GPS动态壁纸-蘑菇白昼干扰5-7个dB如何解决的？

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GPS动态壁纸-蘑菇白昼干扰5-7个dB如何解决的？

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anfn911 发表于 2017-1-22 11:09
楼主能把你测试现象和结果说的详细些吗？比如：
1：屏亮和屏灭干扰如何？
2：静态壁纸干扰如何？

动态壁纸的干扰   其实有分两部分
一个是Backlight   一个是LCM
所以首要之务是厘清   
到底是Backlight的干扰?  还是LCM的干扰?  还是两者都有?



因此建议先用静态壁纸测试  因为此时只会有Backlight的干扰
这样可以厘清  Backlight的干扰多大
如果静态壁纸就有干扰   那就要往Backlight方面去寻找
如下图的路径1





如下图，可以更换C1911的值，若要砍GPS频段的Noise
以0201而言   可以改成24pF




或是在C1910跟C1911之间，摆放一个电感或磁珠，来抑制噪声，使其灵敏度不会因屏幕亮度而有劣化。



当然  以上图而言  C1910跟C1911之间  是没有预留元件的
那电感或磁珠   要如何摆放呢?



这时就要看Layout了
如果走表层



那可以把表层的线割断



然后把电感或磁珠放置上去





当然   你要先看Datasheet  看这磁珠或电感 最大承受电流为多少   
因为这是电源线  电流过不去就完了

但如果走内层  就没办法了





或是以高通的PM8998为例   因为Backlight Driver是内建在PMIC中
所以可以针对PM8998的这几个跟Backlight相关的走线  放置落地电容




当然   若这些走线走表层   可用上述方式   再串联电感或磁珠







如果找不出干扰源是来自哪条走线   那就先用Near Field Probe，去找出噪声来源，如下图 :




先看哪个区域  会有GPS频段的Noise
再往那个区域的走线  一条一条去点  看干扰源是来自哪条走线



Backlight的解决之道  大概就这些了






如果静态壁纸没干扰   但动态壁纸有干扰 那表示Noise是来自LCM
首先是LCM的Clock频率  假设若为60 MHz  则26阶谐波   便会打到GPS
(60 MHz * 26 = 1560 MHz)



此时可以透过软件方式   去更改LCM的Clock频率
例如若改成80 MHz  那这样其倍频就可以避开GPS频率
尤其GPS只有单一Channel  要避开很容易



至于若是LTE或GSM的De-sense  也可以用这种改Clock频率的方式
因为若只测高中低三个Channel  那还是有机会避开
至于扫All Channel  例如GSM  那改Clock频率
也只是让受干扰的Channel  移到另一个Channel罢了

但是  但是  但是  我们由下图可知
虽然改Clock频率  依然有De-sense现象存在  
但至少干扰程度缓解了许多





这是因为由于高速讯号的波形，会趋近于方波，因此在频域上，会有大量的辐射噪声，如下图 :




而这些高速噪声，在PCB会有频率响应，亦即不同频率点，其噪声的强度也有所不同。




因此可利用这特性  先透过改频率方式 缓解De-sense情况  
之后要解也比较好解





再来是MIPI讯号   多半会有EMI Filter



可以挑选共模噪声抑制较好的EMI Filter






由下图可知   换了一个共模噪声抑制较好的EMI Filter后
其De-sense确实有所改善














再来要厘清  De-sense是传导还是耦合？
如果是传导就有  表示Noise是窜进PCB的RX走线




那多半跟Layout相关   此时可以一段一段排查
以GPS路径为例   大概可分为4段  如下图




如果到了第2段就没De-sense  表示是第1段受干扰
如果到了第2段还有De-sense  表示第1段是清白的
后面就依此类推



尤其是观察RX走线附近  有无高速讯号转弯处
因为这些高速数字讯号，多半为差分形式，而差分讯号走线，最重要的就是等长，如果不等长，会容易产生共模噪声。越高速的讯号，其干扰会越大，换言之，越高速的讯号，就越要注意等长。而差分讯号在走线过程中，最容易产生不等长之处，便是转弯，亦即对这些高速差分讯号而言，转弯处是最容易产生干扰的地方，如下图 :








如果是耦合才有  表示Noise是窜进天线




那就要排查   天线附近的Noise来源
最常见就FPC，不但是Noise来源  更是辐射体



   





因此当灵敏度劣化时，可先导电贴布贴在FPC Connector，除了屏蔽作用外，也可使其辐射噪声都透过导电贴布流到GND，而不会去干扰天线的接收讯号，使其灵敏度下降。如果该实验手法能使灵敏度有所改善，那证明噪声来源是来自FPC Connector，再针对该处及相关电路，导入解决方案。







加强其屏蔽与接地，也是有效的解法。



可用导电贴布，加强FPC的接地，有助于辐射干扰的抑制。









或是LCM上黏贴两片双面导电胶，加强接地，也能改善灵敏度。







当然  最好是请FPC厂商直接铺银浆(表层黑黑那个就是)
先从FPC本体加强屏蔽   之后你要解也比较好解




但如上图    你在使FPC跟中框贴合时   两点要注意
一个是你FPC要贴紧贴好  因为此时中框为GND  贴紧就是为了加强接地
让FPC的Noise  通通透过中框流到GND   而不会辐射出去
但若没贴紧   那就是FPC接地不好  其Noise一样会辐射出去



即便你FPC已有铺银浆   但不保证就不会有Noise辐射出去  所以接地加强仍是必要



第二点是中框的接地要良好   前述说过  你此时是把中框当GND  贴紧就是为了加强接地   如果中框接地不好  那表示FPC的Noise  没有流到GND
任何金属  没接地就是辐射体  所以中框若接地不好
那么此时中框不是GND   而是辐射体
这样一来   你De-sense可能会更严重   因为你等于有(中框+FPC)两个辐射体在辐射Noise






因此  以下图为例




你要先在A处   贴导电泡棉   加强PCB跟LCM中框的接地
之后  再于B处   贴导电泡棉   加强PCB跟金属背盖的接地
如此一来  
LCM中框  PCB的GND  金属背盖
这三者都会形成一个很紧实的GND   
如此便可大幅降低噪声辐射出去的可能性



再不然就是直接请FPC厂商修改电路，在FPC上增添稳压电容或滤波电容，如下图 :






前述已知，FPC不但是很强的噪声来源，也是良好辐射体
而导线长度与噪声的强度正相关，因此FPC走线不宜过长，越短越好，且需加强屏蔽与接地。



另外EMI Filter的摆放位置，需离FPC Connector越近越好，确保进入FPC的噪声分量能降到最低。当然这取决于你的Placement  如果EMI Filter位置  已经离FPC Connector很远   那除了换共模噪声抑制较好的EMI Filter外
可能还需要在FPC的接口处，再摆放落地电容。

主要原因是  MIPI会有高速噪声  FPC本身也会有噪声
加上FPC本身是良好辐射体   所以FPC辐射出去的噪声
包含了MIPI跟FPC本身
如果EMI Filter离Connector太远   这样MIPI噪声  还是有可能会流入FPC







所以才说  EMI Filter的摆放位置，需离FPC Connector越近越好，或是在FPC的接口处，再摆放落地电容。都是一样道理 确保进入FPC的噪声分量能降到最低   这样你就只剩FPC的Noise要解











另外，前述说过  任何金属若没接地，就是辐射体，且辐射效率与金属尺寸大小正相关，因此最好能在PCB与LCM金属接触处，预留一块GND，以加强LCM金属的接地，避免噪声以LCM金属为辐射体，直接产生辐射干扰。




甚至可在LCM金属跟PCB GND之间，置入导电泡绵，以进一步加强其接地能力。






而因为FPC是常见的辐射干扰来源，因此Placement时，尽可能远离天线，避免其噪声直接耦合到天线，使灵敏度下降
。










另外  有一个因素   可能会同时造成传导De-sense与辐射De-sense
那就是Shielding Can

再谈前述的MIPI讯号，若Shielding Frame接地良好，则MIPI讯号所产生的高速噪声，自然会流到GND。




而当Shielding Frame接地没那么良好时，此时Shielding Can就等同于辐射体，会把高速噪声辐射出去，干扰天线所接收的无线讯号，造成辐射Desense。



因此若要消除辐射机制，则需加强Shielding Can的接地。可将MIPI讯号上方的Shielding Can，与Housing的金属紧密接触，加强接地，使其Shielding Can上方的噪声，都能流到GND。




  


当然  如前述  Housing本身也需有良好的接地，
否则也会是另一个良好的辐射体，将其MIPI的高速噪声辐射出去。




而Shielding Frame的Pad，尽可能如下图右那样，越完整越好，而不要像下图左一样不连续，




其实体图片如下 :




            





主要原因是  以下图为例   如果Shielding Frame的Pad  只有4个
每个Pad都看成电阻   则等同4个电阻并联
但若Shielding Frame的Pad连续   则可以看成是无限多个电阻并联
电阻是越并越小  所以无限多个电阻并联  其理论上总电阻值会为0
因此Shielding Frame的Pad连续   会有较佳的接地效果




除此之外  而Pad上，其GND Via要多打，如下图 :







因为前述已知，若金属没连到Main GND，就会是辐射体，倘若GND Via打得太少，此时整个Shielding Can会形成一个共振腔结构，变成一个辐射体，那么外来噪声，只会有一部分流到Main GND，另一部份会直接辐射到RF讯号，产生传导De-sense 如下图 :











所以传导测试有分两种   一种是用PCB来测




一种是用整机来测(整机破孔  露出Connector)




如果是PCB测传导  就有De-sense  那表示是Layout造成的
如果是整机测传导  才有De-sense  那表示是Shielding Can接地不好
未能完全屏蔽Noise造成的

同理，以MIPI讯号而言   多半是来自基频Chip  
若是高通平台  那就是Modem Chip   例如MSM8998







而Shielding Can接地不好  那么里头BB Chip辐射出去的噪声，碰到Shielding Can后，只有一部分会流到Main GND，另一部份会直接以Shielding Can当辐射体(共振腔结构)，直接将噪声辐射出去，进而产生辐射De-sense。



因此前述Shielding Frame的Pad，之所以要越完整越好，也是因为如此一来，能打的GND Via数量较多，接地效果较佳。






当然  除了加强Shielding Can的接地外   也可以直接在BB Chip上方贴Absorber  以吸收辐射Noise











而除了IC本体会辐射Noise外  
倘若有高速数字讯号的灌孔，这些灌孔也会产生辐射干扰。








因此在Shielding Cover开孔处，贴上导电泡绵，



  
或是贴上铜箔



甚至直接将Shielding Cover开孔处改为闭合，都有助于屏蔽噪声与加强接地，避免产生辐射干扰，使灵敏度下降。







另外  若Shielding Frame吃锡不良，同样会使其接地不好，造成灵敏度下降。






此时可能需透过微调工厂SMT制程的方式，来加强Shielding Frame的吃锡。









而倘若电池为铝制外壳，也会是良好的辐射体，



  

若前述的CLK讯号，或高速讯号，其走线离电池接口过近，其高频噪声有可能
耦合到电池接口，再透过铝壳电池辐射出去。




电源走线因其强大电流，而为强大的Noise Source，而电池接口是一定会有VBAT走线，故其电流有可能透过电池接口流到电池的铝外壳上，产生辐射干扰，如下图 :







而CLK讯号，或高速讯号，可透过走线避开电池接口的方式来避免该情况，
但VBAT走线是一定离不开电池接口，故其Housing的接地很重要，如此一来，当铝壳电池放到Housing后，就会因与其紧密结合，而使其辐射机制消失，如下图，




总之  你要先厘清  
是传导就有De-sense  还是辐射才有De-sense?
如果是传导就有   那是PCB测试就有   还是整机才有?
另外  要利用静态壁纸   来验证是Backlight问题? 还是LCM问题?
还是两者都有?





其他GPS设计事项   可参照此文件



De-sense部分   从Page 81开始看

qiyuexue

接地处理，如果还不行的话，则改版

Battier

传导还是耦合？动态壁纸干扰估计是LCD的FPC引起的，可以往这个方向排查一下。

anfn911

楼主能把你测试现象和结果说的详细些吗？比如：
1：屏亮和屏灭干扰如何？
2：静态壁纸干扰如何？
3：传导还是耦合？

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jack1_lu 发表于 2017-2-8 14:46
膜拜大神，已收藏

每次我也是都用膜拜这个词，发现没什么更好的词可以用来形容Cri大神了，保存下来好好研究，表示对大神的敬意！

mich_lcm

C神对技术的深刻理解和认真的态度让人佩服。

gaozifeng

真全面啊  大神中的战斗机啊

lonely10

很少有怎么详细的处理问题的说明了 ，谢谢！

836130519

大神，什么叫专业

全面的很