干擾問題是我們做硬件,做產(chǎn)品的人無法繞開的一個話題,今天我們就來聊聊射頻系統(tǒng)中RX靈敏度desense的問題。
那么何為desense?簡言之為射頻接收機(jī)靈敏度惡化。
從系統(tǒng)靈敏度公式Pr=-174+NF+10lg(B)+10lg(SNR)中可知,系統(tǒng)接收機(jī)靈敏度由信道帶寬和信噪比共同決定。例如20M帶寬就要比40M帶寬理論值好3dB.對于一個特定的系統(tǒng)接受機(jī),只有噪聲是不確定的,所以信噪比的惡化就直接導(dǎo)致了靈敏度的惡化。一般來說信號強(qiáng)度一般不會受到環(huán)境干擾的影響,所以實(shí)際上信噪比的惡化就是RX頻段的底噪被抬高了。
在WIFI 產(chǎn)品的RX靈敏度desense問題中,常見的整機(jī)與板級干擾源分析:
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整機(jī)天線被PCBA輻射的雜散信號干擾,從而引發(fā)系統(tǒng)靈敏度惡化。
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PCBA上的各種高速數(shù)字信號(如PCIe、USB2/3、RGMII、SGMII、DDR)以及晶體、功率電感等都會輻射雜散信號,如果這些雜散信號落在2.4G或者5G頻段范圍內(nèi),則可能造成RX靈敏度的惡化。
那么在實(shí)際工程問題中,我們應(yīng)該如何來測試這個RX desense呢?接下來我們以WIFI產(chǎn)品來舉例說明:
我們先來看看測試原理:
備注:
WIFI TX功率=CWM RX=WIFI TX-ATT
WIFI RX 靈敏度=WIFI RX=CWM TX-ATT
WIFI TX功率-WIFI RX靈敏度=CWM RX -WIFI RX
說明:Desense本質(zhì)上就是基于傳導(dǎo)的數(shù)據(jù),去看空口耦合的RX,如果存在干擾,則RX基于傳導(dǎo)的損耗就是變大,因?yàn)椋嗤闆r下空間損耗是一定的。
具體的測試步驟:
1.測試PCBA傳導(dǎo)TX功率和RX靈敏度:
速率HT20MCS7;
信道2G:1~13;5G:36~64,149~165);
2.測試整機(jī)天線耦合下的TX功率和RX靈敏度;
速率HT20MCS7;
信道2G:1~13;5G:36~64,149~165);
3.將PCBA傳導(dǎo)測試的TX功率和RX靈敏度結(jié)果相加得到A;
4.將整機(jī)天線耦合測試的TX功率和RX靈敏度結(jié)果相加得到B;
5.將B-A,如果|B-A|<3,則判斷干擾可以接受;如果|B-A|>3,則判斷干擾過大,需要整改;
如下以2.4G舉例說明:
B=實(shí)測OTATX功率+實(shí)測OTARX靈敏度
A=實(shí)測傳導(dǎo)TX功率+實(shí)測傳導(dǎo)RX靈敏度
OTA desense=B-A
Desense 測試中注意事項(xiàng):
1.所有信道都要測試,因?yàn)橐恍┱瓗Ц蓴_信號可能就落在某個信道內(nèi),只對該信道造成干擾,因此不能挑選個別信道代替進(jìn)行測試;
2.建議測試速率選擇HT20MCS7;
3.進(jìn)行整機(jī)耦合測試時,TX和RX測試要一次測完,中途不能打開屏蔽箱調(diào)整天線位置,如果中途打開屏蔽箱調(diào)整了天線位置,則整機(jī)耦合測試需要全部重新測試;
我們在產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初應(yīng)該怎么做好抗干擾設(shè)計(jì)呢?
1.做好高頻信號的濾波,在源頭就近濾波,在高頻信號,關(guān)鍵時鐘信號上預(yù)留電容設(shè)計(jì)。
2.做好屏蔽設(shè)計(jì),對輻射類干擾區(qū)域設(shè)計(jì)預(yù)留屏蔽罩,比如帶DDR的小系統(tǒng),射頻模塊,同時針對高速信號線盡量走PCB內(nèi)層。
3.做好良好的接地設(shè)計(jì)。
關(guān)于單板與整機(jī)抗干擾設(shè)計(jì),你還有什么好辦法呢?歡迎留言討論!