名詞定義（ TRP : 發射功率
，TIS : 接收靈敏度） 

 

在無線網絡中，射頻模塊有傳導TRP和傳導TIS兩項重要指標，而模塊裝上天線後
，整機在OTA暗室中需測試TRP與TIS
，在此我們將其定義為輻射TRP和輻射TIS。輻射TRP一般不會出問題，而輻射TIS容易受產品內部電磁噪聲的幹擾。當輻射TIS不達標時
，首先要考慮傳導TIS是否達標
，傳導TIS和射頻電路中的器件（如雙工器的隔離度）、各節電路的匹配等因素有關。射頻電路部分工作流程如下：

 

接收：天線 →匹配電路 →雙工器 →聲表濾波器(SAW) →低噪聲放大器(LNA) →混頻器

 

發射：天線← 匹配電路← 雙工器← 功率放大器（PA）← 混頻器

 

當傳導TIS達標後，我們再處理產品內部的電磁幹擾。電磁幹擾是無處不在的

，產品內部工作頻率及其諧波頻率高達1G以上
，當幹擾頻率落在天線接收頻率範圍時，就會影響TIS。下麵通過一些案例說明電磁幹擾對輻射TIS的影響。

 

案例一：智能POS機中DDR時鍾
、屏的時鍾和數據、地噪聲影響4G天線TIS。

 

 

呈現問題：

 

智能POS機中
，4G天線FDD ban5/8 在OTA暗室中測試TIS值為-78dB，輻射TIS不合格(合格值為-91dBm)，而輻射TRP與模塊傳導TRP與TIS都達標。

 

分析問題：

 

傳導TRP與TIS都達標，說明模塊本身無問題；輻射 TRP達標，說明天線也沒問題，而輻射TIS僅為-78dBm, 可以判定是產品內部電磁幹擾影響了接收靈敏度。運用頻譜儀偵測幹擾源，發現CPU與DDR的時鍾頻率和屏的差分時鍾、數據幹擾很大（如下圖）。

 

 

解決問題：

 

1. 通過軟件適當降低DDR時鍾的驅動能力
，TIS值從-78dBm提升到了-80dBm, 用錫將CPU與DDR上方的屏蔽蓋周圍與PCB地良好焊接，TIS值從-80dBm提升到了-83dBm（用錫將屏蔽蓋焊死不符合量產
，後麵改板將屏蓋夾子去掉，將夾子改為金屬框，金屬框與PCB地良好焊接，然後屏蔽蓋卡進金屬框，測試TIS能達- 82dBm。）

 

小結：屏蔽蓋的作用一是屏蔽空間輻射
，作用二是承當地回路,減弱共模噪聲。

 

2. 焊好屏蔽蓋後


，用導電布將屏排線屏蔽並兩端接地，測試TIS值能達-86dBm 。（改板後在屏的差分時鍾和數據對各串一顆90Ω的共模電感，同時將原來的屏FFC排線改為FPC排線，測試TIS能達-88dbm。

 

小結：下圖是90Ω共模電感的頻率特性曲線圖，90Ω指的是頻率在100MHz時的共模阻抗，共模阻抗隨著頻率的變化而變化，在800MHz-960MHz時的共模阻抗高達600Ω，所以共模電感對800MHz-960MHz的共模噪聲有很好的抑製效果；FPC排線具備屏蔽效果，同時能給信號提供地回路。

 

 

3. 將屏後鐵板與PCB地相接的導電棉去掉，隻保留天線接地位的導電棉，測試TIS能達-91dBm,最終輻射 TIS 達標。

 

小結：地噪聲傳播的形式是電流，電流往阻抗低的方向流動，PCB上的地噪聲會通過導電棉流向後蓋金屬，然後通過後蓋流向天線的接地位。

 

案例二：智能音箱中頻偏影響WIFI天線的TIS。 

 

 

呈現問題：

 

智能音箱中2.4G WIFI天線 測試傳導
、輻射的TRP和TIS都不達標，天線的駐波比
、回波損耗等參數正常。

 

分析問題：

 

傳導TRP和TIS都不合格
，說明模塊本身存在問題；通過調節各電路的匹配

，TRP和TIS沒(mei)有(you)明(ming)顯(xian)提(ti)升(sheng)，通(tong)過(guo)頻(pin)譜(pu)儀(yi)查(zha)看(kan)發(fa)射(she)頻(pin)率(lv)，發(fa)現(xian)其(qi)頻(pin)率(lv)偏(pian)移(yi)，頻(pin)偏(pian)問(wen)題(ti)首(shou)先(xian)考(kao)慮(lv)晶(jing)振(zhen)，因(yin)為(wei)晶(jing)振(zhen)基(ji)準(zhun)頻(pin)率(lv)誤(wu)差(cha)大(da)
，就(jiu)會(hui)造(zao)成(cheng)本(ben)地(di)振(zhen)蕩(dang)信(xin)號(hao)頻(pin)偏(pian)
，本(ben)地(di)振(zhen)蕩(dang)信(xin)號(hao)是(shi)合(he)成(cheng)發(fa)射(she)和(he)接(jie)收(shou)頻(pin)率(lv)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)。

 

解決問題：

 

如下圖，通過調節晶振兩邊的匹配電容CG和CD
，最後取值10pF, 使發射和接收頻率都在標準範圍內，最終測試TRP和TIS合格。

 

小結：負載電容是晶振產生基準頻率的一個參數，負載電容包含了CG、CD和走線寄生電容以及芯片端等效電容 ，走線寄生電容和芯片端等效電容不好把控，所以需要外圍 CG
、CD去調節。  

 

          

 

案例三：行程記錄儀中 DC-DC 和攝像頭的噪聲影響GPS天線的接收靈敏度

 

 

呈現問題：

 

行程記錄儀中GPS天線測試輻射TIS不達標，而TRP與傳導TIS都滿足要求。天線的駐波比、回波損耗等參數正常，這樣基本可以判定是產品內部電磁幹擾影響了接收靈敏度。

 

分析問題：

 

運用頻譜儀偵測幹擾源，發現背光的DC-DC輸(shu)出(chu)的(de)紋(wen)波(bo)噪(zao)聲(sheng)和(he)攝(she)像(xiang)頭(tou)時(shi)鍾(zhong)的(de)諧(xie)波(bo)幹(gan)擾(rao)很(hen)大(da)，實(shi)驗(yan)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)
，調(tiao)節(jie)頻(pin)的(de)亮(liang)度(du)和(he)關(guan)閉(bi)攝(she)像(xiang)頭(tou)，搜(sou)星(xing)數(shu)和(he)星(xing)值(zhi)都(dou)有(you)提(ti)升(sheng)，確(que)定(ding)了(le)背(bei)光(guang)和(he)攝(she)像(xiang)頭(tou)的(de)噪(zao)聲(sheng)幹(gan)擾(rao)了(le)GPS天線的TIS。

 

解決問題：

 

1.如下圖，分別在MCLK和PCLK線上串120Ω磁珠，MCLK的磁珠靠近芯片端，PCLK線上的磁珠串在攝像頭端，搜星數和星值有一定的提升。

 

小結：磁珠放置的位置是靠近源端
，這樣就減弱了中間部分走線的輻射和耦合幹擾。MCLK由芯片給出，而PCLK由攝像頭發出。

 

 

2. 如下圖
，DC-DC輸出端增加一顆10pF的電容，然後在電容後串120Ω的磁珠濾除紋波，最後GPS搜星數和星值達標。

 

小結：通過計算，10pF左右的電容濾除1.575GHz的頻率效過最佳
，而磁珠的大小和放置的位置會影響DC-DC的轉換效率，磁珠一般放置在電容之後。

 

 

總結：產品內部常見的電磁幹擾有DDR、屏
、攝像頭等時鍾的諧波噪聲和DC-DC紋波噪聲
、地噪聲等。PCB設計初期需考慮EMC設計，布好局

、布好線
，高頻信號線設計串共模電感或磁珠的位置
，電壓線設計串磁珠和並電容位置等等
，避免再次改板，縮短研發周期。

 

 

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