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-DCshuchudewenbozaoshengheshexiangtoushizhongdexieboganraohenda，shiyandeguochengzhong，tiaojiepindeliangduheguanbishexiangtou，souxingshuhexingzhidouyoutisheng

，quedinglebeiguangheshexiangtoudezaoshengganraoleGPS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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