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第240章 对讲机芯片研发和测试

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因此,宽带阻抗匹配网络的设计是宽带射频功放设计的主要任务。能实现有效的宽带匹配,可以为射频功率放大管提供宽频带工作的条件,具有功率容量大、频带宽和屏蔽性能好的特性,可广泛应用于HFVHFUHF波段。

还用就是摩罗拉对讲机MCU主控芯片,就是自家生产,为了芯片技术保密,是不对外公布任何相关的芯片资料。

经过对比市场上对讲机的使用的芯片各项参数,李飞考试制定大深市芯片产业有限公司对讲机的芯片模块参数:

对讲机芯片模块架构:RISC-V,

对讲机芯片模块封装:QFP

对讲机芯片模块工艺:CMOS。(也就是芯片内部电路全部采用CMOS工艺,其好处价格便宜。)

对讲机芯片模块工作频率:U段的频率是400-470MHz,V段是130-170MHz,16个通讯频道。

对讲机芯片模块对外输出功率:0.5W~5W。

工作电压范围:3.5V~6V。

通讯距离:在空旷无阻挡物体可通讯5公里。

在公司的项目会上,李飞确定大深市芯片产业有限公司对讲机的芯片模块参数,以及芯片内部电路模块,包括:射频收发芯片、宽带射频功率放大器,以及射频功放(PA),音频功率放大器…,然后,进入对讲机芯片前端逻辑设计,编写RTL与或者门级的代码了,

RTL是用硬件描述语言(Verilog或VHDL)描述想达到电路的功能,门级则是用具体的逻辑单元(依赖厂家的库)来实现所设计电路的功能,门级最终可以在半导体厂加工成实际的硬件,那么,RTL和门级的区别是:在设计实现上的不同阶段,RTL经过逻辑综合后,就得到门级。

在芯片电路设计中,RTL是用于描述同步数字电路操作的抽象级,是由一组寄存器以及寄存器之间的逻辑操作构成。之所以如此,是因为绝大多数的电路可以被看成由寄存器来存储二进制数据...,这些处理和控制可以用硬件描述语言来描述。

门级在芯片电路设计中,是用于描述电路元件相互之间连接关系的,简单的来说,是一个遵循比较简单的标记语法的文本文件。门级指的是网表描述的电路综合级别。是描述电路元件基本是门级或与此同级别的元件...

确定对讲机的芯片前端逻辑设计后,就要验证了RTL代码的功能是否符合芯片电路的设计,验证软件可以采用cadence公司的NC_VERILOG,或者synopsys公司的VCS…

...

再接着,用Cadence的PKS输入硬件描述语言转换成门级网络表Netlist,去确定电路的面积,时序等目标参数上达到的标准,确定相关参数后,再一次进行仿真,确定模块电路是否无误,然后,进行后端设计的数据准备,是确定前期逻辑设计用硬件描述语言生成的门级网络表

不过,需要说明的是,对讲机芯片模块整合了射频收发芯片、MCU微控制器,宽带射频功率放大器,以及射频功放(PA),音频功率放大器…,其内部电路在设计时,是十分复杂的,包括模拟信号,数字信号,射频信号,

如在设计对讲机芯片模块没有经验,就十分容易出问题,造成通话掉线、连接出现噪声、信道丢失以及接收语音质量很差...等各种各样的问题。

其原因就是射频信号在工作状态,工作电流时非常大,很容易形成一个电磁波EMC和EMI,并向四周散播,影响模拟信号和数字信号,并且,这种电磁波很有可能通过对讲机的天线的输入,又反馈到对讲机的接收电路,那么,如此一来,对讲机很容易出现以上的状况。

如果说,要说简单一点,就是在汽车启动时,打开FM收音机,那么收音机就不能正常工作,会出现汽车发动机产生的EMC干扰电流声…

不光以上,还有就是对讲机芯片内部用大量地射频电路,虽然说工作原理是FM相同,但是完全不同,非常需要有经验的设计,包括射频PA功率放大器。

经过2个月的仿真和设计,对讲机芯片设计完成,并把芯片制造文档发给台积电制造…

...

那么,在对讲机芯片打样期间,就要准备对讲机的电子电路设计,在PCB板极电子电路图的设计中,使用的板极EDA软件,是分为两种功能软件:逻辑电路软件和PCBLAYOUT软件…

首先,在逻辑EDA软件绘制器件的逻辑封装,再画出逻辑电路图,而这个逻辑电路图是根据u盘的整个模块功能进行设计的。不过,需要说明的是,在绘制逻辑封装和电路图设计时,相关器件的资料一定要向供应商索取,去确定电子器件的参数,

在逻辑EDA软件绘制完逻辑电路图后,接下来的工作,就是在PCBEDA软件对器件进行PCB封装制作,包括快充主控芯片,MOS管的封装,二极管封装…,同样,PCB封装是需要按照供应商提供的器件参数进行设计的…

在PCBEDA软件里制作好PCB器件封装后,然后,就是逻辑EDA软件和PCBEDA软件进行同步更新,把逻辑EDA的电路图导入到PCBEDA软件…,这样的话,就可以在PCBEDA软件里,出现了PCB封装器件和连接电路线路,

接着在PCBEDA软件,进行布局,走线,完成后,进行连接和规则检测,确定没有错误后,在PCBEDA软件输出制造PCB加工文件,发给板厂进行PCB制作。

完成对讲机芯片的电子电路设计后,就下了就是整理对讲机芯片电子物料BOM单子,供成本核算和电子物料准备

台积电的对讲机芯片的样品回到公司后,就要立即进行测试了:

对讲机芯片放入ATE仪器的测试台内的芯片插座后,打开仪器电源按钮,然后,确定ATE仪器与对讲机芯片连接正常,再开始进行芯片测试,

ATE对芯片测试基本的范围为:芯片引脚的连通性测试,芯片漏电流测试,芯片引脚DC(直流)测试,芯片功能测试,芯片ESD静电测试,芯片老化测试(也就是芯片质量验证)

以及芯片稳定性测试,在温度(零下30度和高温50度)进行测试,确定芯片是否能正常工作…

先是对对讲机芯片的引脚的连通性测试,芯片漏电流测试,DC(直流)测试,这是芯片测试的第一步,检测对讲机芯片的连通性是否正常,确定对讲机芯片的内部电路连通,芯片内部电路是否有缺陷。

在对对讲机芯片测试的同时,整机电路的测试也要同步,把快充主控芯片的电子元器件,电阻电容,焊接到PCB主板,先是测试PCB主板电流和电压问题,包括快充主控芯片的性能和功能

对讲机芯片功能测试合格后,还要需要老化测试范围包括:温度,环境,电压,跌落…,例如电压测试:加速的方式进行测试,把温度突然提高到50度,外接的电压从正常工作电压3V突然提高到9V,进行长达3小时,甚至20小时或者30小时的老化测试,

如果没有任何的芯片和电子电路出现问题,那么,测试合格...。

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