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從應(yīng)用到創(chuàng)新——手機硬件研發(fā)與設(shè)計(第二版)
本書是由一線資深工程師撰寫的詳細闡述手機硬件研發(fā)與設(shè)計的專業(yè)圖書。全書由入門篇、提高篇、高級篇和案例分析篇四部分共23章組成,內(nèi)容涵蓋手機硬件基礎(chǔ)知識、PCB與DFX基礎(chǔ)知識、電源系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)、音頻處理、FM接收機、數(shù)字調(diào)制與解調(diào)、ESD防護、色度學(xué)與圖像處理、信號完整性,以及各種相關(guān)的國際國內(nèi)規(guī)范。本書采取從簡單到復(fù)雜、從功能到性能的順序進行編寫。入門篇以功能介紹為主,只定性不定量;提高篇基于各種測試規(guī)范,在功能介紹的基礎(chǔ)上逐步開展性能分析;高級篇根據(jù)電磁學(xué)理論、信號處理理論對手機硬件設(shè)計進行較為嚴格的論證并定量計算各種參數(shù)指標;而最后的案例分析篇則綜合利用前面各篇所介紹的知識,對實際案例進行分析,從而使讀者可以理論聯(lián)系實踐,更快、更好地掌握手機硬件的設(shè)計方法,提高故障分析能力。事實上,本書雖以手機硬件為分析對象,但書中所闡述的基本原理同樣適用于其他電子、通信產(chǎn)品的設(shè)計。本書可作為硬件研發(fā)工程師及電子電氣信息類學(xué)生的參考書或培訓(xùn)教材,在忽略高級篇部分理論性較強的章節(jié)后,亦可作為維修工程師、電子愛好者的參考資料。
本書是作者根據(jù)多年實際工作經(jīng)驗編寫而成的。全書理論結(jié)合實際,問題輔以實際解決案例,讓高深的設(shè)計難題淺顯易懂,使讀者從中受到啟發(fā),為自己的設(shè)計開發(fā)之路打開玄關(guān)之門。
序
當(dāng)今世界科技發(fā)展日新月異,全球信息化浪潮洶涌澎拜,信息產(chǎn)業(yè)極大地推進了經(jīng)濟和社會發(fā)展,已成為國民經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)。作為信息技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域,移動通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給人們提供了越來越方便和快速、高質(zhì)量的信息獲取與交流手段,而手機作為最重要的移動信息終端,正在不斷提高和改變?nèi)藗兊纳钯|(zhì)量和生活習(xí)慣,成為必不可少的大眾化消費產(chǎn)品。 手機的研發(fā)和制造涉及許多關(guān)鍵信息技術(shù),如集成電路、操作系統(tǒng)、通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)等。其中既有基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)作為支撐,又有大量工程化技術(shù)的實踐和應(yīng)用。目前,智能手機已逐步替代傳統(tǒng)手機成為發(fā)展趨勢,同時也成為重要的信息產(chǎn)業(yè)的增長點。 作為東南大學(xué)信號與信息處理國家重點學(xué)科的博士生導(dǎo)師,我指導(dǎo)過不少博士和碩士研究生,一些學(xué)生在畢業(yè)后也常與我有來往。他們中的大多數(shù)現(xiàn)在依然從事信息和通信技術(shù)方面的研發(fā)與設(shè)計工作,但有一個共同的感受,那就是盡管他們在大學(xué)學(xué)習(xí)了大量的數(shù)學(xué)、物理、電路、信號、通信、計算機、網(wǎng)絡(luò)等方面的專業(yè)課程,盡管他們在各自特定的專業(yè)方向都很有成績,但真正能夠在實際工作中綜合運用這些知識的人才并不多,更不要說達到舉一反三、融會貫通的境界了。 本書作者既有扎實的理論功底,又有很高的工程化研發(fā)和應(yīng)用能力,他圍繞手機的研發(fā)設(shè)計,系統(tǒng)地提出設(shè)計步驟和方法,為廣大讀者提供了這本難得的非常實用的有關(guān)手機研發(fā)設(shè)計的專業(yè)指導(dǎo)書?v覽本書,作者將手機硬件設(shè)計放置在電路理論、信號理論和電磁理論的框架下討論,既有技術(shù)方面的充分描述,又有科學(xué)的理論指導(dǎo),理論和實踐相互交融,相得益彰。盡管這只是一本講述手機硬件設(shè)計的書,盡管其分析對象不如交換機、通信網(wǎng)絡(luò)這般宏大,盡管這本書還可能需要不斷完善,但我很欣喜地看到本書的作者(也是我曾經(jīng)的學(xué)生)在這方面做出的努力與嘗試。 感謝電子工業(yè)出版社李樹林編輯的專業(yè)眼光與辛勤勞動,也衷心祝愿我國出版界能夠多出一些快速適應(yīng)工程發(fā)展所需,理論和工程實踐更好結(jié)合的專業(yè)書籍,以滿足不同層次讀者的需要。 廣州大學(xué)校長鄒采榮 第二版前言 本書第一版于2014年8月印刷出版,首次印刷后很快被銷售一空,隨后出版社進行了再次印刷,也很快銷售一空。作為一本充斥著各種數(shù)學(xué)方程式的工程技術(shù)專業(yè)圖書,既非教材,也無名人推薦與宣傳,能有如此銷量,大大超出了筆者的預(yù)期。要知道英國物理大師霍金曾調(diào)侃過:科普書,每增加一個數(shù)學(xué)方程,將減少一半讀者。 由于技術(shù)的發(fā)展與進步,應(yīng)出版社要求,兩年后對本書進行修訂,不僅修正第一版中發(fā)現(xiàn)的錯誤外,而且增加了三部分內(nèi)容:一是重寫了入門篇的天線部分,將前一版中四頁紙的篇幅增加到近二十頁,對手機天線的發(fā)展歷史及技術(shù)指標都做了更為詳細的描述;二是邀請原摩托羅拉(Motorola)高級音頻工程師馬誠撰寫了《手機聲學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計》一文(收錄在附錄C中),文章內(nèi)容詳細,邏輯清晰,將手機聲學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計的原理與規(guī)范很好地展現(xiàn)了出來;三是在附錄E中收錄了幾篇讀者反饋,他們在文章中或回憶了自己的工作經(jīng)歷,或分享了自己的經(jīng)驗感受,相信對廣大讀者,尤其是打算入行和入行不久的硬件工程師們,定能有所幫助。在此,筆者對馬誠和這幾位讀者表示衷心的感謝! 在第一版出版后,作者陸續(xù)結(jié)識了不少讀者,有同事或朋友介紹的,也有慕名而來的,其中一些讀者一直與我保持著聯(lián)系。相互熟悉后,他們常常會問一些與本書有關(guān)的問題。在此,作者挑出那些曾被反復(fù)提及的問題,進行統(tǒng)一答復(fù)。 問:寫書掙了不少錢吧? 答:寫書的稿酬收入較微薄,如你不信,可以自己寫本書試試。 問:既不掙錢,寫書干嗎? 答:用文藝點的說法——我有情懷;用自我的說法——我喜歡。 問:書中大部分章節(jié)建構(gòu)在電路、電磁、信號和數(shù)學(xué)分析的基礎(chǔ)上,而我的理論知識基本都還給老師了,需要復(fù)習(xí)嗎? 答:如果你把自己定位為ReferenceDesign的搬運工,那自然無所謂。不過你打算長期工作于研發(fā)領(lǐng)域,最好把這些遺忘的知識拾回來。 問:是否看完這本書就能完全掌握手機硬件設(shè)計? 答:手機硬件設(shè)計包羅萬象,哪里是一本書能夠說的完的呢?!況且,本書只不過是一本入門級的參考書而已(雖然目前市場上也沒有其他相同題材的參考書)。 問:書中部分案例是幾年前的技術(shù),還有參考的價值嗎? 答:我寫的是硬件研發(fā)設(shè)計的原理,不是維修資料,重在分析方法與思維方式。 問:如何才能成為一名優(yōu)秀的硬件工程師? 答:多看書+多思考+多實踐,沒有任何捷徑。借用歐幾里得的名言:Thereisnoroyalroadtogeometry(幾何無王者之道)! 最后,筆者要感謝對第一版提出過誠懇批評與建議的讀者,感謝出版社李樹林編輯的耐心等待與專業(yè)校對(第二版的修訂工作被筆者拖延了很長時間),感謝對筆者寫作提供過真誠幫助的朋友,特別要感謝楊鑫峰、王國福、平慷、張璐瑤、霍亮、曹明君、姜舒、張一鳴、劉松、劉朝群、韓菲菲、曹慧嫻、孫娜等同事,因為你們,筆者才能在工作中充滿樂趣。 陳皓 2016年8月于南京 第一版前言 有消息報導(dǎo),截至2013年,全球手機用戶突破60億大關(guān),而中國擁有大約11.5億手機用戶。這是一個極其龐大的數(shù)字,也是一個極其龐大的市場!隨著國家對信息產(chǎn)業(yè)的重視,目前中國已經(jīng)成為全球第一大手機設(shè)計與制造和消費國。在國內(nèi),從事手機研發(fā)、設(shè)計、制造、物流、銷售、維修等產(chǎn)業(yè)的人員,幾乎可以用“多如牛毛”來形容。 但在通信行業(yè)有句老話:“一流公司做服務(wù),二流公司做標準,三流公司做產(chǎn)品,四流公司做制造!彼裕M管我們?yōu)槿蜇暙I了絕大多數(shù)手機,但產(chǎn)業(yè)鏈的核心卻并不由我們掌握。且不說做服務(wù)的一流公司、做標準的二流公司,就連做產(chǎn)品的三流公司,似乎都沒叫得響的中國品牌。 看看吧,從1G時代不可一世的摩托羅拉,到2G時代的北歐雙雄愛立信與諾基亞,再到3G時代幾乎濫大街的蘋果和三星,它們除了打上了“MadeinChina”的Logo外,跟中國設(shè)計有啥關(guān)系? 出現(xiàn)如此尷尬的局面,原因肯定是多方面的。但作為一名從事手機硬件研發(fā)近十年的工程師,筆者想說的是:手機不僅僅是功能,更是性能!在業(yè)內(nèi),很多工程師都覺得做手機硬件設(shè)計,入門很容易(上海、深圳有眾多的DesignHouse,研發(fā)人員水平參差不齊,卻似乎個個都能設(shè)計手機),但要把硬件做好、做手機賺錢,卻是件非常困難的事情。其中,除了品牌、市場等原因外,手機性能的不足也嚴重影響了產(chǎn)品的贏利。對于電子愛好者或維修工程師來說,能看懂原理圖,知道各模塊功能及大致的信號處理流程足矣。但對于手機硬件研發(fā)與設(shè)計工程師來說,如果還停留在硬件功能分析的水平上,就顯得太不專業(yè)了。那么,如何將通信、電路理論融入到手機硬件設(shè)計中呢? 筆者記得自己在入行之初,一直苦于找不到一本講述手機硬件設(shè)計的優(yōu)秀教材。工作若干年后,筆者雖然也查閱了不少參考資料,但總感覺到:這些資料要么過于簡單,基本上是手機電路的介紹,且更多偏向維修;要么內(nèi)容過于抽象,就像大學(xué)教材的翻版,與手機硬件研發(fā)具體工作的相關(guān)性很少,不實用。于是,筆者萌發(fā)了撰寫一本有關(guān)手機硬件設(shè)計方面圖書的愿望。又過了若干年,市場上講述手機軟件設(shè)計的書籍越來越多,可講述硬件設(shè)計、符合筆者內(nèi)心愿想的那本書,卻依然是零!于是,在筆者的心底,這個愿望更加強烈! 心動不如行動!現(xiàn)在,呈現(xiàn)在各位讀者朋友面前的,就是筆者用了整整一年時間才收集、整理、撰寫、繪制、校對完成的“產(chǎn)品”——《從應(yīng)用到創(chuàng)新——手機硬件研發(fā)與設(shè)計》。 盡管有“王婆賣瓜,自賣自夸”的嫌疑,但筆者還是相當(dāng)自信:至少在目前來看,這本書是由國內(nèi)手機研發(fā)一線工程師所撰寫的同類教材中的唯一一本,無論引用資料、技術(shù)背景還是故障分析,均采用研發(fā)過程中的實際案例,具有很強的理論與實踐指導(dǎo)意義,遠非一般維修類書籍所能比擬的。通過入門篇、提高篇、高級篇和案例分析篇四部分,并結(jié)合各種國際國內(nèi)規(guī)范,本書由淺入深地分析了整個手機硬件設(shè)計與調(diào)試的全過程,涉及移動通信系統(tǒng)分類與架構(gòu)、PCB與DFX基礎(chǔ)知識、手機電源系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)、音頻信號處理、FM接收機、RF與天線、ESD防護、色度學(xué)與圖像處理、信號完整性,以及TTY、HAC等各種(新)功能。 整體上看,全書難度等級劃分大致如下(以電子/電氣/通信專業(yè)本科四年為參照):入門篇大約是大學(xué)二年級到三年級水平(也適合普通電子愛好者),提高篇大約是三年級到四年級水平(同時適合維修工程師),高級篇要求四年級到研究生一年級基礎(chǔ)課水平(適合基礎(chǔ)知識較為扎實的研發(fā)工程師)。所以,不同知識層次的讀者,對手機硬件設(shè)計感興趣的愛好者或者從業(yè)人員,都可以從本書中獲益,這也是筆者寫作本書的最大動力所在。 由于提高篇與高級篇部分章節(jié)內(nèi)容對一些讀者來說有一定難度,為了引起這部分讀者的閱讀興趣,本書在文字敘述、插圖配表上盡量做到直白、豐富而不失嚴謹,并在各章正文中記述了筆者從業(yè)多年以來所經(jīng)歷的各種奇聞異事,但為避免不必要的麻煩,正文中會將人名、公司名等真實名稱隱去,而以代號表示。在書末附錄中,還收錄了一篇“苦逼”IT男的那些事兒》,記錄了筆者對自己這些年研發(fā)工作的一番自嘲。 另外,為了便于講授,并與實際操作銜接,對不符合我國國家標準的圖形和符號未做改動。在此,特別加以說明。 明張宗子(岱)的《夜航船》有一則故事:昔有一僧人,與一士子同宿夜航船。士子高談闊論,僧畏懾,蜷足而寢。僧聽其語有破綻,乃曰:“請問相公,澹臺滅明是一個人、兩個人?”士子曰:“是兩個人。”僧曰:“這等,堯舜是一個人、兩個人?”士子曰:“自然是一個人!”僧乃笑曰:“這等說來,且待小僧伸伸腳! 筆者每每讀書,見前言中必有“限于作者水平,書中不妥或錯誤之處在所難免,
陳皓,畢業(yè)于東南大學(xué)電氣工程系的電氣工程及其自動化專業(yè),工學(xué)學(xué)士學(xué)位;研究生畢業(yè)于東南大學(xué)無線電工程系的信號與信息處理專業(yè),師從時任副校長的鄒彩榮教授(博士生導(dǎo)師,現(xiàn)為廣州大學(xué)校長),工學(xué)碩士學(xué)位。作者曾供職幾家著名的通信設(shè)備研發(fā)與制造企業(yè),一直從事手機產(chǎn)品的硬件設(shè)計工作,期間接觸過ADI、MTK、Qualcomm、Marvell、Spreadtrum(展訊)、Leadcore(大唐聯(lián)芯)等多個平臺,涵蓋PHS、GSM、UMTS、EVDO、TD-SCDMA、LTE等各種制式。湯?,南京審計大學(xué)金審學(xué)院教師。
入 門 篇
第1章 移動通信發(fā)展史和關(guān)鍵技術(shù) 2 1.1 無線電通信發(fā)展史 2 1.2 移動通信網(wǎng) 3 1.2.1 交換子系統(tǒng)(SSS) 4 1.2.2 基站子系統(tǒng)(BSS) 5 1.2.3 操作維護子系統(tǒng)(OMS) 5 1.2.4 移動電話機(MS) 5 1.3 多址接入 6 1.3.1 頻分多址(FDMA) 6 1.3.2 時分多址(TDMA) 7 1.3.3 碼分多址(CDMA) 7 1.4 編碼與數(shù)字調(diào)制 11 1.4.1 語音編碼 11 1.4.2 信道編碼 13 1.4.3 數(shù)字調(diào)制 14 1.5 我國移動通信發(fā)展史 15 第2章 手機電路系統(tǒng)組成 19 2.1 手機的基本架構(gòu) 19 2.2 手機基本組件 21 2.2.1 CPU與PMU 21 2.2.2 Memory 23 2.2.3 Transceiver 26 2.2.4 RF PA 28 2.2.5 天線電路 30 2.2.6 LCD 32 2.2.7 Acoustic 35 2.2.8 鍵盤與觸摸屏 37 2.2.9 藍牙 39 2.2.10 FM Radio Receiver 41 2.2.11 Wi-Fi 42 2.2.12 GPS 43 2.2.13 G Sensor 45 2.2.14 E-compass 46 2.2.15 Light Sensor與Proximity Sensor 47 2.2.16 Gyro Sensor 49 2.2.17 SIM卡 50 2.3 手機的電源系統(tǒng) 50 2.3.1 系統(tǒng)電源與外設(shè)電源 51 2.3.2 電源的分類 52 2.4 手機中的常用接口 53 2.4.1 總線型接口 53 2.4.2 非總線型接口 54 2.5 手機中的關(guān)鍵信號 55 2.5.1 Acoustic信號 55 2.5.2 I/Q信號 59 2.5.3 Clock信號 59 2.6 天線 61 2.6.1 手機天線的分類 61 2.6.2 手機天線的演化 63 2.6.3 天線的電路參數(shù) 68 2.6.4 天線的輻射參數(shù) 71 2.6.5 與法規(guī)相關(guān)的指標 77 2.6.6 小結(jié) 78 第3章 分立元件與PCB基礎(chǔ)知識 79 3.1 電阻、電容與電感 79 3.1.1 電阻 79 3.1.2 電容 80 3.1.3 電感 85 3.2 晶體管與場效應(yīng)管 89 3.2.1 晶體管 89 3.2.2 場效應(yīng)管 91 3.3 PCB基礎(chǔ)知識 91 3.3.1 PCB的常規(guī)術(shù)語 92 3.3.2 PCB的電氣性能 94 3.3.3 特殊PCB 95 3.3.4 手機PCB的層面分布 95 第4章 DFX基礎(chǔ) 98 4.1 DFX的基本概念 98 4.2 Designs for Structure 98 4.2.1 系統(tǒng)架構(gòu) 99 4.2.2 器件選型 99 4.2.3 原理圖設(shè)計 99 4.2.4 調(diào)試方案 100 4.3 Designs for SMT 100 4.3.1 防呆標志 100 4.3.2 焊盤設(shè)計 100 4.3.3 金邊粘錫 101 4.3.4 AOI與X-Ray 103 4.4 Designs for Assembly 105 4.5 Designs for Repair 105 4.6 對降成本的思考 106 4.7 一些DFX案例 108 提 高 篇 第5章 電源系統(tǒng)與設(shè)計 112 5.1 線性電源與開關(guān)電源 112 5.1.1 線性電源 112 5.1.2 開關(guān)電源 115 5.2 LDO與DC-DC的優(yōu)缺點 117 5.2.1 電壓大小 118 5.2.2 電源紋波 118 5.2.3 電源效率 121 5.3 其他形式的電源 122 5.4 充電設(shè)計 123 5.4.1 充電狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 123 5.4.2 充電電路 125 5.4.3 充電判滿 127 5.5 案例分析 128 5.6 電源分配與布線 130 5.7 小結(jié) 130 第6章 時鐘系統(tǒng) 131 6.1 手機時鐘系統(tǒng)簡介 131 6.1.1 時鐘分類 131 6.1.2 時鐘的基本作用 132 6.1.3 振蕩原理 133 6.1.4 小結(jié) 137 6.2 常見振蕩電路 138 6.2.1 RC振蕩電路 138 6.2.2 LC振蕩電路 142 6.2.3 晶體振蕩電路 148 6.3 手機電路中的振蕩器 151 6.4 時鐘精度 153 6.4.1 Q值的影響 153 6.4.2 準確度與穩(wěn)定度 157 6.4.3 相位噪聲的影響 159 6.5 鎖相環(huán)簡介 159 6.6 晶體校準案例一則 161 6.6.1 故障現(xiàn)象 161 6.6.2 登網(wǎng)注冊流程 161 6.6.3 故障分析 162 第7章 語音通話的性能指標 164 7.1 國際規(guī)范 164 7.2 3GPP的音頻測試 165 7.3 響度評定原理 172 7.4 測試系統(tǒng) 173 7.4.1 測試系統(tǒng)組成 173 7.4.2 人工耳與人工嘴 174 7.5 高通平臺調(diào)試 177 7.5.1 調(diào)試準備工作 177 7.5.2 語音鏈路 178 7.5.3 TDD Noise與RF Power 181 7.6 MTK平臺的語音鏈路 181 7.7 頻響調(diào)整 182 7.7.1 濾波器分類 182 7.7.2 FIR濾波器與IIR濾波器 183 7.7.3 線性相位 183 7.7.4 幅度響應(yīng) 184 7.7.5 高通與MTK的選擇 185 7.8 其他模塊 186 7.9 主觀測試 186 7.10 手機音頻中的聲學(xué)設(shè)計 187 7.11 逸事一則 190 第8章 FM立體聲接收機 192 8.1 調(diào)制與解調(diào) 192 8.1.1 調(diào)制與解調(diào)的概念 192 8.1.2 調(diào)制的必要性 193 8.2 頻率調(diào)制(FM) 194 8.2.1 FM的數(shù)學(xué)表達式 194 8.2.2 FM的特點 195 8.2.3 我國FM的規(guī)定 196 8.3 立體聲 197 8.3.1 立體聲的原理 197 8.3.2 調(diào)頻立體聲 199 8.3.3 我國的調(diào)頻立體聲廣播 201 8.3.4 預(yù)加重與去加重 201 8.3.5 RDS廣播 202 8.4 FM立體聲接收 203 8.5 FM立體聲接收機芯片 206 8.6 FM立體聲接收機的性能指標 207 8.6.1 信噪比(S/N) 207 8.6.2 接收靈敏度(Sensitivity) 207 8.6.3 總諧波失真(THD) 208 8.6.4 鄰道選擇性(Adjacent Channel Selectivity) 208 8.6.5 立體聲分離度(Stereo Separation) 208 8.6.6 調(diào)幅抑制度(AM Suppression) 211 8.6.7 其他指標 211 8.7 案例分析 212 第9章 通信電路與調(diào)制解調(diào) 216 9.1 收信機架構(gòu) 216 9.1.1 超外差接收機 216 9.1.2 零中頻接收機 218 9.1.3 近零中頻接收機 219 9.2 發(fā)信機架構(gòu) 220 9.2.1 發(fā)射上變頻架構(gòu) 220 9.2.2 直接變換架構(gòu) 222 9.2.3 偏移鎖相環(huán)架構(gòu) 223 9.3 數(shù)字調(diào)制與解調(diào) 225 9.3.1 數(shù)字與模擬 225 9.3.2 GMSK調(diào)制 226 9.3.3 QPSK調(diào)制 230 9.3.4 恒包絡(luò)與非恒包絡(luò) 232 9.4 射頻功放 236 9.4.1 GSM功放的近似分析 236 9.4.2 C類功放的特性 239 9.4.3 極化調(diào)制PA 245 9.4.4 WCDMA線性PA 248 第10章 常規(guī)RF性能指標 249 10.1 測試規(guī)范 249 10.2 RF基礎(chǔ)知識 249 10.2.1 頻段劃分 249 10.2.2 常見物理單位 251 10.2.3 常見指標 252 10.3 GSM手機RF測試 262 10.3.1 發(fā)射機指標 263 10.3.2 接收機指標 270 10.4 其他RF指標 275 10.4.1 發(fā)射指標 275 10.4.2 接收指標 282 第11章 ESD防護 284 11.1 ESD的原理 284 11.2 ESD的模型 284 11.2.1 人體模型(Human Body Model) 284 11.2.2 機器模型(Machine Model) 285 11.2.3 帶電器件模型(Charged Device Model) 285 11.3 人體模型充放電原理 285 11.3.1 人體充電 286 11.3.2 人體放電 287 11.3.3 多次放電 288 11.4 靜電的影響 289 11.5 ESD設(shè)計原則 290 11.5.1 軟件防護設(shè)計 290 11.5.2 硬件防護設(shè)計 291 11.6 手機的ESD測試 296 11.6.1 我國標準 296 11.6.2 測試模型與環(huán)境 296 11.6.3 結(jié)果判定 298 11.7 案例一則 299 11.7.1 產(chǎn)品基本狀況 299 11.7.2 定位靜電導(dǎo)入點 300 11.7.3 整改方案 300 11.7.4 小結(jié) 303 高 級 篇 第12章 高級音頻設(shè)計 306 12.1 音頻信號處理濾波器 306 12.2 關(guān)于FIR濾波器與IIR 濾波器 307 12.3 FIR濾波器 308 12.3.1 FIR濾波器的定義 308 12.3.2 FIR濾波器窗口設(shè)計法 308 12.3.3 FIR濾波器頻率采樣法 308 12.3.4 小結(jié) 309 12.4 IIR濾波器 310 12.4.1 IIR濾波器的定義 310 12.4.2 Yule-Walker方程 310 12.5 量化誤差與有限字長效應(yīng) 312 12.5.1 量化誤差 312 12.5.2 有限字長效應(yīng) 313 12.5.3 零/極點波動 313 12.6 隨機過程通過線性系統(tǒng) 315 12.6.1 Rayleigh商 315 12.6.2 輸入、輸出信噪比 317 12.6.3 Wiener濾波器 317 12.6.4 Wiener濾波器的應(yīng)用 319 12.7 自適應(yīng)濾波器 320 12.7.1 最陡下降法 320 12.7.2 LMS算法 321 12.8 噪聲抑制與回聲抵消 323 12.8.1 Single Microphone降噪 323 12.8.2 回聲抑制的原理 325 12.8.3 Far-end消噪 327 12.8.4 其他模式下的Dual Microphone降噪 328 12.9 高級音頻指標 329 12.9.1 T-MOS 329 12.9.2 G-MOS 330 12.9.3 Double Talk 331 12.9.4 Echo Attenuation vs. Time 333 12.9.5 Spectral Echo Attenuation 334 12.9.6 BGNT 334 12.10 小結(jié) 336 第13章 相機的高級設(shè)計 337 13.1 色度學(xué) 337 13.1.1 光學(xué)的預(yù)備知識 338 13.1.2 顏色的確切含意 338 13.1.3 顏色三要素 339 13.1.4 三原色及三補色 340 13.1.5 格拉斯曼定理與CIE的 顏色表示系統(tǒng) 341 13.2 顏色模型 343 13.2.1 RGB模型 343 13.2.2 CMY模型 343 13.2.3 YUV模型 344 13.2.4 HSI模型 344 13.3 白平衡與色溫 345 13.3.1 白平衡 345 13.3.2 色溫 346 13.3.3 白平衡的定義 346 13.3.4 人眼的自動白平衡與相機 白平衡 347 13.3.5 Gamma校正 347 13.4 人的視覺特性 348 13.4.1 人眼構(gòu)造 348 13.4.2 人眼的視覺成像 348 13.4.3 人眼的亮度感覺 349 13.4.4 人眼亮度感覺與圖像 處理 351 13.5 圖像處理 352 13.6 圖像增強 354 13.6.1 灰度變換 354 13.6.2 直方圖修正 355 13.6.3 圖像平滑與銳化 356 13.7 圖像恢復(fù) 361 13.7.1 退化模型 361 13.7.2 線性運動退化 362 13.7.3 圖像的無約束恢復(fù) 363 13.7.4 圖像的有約束恢復(fù) 363 13.8 手機相機的測試 364 13.8.1 色彩還原性(Color Reproduction Quality) 364 13.8.2 鬼影炫光(Ghost Flare) 365 13.8.3 成像均勻性(Shading) 365 13.8.4 分辨率(Resolution) 366 13.8.5 成像畸變(Distortion) 366 13.8.6 自動白平衡(Auto White Balance) 367 13.8.7 灰階(Gray Scale) 367 13.8.8 視場角(FOV) 368 13.8.9 曝光誤差(Exposure Error) 369 13.8.10 信噪比 369 13.9 調(diào)制轉(zhuǎn)移函數(shù) 369 13.10 兩個案例 373 13.10.1 LCD反色 373 13.10.2 四基色電視 375 第14章 信號完整性 376 14.1 信號完整性概述 376 14.1.1 信號完整性的意義 376 14.1.2 手機設(shè)計中的信號完整性 377 14.2 高頻模型 380 14.2.1 頻譜與帶寬 380 14.2.2 阻容感模型 384 14.2.3 傳輸線模型 387 14.2.4 手機中的傳輸線 395 14.3 反射與端接 396 14.3.1 反射的機理 396 14.3.2 反射圖 399 14.3.3 容性反射與時延累加 401 14.3.4 走線中間的容性反射 403 14.3.5 感性反射 404 14.3.6 端接策略 407 14.4 有損傳輸線 408 14.4.1 損耗源 408 14.4.2 導(dǎo)線損耗 409 14.4.3 介質(zhì)損耗 410 14.4.4 有損線建模 412 14.4.5 眼圖 414 14.5 傳輸線的串?dāng)_ 418 14.5.1 串?dāng)_模型 418 14.5.2 容性耦合與感性耦合 420 14.5.3 近端串?dāng)_與遠端串?dāng)_ 422 14.5.4 差分阻抗與共模阻抗 426 14.5.5 奇模傳輸與偶模傳輸 428 14.5.6 差分對的端接 431 14.6 眼圖案例一則 431 14.6.1 案例背景 431 14.6.2 USB 2.0眼圖簡介 432 14.6.3 不同容值TVS管對眼圖的 影響 433 14.6.4 小結(jié) 435 第15章 各種新功能 436 15.1 HAC 436 15.1.1 HAC的概念 436 15.1.2 助聽器的工作模型 436 15.1.3 兩種耦合的優(yōu)缺點 438 15.1.4 HAC評級 439 15.1.5 M評級 439 15.1.6 T評級 441 15.1.7 HAC認證常見問題 443 15.2 TTY/TDD 444 15.2.1 TTY/TDD 的定義 444 15.2.2 TTY終端 445 15.2.3 TTY呼叫系統(tǒng) 447 15.2.4 TTY設(shè)備工作模式 450 15.2.5 TTY測試 450 15.3 無線充電 450 15.3.1 無線充電的概念 450 15.3.2 無線充電的方式 450 15.3.3 無線充電的效能指標 456 15.3.4 無線充電的標準 458 15.3.5 對無線充電的疑問 460 15.3.6 小結(jié) 461 案例分析篇 第16章 ADC與電池溫度監(jiān)測 464 16.1 ADC的重要性 464 16.2 A/D的基本原理 465 16.2.1 模擬與數(shù)字 465 16.2.2 A/D的分類 466 16.2.3 逐次逼近型A/D的原理 466 16.2.4 逐次逼近型A/D的量化 誤差 467 16.2.5 量化處理 468 16.2.6 Σ-Δ型A/D 469 16.3 電池溫度監(jiān)測電路 471 16.4 誤差分析 473 16.4.1 NTC電阻離散性導(dǎo)致的 誤差 474 16.4.2 A/D轉(zhuǎn)換導(dǎo)致的誤差 474 16.4.3 電路拓撲導(dǎo)致的誤差 476 16.4.4 多項式插值導(dǎo)致的誤差 477 16.5 系統(tǒng)總誤差 478 16.6 實際測試結(jié)果 479 第17章 Receiver的低頻爆震 480 17.1 項目背景 480 17.2 故障現(xiàn)象 480 17.3 調(diào)試過程 481 17.3.1 檢查Receiver的SPL與 THD 481 17.3.2 調(diào)整Receiver的功率 481 17.3.3 調(diào)整RFR的低頻部分 482 17.3.4 Receiver的工作高度 482 17.3.5 Receiver廠家的測試過程 483 17.4 FFT測試 484 17.5 小結(jié) 488 17.6 FFT在音頻設(shè)計中的應(yīng)用 489 17.6.1 Audio PA Noise Analysis 489 17.6.2 Good Speaker or Bad Speaker 490 第18章 UXX的TDD Noise 493 18.1 項目背景 493 18.2 故障現(xiàn)象 493 18.3 實驗測試 495 18.4 定位噪聲引入點 496 18.5 案例反思 498 第19章 EN55020案例一則 499 19.1 EN55020測試環(huán)境 499 19.2 實測結(jié)果 500 19.3 測試結(jié)果分析 502 19.3.1 干擾信號采用FM方式 502 19.3.2 干擾信號采用AM方式 503 19.3.3 故障優(yōu)化 503 19.4 充電器與充電線的影響 504 第20章 Acoustic調(diào)試中值得關(guān)注 的幾個現(xiàn)象 506 20.1 磁鋼與主板TDD Noise 506 20.2 Receiver的嘯叫 506 20.3 波浪狀的頻響曲線 507 20.4 切換模式后的Echo Loss Fail 508 20.5 按壓電池蓋導(dǎo)致RCV響度 下降 509 第21章 工廠端音頻自動檢測方案 511 21.1 目前現(xiàn)狀 511 21.2 檢測原理 512 21.3 方案步驟 513 21.4 Loudness、Resonance/Echo及 TDMA Noise判定 514 21.4.1 Loudness、Resonance/Echo 判定 514 21.4.2 TDMA Noise判定 514 21.5 確定門限 515 21.5.1 SPL_STD_Criteria及RES_ STD_Criteria的門限 515 21.5.2 測試距離 516 21.6 性能分析 517 21.6.1 頻譜分辨力 517 21.6.2 誤判率 517 21.6.3 魯棒性 518 第22章 開機自動進入測試模式 519 22.1 故障狀態(tài) 519 22.2 故障分析 520 22.2.1 信號測量 520 22.2.2 原因分析 521 22.3 深層思索 523 第23章 GPS受擾案例一則 525 23.1 故障定位 525 23.2 故障解決 528 23.2.1 定位干擾源 528 23.2.2 解決思路 529 23.2.3 原理分析 529 23.2.4 優(yōu)化結(jié)果 533 23.2.5 Sorting方案 535 23.3 小結(jié) 536 附錄A 幾何光學(xué)成像 537 附錄B 立體聲原理 541 附錄C 手機聲學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計 553 附錄D “苦逼”IT男的那些事兒 569 附錄E 讀者反饋 574 收起全部↑
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