干擾問題是我們做硬件,做產品的人無法繞開的一個話題,今天我們就來聊聊射頻系統中RX靈敏度desense的問題。
那么何為desense?簡言之為射頻接收機靈敏度惡化。
從系統靈敏度公式Pr=-174+NF+10lg(B)+10lg(SNR)中可知,系統接收機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接受機,只有噪聲是不確定的,所以信噪比的惡化就直接導致了靈敏度的惡化。一般來說信號強度一般不會受到環境干擾的影響,所以實際上信噪比的惡化就是RX頻段的底噪被抬高了。
在WIFI 產品的RX靈敏度desense問題中,常見的整機與板級干擾源分析:
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整機天線被PCBA輻射的雜散信號干擾,從而引發系統靈敏度惡化。
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PCBA上的各種高速數字信號(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,則可能造成RX靈敏度的惡化。
那么在實際工程問題中,我們應該如何來測試這個RX desense呢?接下來我們以WIFI產品來舉例說明:
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本質上就是基于傳導的數據,去看空口耦合的RX,如果存在干擾,則RX基于傳導的損耗就是變大,因為,相同情況下空間損耗是一定的。
具體的測試步驟:
1.測試PCBA傳導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傳導測試的TX功率和RX靈敏度結果相加得到A;
4.將整機天線耦合測試的TX功率和RX靈敏度結果相加得到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=實測OTATX功率+實測OTARX靈敏度
A=實測傳導TX功率+實測傳導RX靈敏度
OTA desense=B-A
Desense 測試中注意事項:
1.所有信道都要測試,因為一些窄帶干擾信號可能就落在某個信道內,只對該信道造成干擾,因此不能挑選個別信道代替進行測試;
2.建議測試速率選擇HT20MCS7;
3.進行整機耦合測試時,TX和RX測試要一次測完,中途不能打開屏蔽箱調整天線位置,如果中途打開屏蔽箱調整了天線位置,則整機耦合測試需要全部重新測試;
我們在產品設計之初應該怎么做好抗干擾設計呢?
1.做好高頻信號的濾波,在源頭就近濾波,在高頻信號,關鍵時鐘信號上預留電容設計。
2.做好屏蔽設計,對輻射類干擾區域設計預留屏蔽罩,比如帶DDR的小系統,射頻模塊,同時針對高速信號線盡量走PCB內層。
3.做好良好的接地設計。
關于單板與整機抗干擾設計,你還有什么好辦法呢?歡迎留言討論!