据发送给GSM功率放大器，所述控制电路单元通过控制信号对天线开关以及GSM功率放大器实现频率选择。本所述GSM功率放大模块，由于采用数字串行接口减少了GSM功率放大模块与基带芯片的连接数，这样在PCB布线时就不需要考虑走线优化问题，加快了PCB走线的设计速度；并在模块内置了存储单元，这样就节省了手机生产时的发射功率校准时间。

Description

一种GSM功率放大模块及移动终端

技术领域

本发明涉及GSM功率放大技术领域，尤其涉及一种GSM功率放大模块及移动终端。

背景技术

目前移动通信领域的应用越来越广泛，但就目前的网络环境来说GSM(第二代移动通信标准)仍然是在移动通信领域应用最广泛的标准。国内市场上绝大多数手机还是以应用GSM为主，但是GSM手机中的GSM PA（Power Amplifer ，功率放大器）从诞生到现在，各种GSM手机的GSM PA控制模块更是大同小异。如图1所示，目前GSM手机中对GSM PA的控制主要由基带芯片10和PA模块12完成。其中，基带芯片10使用一个DAC（数模转换单元）11输出模拟信号，PA模块12包括有GSM PA13和与其连接的单刀多置天线开关14，单刀多置天线开关14一端口接手机天线，另外的端口接GSM PA13的发射端或者接收端。基带芯片10的接口为I/O1至I/O4，这4个I/O接口通过接口控制线和PA模块12连接。

通过上面描述的基带芯片10接口可以看出，目前基带芯片10基本采用并行数字端口加一个模拟端口的方式对PA模块进行控制。I/O1至I/O4并行数字端口通过以下接口控制线与PA模块连接：I/O1、I/O2端口通过天线开关控制线（Antenna_Select）101和102与PA模块连接、I/O3端口通过频段选择控制线( Band_Select) 103与PA模块连接， I/O4端口通过PA使能控制线 ( PA_Enable) 104与PA模块连接。模拟端口用于以下控制线：APC控制线( APC,Automatic_Power_Control，自动功率控制) 105与PA模块连接。这些接口控制线在占据PCB板上布线空间的同时，也对接口控制线的走线提出了严格的要求：开关控制线需要在线上串联磁珠/电感，或并联滤波电容到地线；并且APC控制线是模拟信号，不能和数字线平行、交叉，否则容易受到信号干扰，影响PA发射指标。因此在PCB板走线密度越来越大的今天，这些在在线上串联磁珠/电感，或并联滤波电容到地线和不能和数字线平行、交叉的额外要求使得PCB的布线更加困难。

另一个方面，目前在生产GSM手机阶段时都需要对PA的各个频段进行功率校准。具体做法为：基带芯片10通过天线开关控制线101/102、频段选择控制线103来设置GSM PA13的工作频段，然后通过改变APC自动功率控制线105的电压值来控制输出功率大小。每个输出功率值对应的APC电压值被记录在FLASH文件系统(非易失存储媒介的文件系统)中。由于功率校准是一个搜索APC电压值，检测功率值的过程，速度较慢，影响生产速度，在频段较多的情况下尤其如此。

综上所述，现有技术存在以下二个问题：一是基带芯片和PA模块由于采用并行数字接口连接，那么在连接线中就同时存在数字控制线与模拟控制线，因此造成了PCB的布线困难；二是目前的PA模块不能支持免功率校准功能，影响了生产进度。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题是：提供一种在基带芯片与PA模块之间全部采用数字控制线，从而降低PCB的布线难度以及支持PA模块在生产过程免功率校准功能，提高生产速度。

于是，本发明提供了一种GSM功率放大模块，包括GSM功率放大器和连接在该放大器输出端的实现频率切换的天线开关，还包括：控制电路单元、存储单元、数模转换单元，控制电路单元通过数字串行接口接收控制信号，并查询存储单元预置的自动功率控制数值校准数据，并将查询到的自动功率控制数值校准数据发送给GSM功率放大器，所述控制电路单元通过控制信号对天线开关以及GSM功率放大器实现频率选择。

所述数字串行接口为高速同步串行口或I2C接口。

所述控制电路单元还通过控制信号对GSM功率放大器进行GSM功率放大器使能。

本发明还提供了一种GSM移动终端，包括基带芯片和GSM功率放大模块，所述的GSM功率放大模块包括：控制电路单元、存储单元、数模转换单元，控制电路单元通过数字串行接口接收基带芯片的控制信号，并查询存储单元预置的自动功率控制数值校准数据，并将查询到的自动功率控制数值校准数据发送给GSM功率放大器，所述控制电路单元通过控制信号对天线开关以及GSM功率放大器实现频率选择；

其中所述控制电路单元用于接收基带芯片的控制信号；

所述数字串行接口为高速同步串行口或I2C接口；

所述控制电路单元还通过控制信号对GSM功率放大器进行GSM功率放大器使能；

所述的天线开关为单刀多置开关。

本发明所述GSM功率放大模块通过数字串行接口与基带芯片相连接，并且内置了DAC单元，这样在GSM功率放大模块与基带芯片连接的控制线就都成了数字线，并且由于采用数字串行接口减少了GSM功率放大模块与基带芯片的连接数，这样在PCB布线时就不需要考虑走线优化问题，加快了PCB走线的设计速度；与此同时，本发明提供的一种GSM功率放大模块内置了存储单元，该单元中预置了APC校准数据，那么这样就节省了手机生产时的发射功率校准时间，带来直接的经济效益，并且使得GSM PA的发射功率更加精准。

附图说明

图1为现有技术中PA模块与基带芯片之间的组成及接口示意图；

图2为本发明实施例所述一种GSM功率放大模块与基带芯片的组成及接口示意图。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明进行详细描述。

如图2所示，本实施例提供了一种GSM功率放大模块20，GSM功率放大模块20通过数字串行接口(SPI高速同步串行口/I2C)与基带芯片21的I/O1-I/O4端口连接，数字串行接口若采用SPI方式则需要211、212、213三个SPI控制线和一个PA使能控制线214；若是采用I2C接口方式则需要211、212二个I2C控制线和一个PA使能控制线214。

GSM功率放大模块20包括：控制电路单元201、DAC（数模转换单元）202、GSM功率放大器203、天线开关204、存储单元205。

其中控制电路单元201接收基带芯片21发送的控制信号；然后再根据控制信号对DAC（数模转换单元）202、GSM功率放大器203、天线开关204、存储单元205进行相应的控制动作。

本发明实施例提供的GSM功率放大模块20的工作原理为：基带芯片21通过211-214控制线向PA模块20发送控制信号，控制信号一般包括以下几种控制功能：

1）PA使能控制信号，例如当PA使能控制信号置高电平，控制电路单元201接收到该信号后就使得PA模块20上电，DAC单元202初始化、控制电路201初始化；

2）选择GSM功率放大器频段信号，因GSM PA一般可以工作在高频和低频两个工作频段，那么当控制电路单元201收到该信号后就可以与天线开关204一起配合进行GSM PA工作频段的选择；

3）天线开关控制信号；同在2）选择GSM功率放大器频段信号中介绍的一样，GSM PA203一般可以工作在高频和低频两个工作频段，而GSM 移动终端一般只有一个天线，因此在工作时，必须在GSM PA的两个输出端口以及接收端口之间设置一个天线开关来进行工作频段的切换，相应的天线开关一般为单刀多置开关。

一般3）天线开关控制信号与2）选择GSM功率放大器频段信号是配合使用的。

4）APC自动功率控制信号：当基带芯片21需要调整GAM PA的发射功率时，会向PA模块20发送APC自动功率控制信号，控制电路单元201则根据该信号的数值至存储单元205读取预先存储的自动功率控制数值校准数据，然后将查找到的自动功率控制数值校准数据（也就是电压值）通过DAC202转换成模拟信号，GSM PA根据该模拟信号输出功率。该校准数据是PA生产厂家在PA封装完成后对PA进行功率测试时，对各频段的高低信道的发射功率进行扫描；然后将各频段、各信道的各功率控制等级的APC数据存储在存储单元205中。

由于控制信号一般包括上述几种控制功能，相应的DAC（数模转换单元）202、GSM功率放大器203、天线开关204执行动作为：

DAC202，接收控制电路单元201发送的自动功率控制数值校准数据（也就是电压值），并将该数据转换成模拟信号；

GSM功率放大器203，接收DAC202发送的自动功率控制数值校准数据模拟信号，根据该信号发送功率；并接收控制电路单元201发送的选择GSM功率放大器频段信号，与天线开关204一起完成频段选择；

天线开关204接收控制电路单元201发送的选择GSM功率放大器频段信号，与GSM功率放大器203一起完成频段选择；

存储单元205，预先存储自动功率控制数值校准数据，接收电路控制单元201的查询指令。

通过在PA模块中预置自动功率控制数值校准数据，移动终端的生产厂家在PA贴片时无需对GSM PA进行功率校准。移动终端正常工作时，基带芯片21发送PAC功率控制信号命令GSM PA发射某一特定功率。控制电路201收到命令后，通过查询内置的存储单元205找到对应的自动功率控制校准数据，发送给DAC模数转换单元202输出功率控制电压即可。当然移动终端生产厂家也可通过数字串行接口对预存的校准数据进行后期更改。

本发明实施例还提供一种GSM移动终端，包括基带芯片和GSM功率放大模块，GSM功率放大模块包括：控制电路单元201、存储单元205、DAC数模转换单元202，GSM功率放大模块与基带芯片的工作原理已经在上文中进行了详细描述，在此不再累述。

综上所述，本发明实施例提供了一种GSM功率放大模块，该模块通过数字串行接口与基带芯片相连接，并且内置了DAC单元，这样在GSM功率放大模块与基带芯片连接的控制线就都成了数字线，并且由于采用数字串行接口减少了GSM功率放大模块与基带芯片的连接数，这样在PCB布线时就不需要考虑走线优化问题，加快了PCB走线的设计速度；与此同时，本发明提供的一种GSM功率放大模块内置了存储单元，该单元中预置了APC校准数据，那么这样就节省了手机生产时的发射功率校准时间，带来直接的经济效益，并且使得GSM PA的发射功率更加精准。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1. 一种GSM功率放大模块，包括GSM功率放大器和连接在该放大器输出端的实现频率切换的天线开关，其特征在于，还包括：控制电路单元、存储单元、数模转换单元，控制电路单元通过数字串行接口接收控制信号，并查询存储单元预置的自动功率控制数值校准数据，并将查询到的自动功率控制数值校准数据发送给GSM功率放大器，所述控制电路单元通过控制信号对天线开关以及GSM功率放大器实现频率选择。

2. 根据权利要求1所述的GSM功率放大模块，其特征在于，所述数字串行接口为高速同步串行口或I2C接口。

3.根据权利要求1所述的GSM功率放大模块，其特征在于，所述控制电路单元还通过控制信号对GSM功率放大器进行GSM功率放大器使能。

4. 根据权利要求1所述的GSM功率放大模块，其特征在于，所述的天线开关为单刀多置开关。

5. 一种GSM移动终端，包括基带芯片和GSM功率放大模块，其特征在于，所述的GSM功率放大模块包括：控制电路单元、存储单元、数模转换单元，控制电路单元通过数字串行接口接收基带芯片的控制信号，并查询存储单元预置的自动功率控制数值校准数据，并将查询到的自动功率控制数值校准数据发送给GSM功率放大器，所述控制电路单元通过控制信号对天线开关以及GSM功率放大器实现频率选择。

6. 根据权利要求5所述的GSM移动终端，其特征在于，所述数字串行接口为高速同步串行口或I2C接口。

7. 根据权利要求5所述的GSM移动终端，其特征在于，所述控制电路单元还通过控制信号对GSM功率放大器进行GSM功率放大器使能。

8. 根据权利要求5所述的GSM移动终端，其特征在于，所述的天线开关为单刀多置开关。