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一、 問題的現(xiàn)象及描述
采用博通WIFI方案方案的兩個項目在做CE高頻雜散測試時發(fā)現(xiàn)5G RX出現(xiàn)10.359 GHz的高頻雜散點,通過更換信道,該雜散點跟著改變,最終確認該頻率是5G主信號的二倍頻;如下圖:
二、 問題分析
? 由于這個高頻雜散點隨主頻改變,并且是主頻的二倍頻,所以首先懷疑是TX的二次諧波,但測試的是RX雜散,故懷疑是RX測試時TX未完全關閉,導致射頻通路上二次諧波超標,然后我們將天線直接去掉,發(fā)現(xiàn)在信寶測試結果未有任何改善,并在實驗室用傳導方式測試射頻輸出口,未發(fā)現(xiàn)二次諧波,并且射頻通路有雙工器,對二次諧波抑制較好,故可以判定RX的10.359G雜散不是從天線輻射出去;
通過軟件方法給出解決方案nvram set sb/1/vcotune=1,可以降低3dB左右,但依然超標嚴重,但至少還是很有用;
? 在實驗室用頻譜儀掃描發(fā)現(xiàn)10.359G這個雜散點在正面鋁散熱器和背面的兩路電源處(SYNTH_VDD3_3V_C1和SYNTH_VDD3_3V_C0)能量最強,在信寶實驗室測試也發(fā)現(xiàn)當DUT轉到正面的鋁散熱器處超標最嚴重,故直接去掉鋁散熱器,但依然超標5~6dB,這里也說明鋁散熱器不能使用,輻射太嚴重;
? 去掉正面鋁散熱器,依然超標5~6dB,這時在信寶測試,發(fā)現(xiàn)DUT轉到PCB板背面輻射超標最嚴重,故開始在背面貼吸波材料+正面采用陶瓷散熱器方案,這種方案可行,但一致性很難保證,并且不美觀,遭到淘汰;
? 既然知道輻射源,我們直接采用屏蔽罩方案,但在測試過程中發(fā)現(xiàn)只屏蔽背面,正面會超標很嚴重,單一屏蔽正面,背面又會超標很嚴重,故正反兩面都需要屏蔽,拿了一塊板做驗證,將正反都屏蔽,發(fā)現(xiàn)超標更加嚴重,超標7~8dB,判斷是沒有將輻射源全部屏蔽,仔細排查PCB電路發(fā)現(xiàn)有三根電源線離SYNTH頻率合成電源很近,懷疑是耦合到電源線上,電源線當天線將其輻射,
? 既然懷疑是電源線充當天線,將輻射源輻射,故用銅箔紙將這些電源線屏蔽,在實驗室測試,輻射減弱很多,超標24dB;但依然還是超標,并且測試發(fā)現(xiàn)超標最嚴重在正面,故懷疑是屏蔽罩焊接不良導致,將正面屏蔽罩重新焊接,然后測試發(fā)現(xiàn)RX雜散裕量0.20.7dB左右,勉強通過,焊接三臺機測試發(fā)現(xiàn)稍微焊接不好屏蔽罩就會超標;
? 通過上述措施,依然余量不是很足,故考慮從電影電路設計上看能否在優(yōu)化一些余量,由于10.359GHz這個雜散點在頻率合成電源處輻射能力最強,這兩路電源設計如下:入圖片描述](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/ad46250c5e5f406f8fa3be71022449eb.png#pic_center)
既然知道源頭是主芯片博通WIFI方案沿著SYNTH兩路電源對外輻射的,在實驗室定位問題時發(fā)現(xiàn)兩路電源附近的地都有很強的雜散信號,這樣會導致附近一些尖銳的器件都會形成天線對外輻射;故在芯片到電源間連接放一顆高頻磁珠,并且去掉芯片管腳附近的濾波電容,在信寶實驗室RX雜散有12dB的余量,到此解決了RX的10.359雜散點,華碩競品在信寶實驗室超標34dB,去掉金屬散熱器才可以PASS,故金屬散熱器不能加上去;
? RX雜散解決后,在信寶實驗室細看TX雜散發(fā)現(xiàn)10.359超標7~10dB,最后在屏蔽罩內將FEM屏蔽或者晶振屏蔽都可以解決,屏蔽后會有10dB以上的余量,猜想原因可能是,10.359GHz的雜散耦合到晶振的金屬和FEM的蓋子上,然后又離屏蔽罩距離太近,導致雜散信號在蓋子里面來回反射,導致這個頻點的TX雜散也惡化很嚴重,故需要在屏蔽罩里對fem或者晶振進行屏蔽,其中最有效的是直接屏蔽晶振,但考慮到晶振溫度超標等風險,選擇了屏蔽FEM,到此10.359GHz在博通WIFI方案平臺上的這個雜散問題得到解決。
三、 解決過程
增加正反屏蔽罩,并且正面屏蔽罩里對FEM進行單獨屏蔽,SYNTH兩路電源靠近芯片端的100nf濾波電容直接去掉,并且將0歐姆電阻改為高頻磁珠。
四、 改進后效果
采用上述改進措施,工廠貼裝10pcs拿到信寶進行測試,RX余量都在1.5d以上,TX雜散余量都在10dB以上
五、 結論
現(xiàn)在CE的標準越來越嚴,產品設計往往在最后的EMC高頻雜散上出問題,對于以后像這種由芯片設計缺陷產生的雜散超標點,要首先定位到輻射源、輻射路徑,然后從電路設計上和破壞輻射路徑兩方面著手,對其進行解決!