高温 EVM问题请教

thought · 发表于 2015-2-8 10:53:30

项目遇到了EVM问题，大家有什么建议嘛？
1、问题描述
项目（高通平台），其中B39在高温测试时，16QAM时EVM指标临界超标（10~12%，RMS值）。但是常温测试时EVM指标正常（2%~3%），温度大概在40~50°时开始恶化。其余TDD频段指标常温、高低温正常；PCB没有同频段的Band2
2、已做实验：
1）EVM指标随温度升高而恶化
2）与功率无关：因为高温下降功率降为closeloop（-20dbm）时，EVM指标无改善
3）EVM指标恶化时，频偏、相位误差指标正常；线性度ACLR正常，余量基本上有5~6db
4）对比了另外一个项目，电源处理上的滤波电容一致
5）将PA干掉，在PA输入口量测 load，并使用风枪加热到120°，发现常温和高温时，PA输入端的load位置变化不明显。也可以基本排除高温下laod变化造成了EVM的恶化。其余TDD频段的EVM指标正常
3、现在怀疑是RFIC或者基带在处理IQ信号时可能有问题，大家还有那些验证方案吗？
下面打算将PA BYPASS，逐级分析了。但是觉得PA应该不会影响信号调制吧

criterion · 发表于 2015-2-8 18:55:47

『2）与功率无关：因为高温下降功率降为closeloop（-20dbm）时，EVM指标无改善』

-20 dBm  不保证EVM就一定Pass!!
当你有Carrier Leakage时若输出功率处于Low Power Mode时，
其Carrier Leakage的能量，会比主讯号还大，这导致SNR变差

而SNR跟EVM成反比

所以有Carrier Leakage时低功率反而会让EVM劣化

检查步骤 :

1. 你Power不要降到-20 dBm那么低降到5 dBm就可以了
如果还是Fail  那说明跟PA线性度无关(但不代表PA是清白的  下面会讲)

2. 用频谱仪观察  功率-20 dBm时  主频处是否有上图那样一根突起
因为你功率打23.5 dBm时  Carrier Leakage可能看不出来
所以要用-20 dBm下去看如果有表示Carrier Leakage在作祟
你重新Calibration看看

『3）EVM指标恶化时，频偏、相位误差指标正常』

正常归正常重点是有没有差异!!
因为EVM包含振幅跟相位

如果高温跟常温的频偏、相位误差差异不大
方可说明跟I/Q讯号  晶振  甚至是VCO无关

检查步骤 :
1. 观察高温跟常温的频偏、相位误差差异多少?

『将PA干掉，在PA输入口量测 load，并使用风枪加热到120°，发现常温和高温时，
  PA输入端的load位置变化不明显。也可以基本排除高温下laod变化造成了EVM的恶化。其余TDD频段的EVM指标正常』

你还忽略了一点 PA的input

但由上图可知，PA输入端的Matching，其实也是DA(Driver Amplifier)的Load-pull，
因此这部分的Load-pull若没调校好，会使DA输出功率的平坦度不够，
导致在PA输入端，EVM已偏高的情况发生，再加上PA是主要的非线性贡献者，如此便会导致EVM更差。

另外，若PA输入端的Matching未收敛至50奥姆，则表示会有功率反射，进而干扰LO，导致EVM变差，

检查步骤 :

1. 直接PA拔掉  焊铜管在PA input  去观察EVM
如果高低温有所差异  表示你这现象跟PA无关  收发器一出来就有了
那就跳到步骤2

2. 拿一块裸版(上面完全没打组件)  或是废板
观察收发器输出到PA输入这端的阻抗
(因为要把收发器拔掉  再焊回去几乎不可能  所以要拿裸版或废板)
先看常温时的阻抗如果已经50奥姆  那就加热到120度
看会不会因电感电容在高温下的误差  而导致阻抗偏移
如果高温下阻抗会跑  你就换个温度稳定度较好的电感电容试试
如果常温时  就已经离50奥姆很远那就把PA input调到50奥姆
然后把调好的电感电容值更换到测试版子的PA input  再去做测试

『现在怀疑是RFIC或者基带在处理IQ信号时可能有问题，大家还有那些验证方
  案吗？下面打算将PA BYPASS，逐级分析了』

承上题  如果这现象  收发器一出来就有
但是PA input的阻抗  高温常温都50奥姆附近
那就是收发器问题  要嘛你重新校正
不然就是发Case给高通因为有可能高温会让DA的bias偏掉
以致于高温下  收发器一出来EVM就很差
那就是韧体或软件这要高通才能解决

由上图可看出  bias确实会影响EVM

或是基频的Modem有问题那还是要请高通解决

如果PA input没这现象那基本上就是PA问题了
那就是换料试试看是单体问题还是厂商问题
如果换了两三颗结果都一样那就是厂商问题
要嘛请FAE来帮忙看
或是换颗Pin-to-pin的PA试试

criterion · 发表于 2015-2-13 23:25:12

lunwenbo 发表于 2015-2-12 22:47
很多看似高深难解无思路的问题往往都出在电源上，我觉得可以从供电上去排查

这有可能!!  原先我的想法是
如果跟电源有关理论上常温就Fail了不会等到高温才Fail
但是  电源线一定会有稳压电容
而稳压电容的ESR会将涟波电流，转换为热能，若ESR越高，则转换的热能就越多



换句话说，随着涟波电流越大，ESR会使电容温度上升，ESR越大，则温度上升越多，

而温度上升，不仅对散热有所影响，对于电容值也会有所影响，
MLCC在温度稳定性，就不如钽质电容与铝电解电容，尤其是Y5V，温度升高时，
其电容值会大幅下降。

而由下图可知，电容值的大小，也会影响稳压能力，
换句话说，Y5V会因涟波电流加大，温度升高，电容值下降，而导致稳压能力下降，
因此在挑选电容时，需额外注意温度的耐受度因素。

所以简单讲若要证实问题是否出在
高温使稳压电容的稳压能力下降
这个环节上
可以用示波器去观察  电源电压的Ripple
是否会在高温时变大
(PA跟收发器的都要看  因为不确定是哪个电源的稳压出问题)
如果是
换一个
1. ESR较小
2. 电容值较大 (理论上电容值越大  ESR越小  刚好跟第一点吻合)
3. 温度稳定度较好

稳压电容试试如果问题依旧
那应该就跟电源的稳压无关

至于SAW Filter的影响

一个是温飘但理论上这个因素  其主频功率会大幅衰减
而且只发生在高低通道

另一个是Group Delay 有可能高温时Group Delay过大
导致EVM Fail

一样做实验把SAW Filter拔掉
然后在input pin跟output pin
用铜管焊接  切记不可直接用锡短路  这样才能确保通路50奥姆

如果会有改善  表示凶手是SAW
但近几年我是很少看到SAW引起的EVM Fail  而且还是只在高温

tangxu19900915 · 发表于 2015-2-12 15:53:32

好帖，cri回答的真详细

qianliduxing1 · 发表于 2015-2-8 13:47:56

这个问题只在B39上出现吗？其他频段有吗？

jack1_lu · 发表于 2015-2-8 18:37:09

是不是边缘信道fail还是？用的哪家的saw?

thought · 发表于 2015-2-9 09:06:03

qianliduxing1 发表于 2015-2-8 13:47
这个问题只在B39上出现吗？其他频段有吗？

其他频段没有发现类似问题
B39采用双频PA（B34/39），其他频段采用另外的PA

thought · 发表于 2015-2-9 09:09:13

jack1_lu 发表于 2015-2-8 18:37
是不是边缘信道fail还是？用的哪家的saw?

B39的低中高信道都会临界超标（应该不是SAW的温飘造成的）
SAW用的MURATA家的

jack1_lu · 发表于 2015-2-9 09:56:58

thought 发表于 2015-2-9 09:09
B39的低中高信道都会临界超标（应该不是SAW的温飘造成的）
SAW用的MURATA家的

恶.murata的双工器和saw可能有温漂问题,但也只是边缘信道,这个你根据cri的解答挨个看下吧...

zhailong198658 · 发表于 2015-2-10 21:34:05

好贴值得一顶

qianliduxing1 · 发表于 2015-2-11 23:10:53

有结论了吗？楼主

overfire · 发表于 2015-2-12 16:24:04

2楼果然是大神

lunwenbo · 发表于 2015-2-12 22:47:22

很多看似高深难解无思路的问题往往都出在电源上，我觉得可以从供电上去排查

373003728 · 发表于 2015-2-14 20:27:12

mark, 希望楼主分享解决成果.....

baishui_l · 发表于 2015-2-15 11:03:47

楼主，PA输入端测试EVM正常吗？如不正常很可能是layout上的问题，不知道你用的是哪个transceiver，之前我遇到类似的问题WTR1605L（TDD B38 B40EVM高温差），后来通过改PCB弄好了。高通的transceiver很多都要求做净空，且transceiver第二层最好是相对完整地，TX线旁和下面不要走电源线。你可以先调下NV 04212，尝试在原来值的基础上增大或减小一个值（不能改动太大不然注册不上），看看有没有改善，有改善的话跟layout关系就比较大

criterion · 发表于 2015-2-15 20:14:55

baishui_l 发表于 2015-2-15 11:03
楼主，PA输入端测试EVM正常吗？如不正常很可能是layout上的问题，不知道你用的是哪个transceiver，之前我遇 ...

以WTR1605L的Layout Guide而言
确实是开宗明义就说

Does Not Have Copper Fill Under the WTR1605(L)

记得之前问过Qualcomm 他们是回答说
若铺铜  寄生效应会影响VCO的性能

假设真的有铺铜好了那理论上寄生效应肯定是常温就有
为啥EVM在常温是OK  到高温才Fail?

我的理解是  Phase Noise会在高温时恶化

由上图可看出  温度越高  Phase Noise越大

而由下图可知  Phase Noise大  会提升讯号的Noise Floor
意即信噪比会下降

而信噪比又跟EVM成反比
因此EVM升高导致Fail

整个关系就是

高温 => Phase Noise恶化 => 信噪比下降 => EVM上升

所以总结就是
铺铜的寄生效应  会使VCO的Phase Noise变差
但常温时  还不至于使Phase Noise变差到使EVM Fail
但高温时  Phase Noise本身就已经会变差了
再加上个寄生效应  那Phase Noise就会劣化到使EVM Fail的地步了

如果要确认是否这原因
那肯定是PA input就会有高温EVM Fail的现象了
顺便检查Layout

chennenggu · 发表于 2015-2-27 17:22:31

mark 学习大神

gookerdone · 发表于 2015-2-28 17:37:50

baishui_l 发表于 2015-2-15 11:03
楼主，PA输入端测试EVM正常吗？如不正常很可能是layout上的问题，不知道你用的是哪个transceiver，之前我遇 ...

baishui兄你好，我也遇到了B38/40的问题，1605L,也根据高通要求做了，可能还有地方不到位。请问下你们是改了哪个地方好的？

marbason · 发表于 2015-3-2 22:57:40

围观学习，有高手出没啊

329831409 · 发表于 2015-3-4 14:45:45

厲害呀,圍觀學習一下

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