关于手机辐射杂散问题的请教

heimao_lixin

最近老碰到GSM900的二次谐波超标的问题（1.8G：-36DB），<img src="attachments/dvbbs/2009-12/200912316251473499.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />
我们一般就怀疑PA部分。有以下问题想请教大家：

1.为什么出现杂散，我们一般会怀疑PA，难道PA的非线性更容易产生谐波，交调和互调吗？还有哪些因素容易引起杂散？

2.出现杂散时候，我们一般会在PA输出到ASM之间加一个PI型网络，如图，请问，这个PI型网络是高通还是低通？选择依据是什么（为什么是低通或高通）？

3.杂散分带内和带外杂散，什么是带内杂散，带外杂散？杂散是不是定义在PVT频率范围以外的相应频率上的发射电平？


请各位达人指教，多谢！

redstar1986

第二个我觉得是低通吧，匹配网络也可以滤除高次谐波吧
个人愚见，等高手解答

president

1.首先弄清楚是辐射还是传导，辐射的话有很多原因，传导就是PA out匹配、Transiver输出的匹配（及PA的输入匹配）
2.匹配没有特殊的要求，感觉上低通会好一点。
3.带内，带外是频段，不是PVT。比如GSM900频段，880~915 & 925~960就是带内，其他就是带外。

flywi

可以看看标准，标准中带内基本上就是载频两旁各20MHz到1.8MHz范围内的部分。

criterion

<B>以下是引用<i>heimao_lixin</i>在2009-12-3 16:58:25的发言：</B>
最近老碰到GSM900的二次谐波超标的问题（1.8G：-36DB），<img src="attachments/dvbbs/2009-12/200912316251473499.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />
我们一般就怀疑PA部分。有以下问题想请教大家：

1.为什么出现杂散，我们一般会怀疑PA，难道PA的非线性更容易产生谐波，交调和互调吗？还有哪些因素容易引起杂散？

2.出现杂散时候，我们一般会在PA输出到ASM之间加一个PI型网络，如图，请问，这个PI型网络是高通还是低通？选择依据是什么（为什么是低通或高通）？

3.杂散分带内和带外杂散，什么是带内杂散，带外杂散？杂散是不是定义在PVT频率范围以外的相应频率上的发射电平？


请各位达人指教，多谢！

1.因为PA是最大的非线性贡献者   所以第一个当然怀疑PA
  引起杂散原因有几个  
  PA Load-pull没调好  导致线性度不佳
  或是Load-pull跑到了高谐波的区域

<img src="attachments/dvbbs/2013-6/201361521303369761.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />

  或是有DC进入了PA  导致PA线性度下降
  再不然  PA电源受到高频噪声  或瞬时电流影响
  天下Bug出电源   电源被干扰  PA当然线性度会下降
  这些都是引起杂散的常见原因


2.PA到ASM之间的PI型网络   纯粹是Matching用的
当然如果能设计成低通是最好
这样可以砍谐波
可是不要忘记   它主要目的是Matching  
低通只是我们期许的附加条件
如果为了设计成一个低通
然后使Load-pull离50奥姆很远
导致PA线性度不佳
就算这低通能抑制谐波   使杂散 Pass
但Frequency/Phase error, ORFS, Tx noixe in RXB都Fail
这就本末导致了  有何意义?
所以这PI型网络   低通或高通  没有绝对
因为它主要目的就是Matching  提升PA线性度
低通只是我们期望能额外附属的功能   



所以如果要设计低通   应该是设计在PA input
因为以GSM来讲   PA输入范围通常很大
(0 dBm ~ 6 dBm)
这表示你不需要特意调PA input的匹配   有些许Mismatch Loss也无所谓
既然如此   那就先在PA input  设计一个低通
先把DA (Drive Amplifier)的谐波抑制
避免透过PA的非线性跟放大作用    使谐波更为加强


另外  PA input也是DA的Load-pull

<img src="attachments/dvbbs/2013-6/201361521312479549.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />


所以所以若PA input设计成低通没用
那不仿把PA input   调到50奥姆
来提升DA的线性度
否则若DA线性度不佳
PA input前  谐波已经很大
进入PA这个非线性贡献者  谐波只会更恶化




除了PA   其实ASM也跟谐波息息相关
详细原理可参照
<img src="attachments/dvbbs/2013-6/201361521314681567.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />
在此就不赘述

wdslvhy

mark一下...

wanhongjun1128

楼主分析的很好

criterion

<B>以下是引用<i>criterion</i>在2013-6-15 21:31:57的发言：</B>
！





1.因为PA是最大的非线性贡献者                 所以第一个当然怀疑PA
                引起杂散原因有几个               
                PA Load-pull没调好                导致线性度不佳
                或是Load-pull跑到了高谐波的区域

<img src="attachments/dvbbs/2013-6/201361521303369761.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />

                或是有DC进入了PA                导致PA线性度下降
                再不然                PA电源受到高频噪声                或瞬时电流影响
                天下Bug出电源                 电源被干扰                PA当然线性度会下降
                这些都是引起杂散的常见原因


2.PA到ASM之间的PI型网络                 纯粹是Matching用的
当然如果能设计成低通是最好
这样可以砍谐波
可是不要忘记                 它主要目的是Matching               
低通只是我们期许的附加条件
如果为了设计成一个低通
然后使Load-pull离50奥姆很远
导致PA线性度不佳
就算这低通能抑制谐波                 使杂散 Pass
但Frequency/Phase error, ORFS, Tx noixe in RXB都Fail
这就本末导致了                有何意义?
所以这PI型网络                 低通或高通                没有绝对
因为它主要目的就是Matching                提升PA线性度
低通只是我们期望能额外附属的功能                 



所以如果要设计低通                 应该是设计在PA input
因为以GSM来讲                 PA输入范围通常很大
(0 dBm ~ 6 dBm)
这表示你不需要特意调PA input的匹配                 有些许Mismatch Loss也无所谓
既然如此                 那就先在PA input                设计一个低通
先把DA (Drive Amplifier)的谐波抑制
避免透过PA的非线性跟放大作用                                使谐波更为加强


另外                PA input也是DA的Load-pull

<img src="attachments/dvbbs/2013-6/201361521312479549.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />


所以所以若PA input设计成低通没用
那不仿把PA input                 调到50奥姆
来提升DA的线性度
否则若DA线性度不佳
PA input前                谐波已经很大
进入PA这个非线性贡献者                谐波只会更恶化




除了PA                 其实ASM也跟谐波息息相关
详细原理可参照
<img src="attachments/dvbbs/2013-6/201361521314681567.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />
在此就不赘述                 

以上是传导杂散的解法
如果传导杂散
但辐射杂散Fail
有几个可能因素

一个是Load-pull

天线匹配如果将谐波频点的天线阻抗   匹配到50Ω附近，
应该辐射杂散也不会有问题
这是理论上
不过   实际上
ASM看出去的Phase，会影响谐波值
这表示你就算天线匹配   弄到50Ω附近
也可能会导致辐射杂散超标
因为  或许阻抗都在50Ω附近
但相位不同   其谐波会差到 30dB以上


<img src="attachments/dvbbs/2013-6/201361914355120692.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />


遇到这种情况，可在前端加Phase Shifter，
补偿天线Matching所变更的Load-Pull与Phase，
再将其转回至谐波较低处


<img src="attachments/dvbbs/2013-6/20136191436815512.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />



另外  PA的Shielding   也会影响辐射杂散
由下图可知，若是两件式的Shielding Can，
其Shielding Cover会盖在Shielding Frame上方，


<img src="attachments/dvbbs/2013-6/201361914362971740.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />


若Shielding Cover与Shielding Frame的接触不是很紧密，
则会产生时而开路，时而短路的情况发生，这样的行为模式，
宛如一个Switch。而Switch为非线性组件，会有非线性效应，
谐波便是典型的非线性效应之一。



<img src="attachments/dvbbs/2013-6/201361914364650838.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />

由于PA本身的非线性效应   
所以本来PA输出端  就会有谐波产生
由上图可知，虽然Shielding Frame会透过GND Via，
与Main GND连接，但若Shielding Frame接地不够良好，
则这些谐波能量并不会全部流到GND，而是会有一部分，
再透过Shielding Frame与Shielding Cover的寄生电容，
耦合到Shielding Cover上。任何金属若没接地，
便是辐射体，因此当Shielding Cover与Shielding Frame未接触时，
此时Shielding Cover会等同辐射体，将其谐波能量辐射出去，
而且会因为其Switch模式的非线性效应，导致其谐波能量会更为加强，
这会使辐射杂散有超标的风险，



<img src="attachments/dvbbs/2013-6/201361914384951305.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />



所以可以做实验  测辐射杂散时   
把Shielding Cover拿掉  看是否会改善
(使之完全Open = off  没有Switch模式效应)
如果会   那就是要加强Shielding Cover与Shielding Frame的接触
一来是将其残留在Shielding Frame的谐波能量都流到GND，
二来是使之完全Short = On  没有Switch模式效应

当然   Housing上的Spring  因为影响接地
所以也要注意Switching模式效应



<img src="attachments/dvbbs/2013-6/20136191439810360.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />



而有些电路为了解天线的SAR   会有Power Detection机制

<img src="attachments/dvbbs/2013-6/201361914393123253.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />


但是因为其控制讯号的谐波较强   
而且又在Connector与天线弹片间
这当然会影响辐射杂散 因此建议先拿掉

wl2012

very good!

amicloud

专业定制带阻滤波器
公司名称：南京轩微特微波技术有限公司
电话：025-58573359，13951873509
成立时间：2008年3月
企业法人：刘先生
地址：南京市云锦路58号万达东坊7号楼704
QQ: 534667979
Email：lycloud1978@163.com

公司简介：
   南京轩微特微波技术有限公司是一家专业从事微波毫米波有源和无源器件及子系统的研发，生产与销售的高科技公司。
　公司在微波领域有着雄厚的研发实力，依托于专门从事微波器件与电路研究的专家学者，拥有多为具有丰富设计经验的工程师。研发梯队中博士学位拥有者2名，他们都在相关领域中有丰富的开发和研究经历，利用多种计算电磁学方法和商用软件进行微波器件的仿真，并有自制的电路综合与优化软件。公司同时依靠东南大学毫米波国家重点实验室和南京航空航天大学的学术力量，聘请了多位专家作为技术顾问。公司拥有先进的仪器设备以及可靠性实验的手段。
　公司产品领域涵盖了军民两用的多种微波通信器件，包括微波滤波器，双工器，功分器，耦合器，功率放大器，低噪声放大器，频率源，以及相关子系统等,广泛应用于雷达，航天，航海，通信领域。在微波滤波器方面，公司产品全面，设计能力强。主要产品包括微波带阻滤波器,微波高通滤波器，微波低通滤波器，隔离器，环形器，波导滤波器,电可调滤波器,多频合路器,多频合路平台POI，介质腔体双模滤波器，LC滤波器，同轴介质滤波器，小型化梳状滤波器，交指滤波器，等等。产品覆盖从DC-40GHz所有频段。
   带阻滤波器为我公司特色产品，提供专业定制，已研发近两百种产品。采用包括微带、悬置线、腔体、波导等多种技术实现的带阻滤波器具有较低的损耗，教高的抑制度，较高的功率容量。
   主要产品有：
1,微波腔体滤波器
2,微波带阻滤波器
3,微波高通滤波器
4,LC集总参数滤波器
5,波导滤波器
6,微波低通滤波器

virtusfanxijun

mark。。。。

rfpoweramp

所谓杂散信号是指所有不需要的信号频谱(辐射或传导).所有非线性元件都可能产生杂散,射频功放,混频器,锁向环等.除上述原因外,基带中的数字电路是手机中的另一个主要杂散产生源,逻辑门的频繁切换会产生很多时钟频率的谐波信号,如电源去耦不好就会通过电源走线辐射出去.

guody2007

楼主分析的很好,值得学习一下.