3.2.1.1. Vai trũ của căn chỉnh (căn chỉnh)
Điện thoại di động là 1 khối kết hợp cỏc phần cứng được lắp rỏp với nhau, cho nờn khi hoạt động kết hợp cỏc điện điện thoại cú thể hoạt động với cỏc chỉ số khỏc nhau trong 1 khoảng tiờu chuẩn theo từng 1 tiờu chớ. Cụng đoạn tinh chỉnh (căn chỉnh) được đặt ra nhằm tối thiểu húa khỏc biệt giữa cỏc
điện thoại sản xuất ra của cựng model, và cho phộp chỳng đặt lại hoạt động gần nhất với chuẩn. Chẳng hạn, điện thoại GSM sử dụng hệ FDMA hoặc TDMA theo chuẩn của chỳng, cũn CDMA lại theo những chuẩn mực riờng (3GPP2). Miền tần số chia bởi ARFCN (Absolute Radio Frequency Channel Number), và mỗi tần số lại chia thành 8 khe thời gian (timeslots).
Tớn hiệu gửi và nhận được đặt vào cỏc khe thời gian của cỏc block 8 khe khi thời gian, cho phộp Rx & Tx diễn ra dựa vào mỗi khe thời gian. Khi sử dụng mạng GSM, điều quan trọng là mỗi khe thời gian phải được chia chớnh xỏc, khụng để nhiễu làm ảnh hưởng lớn đến chất lượng tớn hiệu, và xỏc định đỳng mức cụng suất cần phỏt. Cũng như điện thoại, PBAs(Printed Circuit Board Assembly) cũng lắp rỏp từ rất nhiều linh kiện lờn PCB, về bản chất mỗi linh kiện đều cú những khoảng sai lệch, mỗi 1 linh kiện nhỏ dao động đặc tớnh dũng điện, cụng suất, hay thời gian của nú gõy nờn hoạt động khụng chớnh xỏc và dẫn đến hoạt động của PBAs khụng đảm bảo tiờu chuẩn.
Cú nhiều phương phỏp căn chỉnh, núi chung dựa vào thực tế cú thể chọn ra phương phỏp tiết kiệm thời gian nhất mà vẫn đạt hiệu quả mong muốn.
Như vậy, mặc dự cỏc sản phẩm điện thoại di động trụng như 1 thể phần cứng hợp nhất, nhưng để cú được cỏc đặc tớnh chức năng đạt chuẩn thỡ mỗi thành phần bờn trong phải được tinh chỉnh (sau khi đó lắp rỏp hoàn thiện) nhằm tối thiểu húa cỏc khoảng lệch chuẩn. Đối với điện thoại di động cú 2 loại tinh chỉnh: Non-RF & RF. Tinh chỉnh Non-RF lại chia thành tinh chỉnh mức Pin & cỏc đặc tớnh điện khỏc. Tinh chỉnh RF chủ yếu tinh chỉnh về cụng suất Rx, Tx.
Cụng đoạn căn chỉnh tiến hành ngay sau khi cụng đoạn lắp rỏp hoàn thành tại nhà mỏy lắp rỏp điện thoại. Thụng thường với cỏc model mới, tệp tin model quy định phương thức kiểm chuẩn đầy đủ (căn chỉnh toàn dải, toàn mức…). Tuy nhiờn, dựa vào thực tế sản xuất luận văn đề xuất một số hạng mục chỉ cần căn chỉnh đại diện ở kờnh trung tõm, và 2 kờnh ngoại biờn (dựa vào thống kờ phõn bố của cỏc hạng mục kiểm chuẩn), cỏc model ỏp dụng chuyển đổi phương thức kiểm chuẩn (dựng tệp tin model) cú thể giảm thời gian kiểm chuẩn 5-20% mà vẫn đảm bảo yờu cầu tỉ lệ lỗi.
3.2.1.2. Căn chỉnh thành phần điện (Non-RF Căn chỉnh) * Căn chỉnh mức Pin
Tinh chỉnh Pin nhằm giảm sự khỏc biệt chức năng bỏo mức Pin giữa điện thoại (Mobile Set)trong cựng model, chức năng bỏo mức pin cho biết
dung lượng pin hiện tại, và dự đoỏn thời gian sử dụng dụng kế tiếp. Chức năng này cú ở tất cả cỏc điện thoại thụng minh, thường hệ điều hành dự đoỏn mức Pin và thời gian chờ dựa vào mức điện ỏp. Chẳng hạn, điện thoại cú 5 cột bỏo mức Pin, và Pin bỏo đầy thỡ điện ỏp Pin là 4.2V.
Tinh chỉnh Pin dựa vào việc tớnh toỏn và khảo sỏt sai khỏc ở mỗi mức điện ỏp, và nhập thụng tin sai khỏc vào MS để tiến hành tinh chỉnh. Dựa vào tập hợp mức điện ỏp mà mỗi bộ nguồn cấp, và giỏ trị điện ỏp MS đo được, hệ thống sẽ tớnh toỏn và nhập mức điện ỏp sai lệch vào MS.
Bảng 3.1 Mụ tả việc thành lập cỏc mức điện ỏp để tớnh ra mức sai lệch.
Power Supply Voltage MS Recognition
Voltage Deviation
3.3 3.24 0.06
3.5 3.43 0.07
3.8 3.75 0.05
4.2 4.16 0.04
Bảng 3.1 mụ tả 4 = 4 trường hợp, khoảng trung bỡnh offset đối với sai lệch điện ỏp tớnh theo cụng thức:
(0.06 + 0.07 + 0.05 + 0.04) / 4 = 0.055
Chương trỡnh tớnh giỏ trị trung bỡnh sai lệch như trờn và nhập vào MS,và MS hoạt động như hỡnh 3.3. Vớ dụ, đối với trường hợp 3.3V, ta cú thể thu được 1 đường hoạt động thực sự như mụ tả.
Hỡnh 3.3. Minh họa tiờu chuẩn mức Pin.
Cụng đoạn Cal kiểm tra mức điện ỏp mà MS đo được, sau đú so sỏnh với tiờu chuẩn (tựy theo model), khi phự hợp với cỏc tiờu chuẩn, chương trỡnh bắt đầu tớnh ra đường hoạt động thực tế của MS như trờn.
Tuy nhiờn, như mụ tả ở hỡnh 3.4 cho thấy trường hợp đường hoạt động Pin của MS bị vượt ngoài khoảng cho phộp, chương trỡnh sẽ ghi nhận trường hợp MS bị lỗi.
Dựa vào mục tiờu sản phẩm mà người thiết kế sẽ quy định cỏc tiờu chuẩn cần đạt được Thường khoảng sai lệch mức Pin cho phộp của cỏc thiết bị di động khoảng +-70mV. Sau cụng đoạn tinh chỉnh, sai lệch phải được giảm trong pham vi +-50mV.
* Kiểm tra nhiệt độ
Kiểm tra chức năng thu nhập dữ liệu về nhiệt độ của PBA trong nhiệt độ phũng. Thụng thường từ 10 ~ 400C.
* Căn chỉnh RTC
Kiểm tra hoạt động thời gian thực của MS, bao gồm 1 số điểm cơ bản dưới đõy:
- Đọc thời gian từ PC và thiết đặt cho MS.
- Sau 1 khoảng thời gian, đọc lại giỏ trị thời gian (A) của PC và thời gian (B) đọc từ MS.
- Tớnh sai khỏc giữa “A” & “B” và đối chiếu với khoảng thời gian cho phộp.
* Thiết lập chế độ mặc định
Kiểm tra cỏc thụng tin về phiờn bản phần cứng, thời gian tiến hành tinh chỉnh, & khúa bàn phớm MS. Ngoài ra, thiết đặt lại thời gian mặc định, chế độ mặc định cho 1 số chức năng, như: đốn bàn phớm (key back light), hay chức năng mặc định kết nối mạng (Auto Attach Setting) – chức năng hỗ trợ kết nối nhanh giữa thiết bị kiểm chuẩn (EQ) và MS khi kiểm chuẩn GPRS.Những thiết đặt này nõng cao hiệu năng kiểm tra điện thoại cho những cụng đoạn về sau.
3.2.1.3. Căn chỉnh RF * Căn chỉnh AFC
Đặc tớnh AFC (Automatic Frequency Control) cho phộp MS tự động tỡm tần số chuẩn tốt nhất dựa vào cỏc tần số mà MS thu được, trỏnh được mất mỏt dữ liệu. Tựy vào nhà sản xuất chip, đối với NXP khối chức năng này là FOI.
Tinh chỉnh ACF cú thể tiến hành trờn Rx hay Tx. Tuy nhiờn, tớn hiệu Tx thường ổn định hơn và thường sử dụng trong quỏ trỡnh căn chỉnh.
Thụng số lỗi tần số được chuyển thành giỏ trị AFC DAC, những thay đổi này được kiểm soỏt theo thời gian thực bởi bộ ngăn xếp RAM của MS.Dựa
vào dữ liệu thu thập này 1 bộ điều chỉnh hệ số AFC sẽ điều chỉnh tần số cần phải thay đổi, thụng qua việc chuyển đổi DAC của AFC.
Quỏ trỡnh căn chỉnh tớnh toỏn giỏ trị AFC DAC phự hợp để tối thiểu lượng lỗi tần số này,đồng thời tớnh hệ số AFC đối với từng tần số. Dĩ nhiờn một giỏ trị AFC DAC chỉ tớnh cho dựa trờn 1 dải tần số, kờnh CH và mức cụng suất nhất định.
Mỗi một hệ thống mạng cú cỏc mức lỗi tần số cho phộp khỏc nhau. Đối với GSM850 & GSM900, tiờu chuẩn là +-90, đối với DSC1800 & PCS1900 tiờu chuẩn là +-190. Phương phỏp tớnh toỏn AFC DAC về cơ bản như sau:
a. Đặt giỏ trị trung bỡnh AFC DAC trong MS (giỏ trị này đưa ra bởi nhà thiết kế), đo kiểm giỏ trị lỗi tần số.
b. Tăng giỏ trị mặc định thờm “ +500 ”, đo kiểm lại giỏ trị lỗi tần số (điểm A trờn biểu đồ).
c. Giảm AFC từ giỏ trị lỗi “ -500 ”, đo kiểm lại giỏ trị lỗi tần số (điểm B trờn biểu đồ)
Hỡnh 3.4. Cỏch tỡm điểm hoạt động của AFC DAC.
d. Phương trỡnh tớnh hệ số AFC dựa vào “A” & “B”:
e. Hệ số AFC & lỗi tần số trờn trục “Y” dựng để tớnh điểm hoạt động mong muốn (lỗi tần số là “0”).
f. Đo kiểm lại giỏ trị lỗi tần số AFC DAC, kiểm tra phạm vi lỗi thực tế. Trong trường hợp lỗi vượt ngoài khoảng cho phộp, chương trỡnh sẽ nhập giỏ trị AFC DAC mới vào cho MS, và tiếp tục kiểm tra lại.
* Căn chỉnh Rx
Căn chỉnh Rx là quỏ trỡnh thiết lập một cụng suất cho trước trong thiết bị RF, và căn chỉnh MS nhận ra được cỏc giỏ trị này. Thụng thường khi đo kiểm thường dựng -75dBm đối với GSM, dựa trờn chỉ số RSSI (Received Strength Signal Index). Cỏc nhiều phương phỏp căn chỉnh Rx, tiếp đõy chỳng ta sẽ tỡm hiểu 1 phương phỏp phổ biến.
1. Đọc chỉ số RSSI của mỗi kờnh truyền.
Hỡnh 3.5. Minh họa kết quả chỉ số RSSI cú thể thu được
2. Bự toàn dải, dựa trờn sai lệch của kờnh Rx trung tõm.
Hỡnh 3.7. Hoạt động căn chỉnh.
Kờnh trung tõm thường được chọn để căn chỉnh bự cho toàn dải. Vớ dụ: giỏ trị trung bỡnh ở biểu đồ là giỏ trị RSSI mong đợi – RSSI thực tế đo được. Nếu thiết bị RF gửi 1 cụng suất -75dBm, giỏ trị RSSI mong đợi trở thành 35dBm. Kờnh số #5 là kờnh trung tõm. Theo kết quả giỏ trị trung bỡnh (Mea.Value) là 2.06 dBm so với giỏ trị chuẩn, mỗi bước nhảy theo cụng suất là 1dBm ( 0.0625dBm/1ADC).
* Căn chỉnh Tx
Căn chỉnh tớn hiệu Tx cho phộp điện thoại gửi những mức cụng suất chớnh xỏc, bản chất của quỏ trỡnh căn chỉnh là nhập bộ giỏ trị DAC tương ứng với cỏc mức cụng suất thực tế mà MS phỏt ra. Một số phương phỏp tớnh giỏ trị DAC tương ứng mức cụng suất. Về nguyờn tắc cú thể suy từ phương phỏp căn chỉnh Rx.
+ Phương phỏp nội suy:
Tớnh giỏ trị DAC cho mỗi điểm đú, tiếp đến vẽ 1 đường qua cỏc điểm phự hợp với cụng suất phỏt ra từ PAM.
Tớnh toỏn giỏ trị TXP dựa vào 3 điểm (P1, P2, P3), dẫn ra được đường cong như trờn, sau đú tớnh M, DACt, Poff.
Ưu điểm của phương phỏp căn chỉnh này là thời gian căn chỉnh nhanh, nhược điểm là dựa vào lỗi tớnh từ kờnh trung tõm chung cho cả dải.
+ Căn chỉnh toàn dải:
Phương ỏn căn chỉnh toàn dải & cỏc mức cụng suất tiến hành gửi toàn bộ cỏc mức cụng suất của 1 dải để tớnh ra bộ giỏ trị DAC thớch hợp cho mỗi mức & kờnh.
Phương phỏp căn chỉnh trờn toàn bộ mức cụng suất gọi là căn chỉnh động (Dynamic Calibration), tạo ra bảng DAC tương ứng với toàn bộ mức cụng suất ứng với dải đú.