【導(dǎo)讀】針對(duì)三次諧波分析雜散輻射來(lái)源是否通過(guò)傳導(dǎo)傳播，通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證此頻率下傳導(dǎo)雜訊的裕量在9dB以上。接下來(lái)的思路轉(zhuǎn)移到了輻射的雜訊上。
通過(guò)一個(gè)案例，使用是德科技測(cè)試測(cè)量解決方案，完成無(wú)線智能終端產(chǎn)品的輻射雜散的最終優(yōu)化。
某無(wú)線智能終端案例要點(diǎn)：
● GSM850 RSE測(cè)試三次諧波輻射超標(biāo)
● 2.2GHz頻率裕量較小
圖1 調(diào)試前輻射雜散測(cè)試結(jié)果
圖2 調(diào)試前傳導(dǎo)輻射測(cè)試結(jié)果
調(diào)試設(shè)備：
● Keysight CXA N9000A+ N9311X 套件
首先，針對(duì)三次諧波分析雜散輻射來(lái)源是否通過(guò)傳導(dǎo)傳播，通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證此頻率下傳導(dǎo)雜訊的裕量在9dB以上。接下來(lái)的思路轉(zhuǎn)移到了輻射的雜訊上。
針對(duì)輻射問(wèn)題，我們要尋找出干擾的噪聲，使用頻譜分析儀在頻域分析會(huì)更快速精準(zhǔn)的找出方案。這里我們使用性價(jià)比較高的CXA N9000A頻譜分析儀，搭配使用N9311X 套件中的磁場(chǎng)環(huán)形探針來(lái)掃描手機(jī)的近場(chǎng)雜訊。通過(guò)使用較低靈敏度的環(huán)形探頭可以發(fā)現(xiàn)在天線區(qū)域存在較大的諧波，如圖3所示 2.55GHz峰值達(dá)到了 -43.29dBm。
從測(cè)試結(jié)果來(lái)看，諧波超標(biāo)很嚴(yán)重，這一點(diǎn)與天線區(qū)域的雜訊信號(hào)很相似，考慮到傳導(dǎo)嫌疑已經(jīng)排除，因此分析的重點(diǎn)集中到了天線區(qū)域的非線性器件。從如圖4所示原理圖可以看出，天線的調(diào)諧開(kāi)關(guān)是正常工作的，由于天線開(kāi)關(guān)本身是非線性器件，因此首先確認(rèn)天線開(kāi)關(guān)的影響。將天線開(kāi)關(guān)旁路（天線仍然正常）如圖5所示，發(fā)現(xiàn)此時(shí)2.55GHz的雜訊可以降低到-55.7dBm左右，因此可以確定天線區(qū)域的雜訊就是調(diào)諧開(kāi)關(guān)造成的。
在這里由于僅GSM850的三次諧波出現(xiàn)問(wèn)題，且能較快確定最強(qiáng)輻射范圍，因此無(wú)需再進(jìn)一步使用高靈敏度的磁場(chǎng)環(huán)形探頭進(jìn)一步精確定位。
圖3 調(diào)試前2.55GHz近場(chǎng)輻射結(jié)果
圖4 調(diào)諧開(kāi)關(guān)旁路
圖5 調(diào)試后2.55GHz近場(chǎng)輻射結(jié)果
接下來(lái)針對(duì)2.2GHz頻點(diǎn)處輻射雜散的裕量不足，可先用N9311X 套件中的低靈敏度磁場(chǎng)環(huán)形探針以及來(lái)掃描及點(diǎn)測(cè)手機(jī)的近場(chǎng)雜訊，如圖6所示發(fā)現(xiàn)該頻率以及750MHz的信號(hào)最強(qiáng)近場(chǎng)輻射區(qū)域集中在PCB的下半部分其中一個(gè)電源網(wǎng)絡(luò)，此電源網(wǎng)絡(luò)會(huì)經(jīng)過(guò)較多高頻成分的芯片以及雜訊較多的LED以及按鍵區(qū)域。
經(jīng)過(guò)查閱電源和芯片文檔得知其開(kāi)關(guān)頻率的大約為1.9M，該頻率成分的電源噪聲會(huì)在調(diào)制過(guò)程中頻移到信號(hào)頻率兩側(cè)。然而由于使用較低靈敏度的探頭智能確定處板上下半部分都是可能的輻射雜散信號(hào)源，卻無(wú)法定位精確的位置。此時(shí)我們需要進(jìn)一步使用套件中精度更高的磁場(chǎng)環(huán)形探頭或者垂直向磁場(chǎng)探頭來(lái)確定最強(qiáng)區(qū)域。最終發(fā)現(xiàn)在750MHz+/-17MHz在紅色框標(biāo)示區(qū)域最強(qiáng)。測(cè)試結(jié)果請(qǐng)參考圖7所示，此處750MHz附近的近場(chǎng)輻射為-83.21dBm，2.25GHz處最大近場(chǎng)輻射為-44.18dBm。
圖6 調(diào)試前750MHz及2.25GHz近場(chǎng)輻射最強(qiáng)區(qū)域
圖7 調(diào)試前750MHz及2.25GHz近場(chǎng)輻射測(cè)試結(jié)果
由于2.25GH大約是750MHz的三次諧波，因此我們首先針對(duì)750MHz做濾波設(shè)計(jì)。為了克服這種干擾應(yīng)該對(duì)基帶信號(hào)加以濾波，阻止高頻成分傳播和搬移。如圖8所示是一種推薦電路，其中電容C1、C2和L2可作為備選，將此電路加在圖6黃色框圖標(biāo)示的電源入射端口附近做濾波。
圖8 建議增加濾波電路
采用此濾波方案后的再進(jìn)行近場(chǎng)掃描Max Hold的結(jié)果可參考圖9所示近場(chǎng)輻射結(jié)果，此處750MHz附近的近場(chǎng)輻射已經(jīng)下降到了-92.42dBm，2.25GHz處最大近場(chǎng)輻射下降到了-53.08dBm：
圖9 調(diào)試后750MHz及2.25GHz近場(chǎng)輻射測(cè)試結(jié)果
最后我們?cè)龠M(jìn)入暗室完成一次全頻帶范圍內(nèi)的輻射雜散掃描和傳導(dǎo)掃描，最終結(jié)果請(qǐng)參考圖10和圖11所示。可以看出輻射雜散結(jié)果有明顯改善，同時(shí)傳導(dǎo)輻射也有所改善。
圖10 調(diào)試后輻射雜散測(cè)試結(jié)果
圖11 調(diào)試后傳導(dǎo)輻射測(cè)試結(jié)果
總結(jié)
本案例向我們揭示了一種通過(guò)使用頻譜儀和近場(chǎng)探頭測(cè)試解決方案來(lái)完成無(wú)線智能通訊設(shè)備的輻射雜散調(diào)試的方法。一個(gè)快速精準(zhǔn)及高性價(jià)比的設(shè)備往往能夠高效的完成研發(fā)驗(yàn)證。
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