手机RF抗干扰能力的测试

2014-12-04 09:20:12来源: eccn

目前,大多数蜂窝电话采用时分多址(TDMA)标准,这种复用技术以217Hz的频率对高频载波进行通/断脉冲调制。容易受到RF干扰的IC会对该载波信号进行解调,再生出217Hz及其谐波成分的信号。由于这些频谱成分的绝大多数都落入音频范围,因此它们会产生令人生厌的“嗡嗡”声。

本文说明了一种通用的集成电路RF噪声抑制测量技术。RF抗干扰能力测试将电路板置于可控制的RF信号电平下,RF电平代表电路工作时可能受到的干扰强度。从而产生了一个标准化、结构化的测试方法,使用这种方法能够得到在质量分析中可重复的测试结果。这样的测试结果有助于IC选型,从而获得能够抵抗RF噪声的电路。

可以将被测器件(DUT)靠近正在工作的蜂窝电话,以测试其RF敏感度。但是,为了得到一个精确的、具有可重复性的测试结果,需要采用一种固定的测量方法,在可重复的RF场内测试DUT。解决方案是采用RF测试电波暗室,提供一个可精确控制的RF场,相当于典型移动电话所产生的RF场。

RF抗干扰能力测试装置

下面我们对MAX4232双运放和一款竞争产品X的RF抗干扰能力测试结果进行比较。RF抗干扰能力测试电路(图1)给出了待测双运放的电路板连接。每个运算放大器配置成交流放大器。没有交流信号输入时,输出设置在1.5V直流电平(VCC = 3V)。反相输入通过模拟输入端PC板引线的1.5英寸环线短路至地。该环路用来模拟实际的引线效应,实际引线在工作频率下相当于天线,接收、解调RF信号。在输出端连接一个电压表(dBV),测量、量化运算放大器的RF噪声抑制能力。


图1:MAX4232双运放的RF噪声抑制能力测试电路

Maxim的RF测试装置(图2)产生用于测试RF抗干扰能力的RF场。测试电波暗室具有一个屏蔽室,作用与法拉第腔的屏蔽室类似,具有连接电源和输出监视器的端口。把下面列举的设备连接起来就可以组成测试装置:

a.信号发生器:9kHz至3.3GHz (Rhode & Schwarz SML-03)
b.RF功率放大器:800MHz至1GHz,20W (OPHIR 5124)
c.功率计:25MHz至1GHz (Rhode & Schwarz)
d.平行线单元(电波暗室)
e.场强检测仪
f.计算机(PC)
g.电压表(dBV)
图2:RF噪声抑制能力测试装置

信号发生器产生所需频率的RF调制信号,并将其馈送到功率放大器。通过一个与功率计连接的定向耦合器测量并监视功率放大器(PA)输出。计算机通过控制信号发生器输出的频率范围、调制类型、调制百分比以及PA的功率输出建立所需要的RF场。电场通过天线(平面型)在屏蔽电波暗室内辐射,经过精确校准产生均匀、一致的可重复电场。

典型蜂窝电话附近的RF场强近似为60V/m (距离手机天线4cm处),远离手机后场强降低。在距离手机10cm处,场强降至25V/m。因此在电波暗室内产生一个均匀的60V/m场强,以模拟DUT所处的RF环境(60V/m的辐射强度可以保证被测器件不至于发生电平钳位,避免测量误差)。所采用的射频信号是在800MHz至1GHz蜂窝电话频率范围内变化的RF正弦波,使用1000Hz的音频频率进行调制,调制深度为100%。用217Hz频率调制时可以得到类似结果,但1000Hz是更常用的音频频率,为便于评估,这里选择了1000Hz。通过电波暗室的接入端口为DUT提供电源,并通过接入端口连接电压表,读取dBV值(相对于1V的dB)。通过调整DUT在电波暗室内的位置,并使用场强检测仪可以精确校准RF场。


图3: 使用图2测试装置得到的两个双运放的RF噪声抑制测试结果

测试结果

两个双运放(MAX4232和竞争产品X)的测试结果如图3所示,测量值为平均输出dBV。RF频率在800MHz至1GHz范围内变化时,在均匀的60V/m电场中,MAX4232的平均输出大约为-66dBV (500µVRMS相对于1V);竞争产品X的平均输出大约为-18dBV (125mVRMS,相对于1V)。没有RF信号时,电压表的读数为-86dBV。

因此,MAX4232输出的变化量只有-20dB (-86dBV到-66dBV),即RF干扰导致MAX4232输出从50µVRMS变化到500µVRMS。在RF干扰环境下,MAX4232的变化因子是10。因此可以推断出MAX4232具有出色的RF抗干扰能力(-66dBV),不会产生明显的输出失真。

而器件X的噪声抑制平均读数仅有-18dBV,意味着在RF影响下输出变化为125mVRMS (相对于1V)。这个增加值很大,是正常值50µVRMS的2500倍。因此,器件X的RF抗干扰力很差(-18dBV),当靠近蜂窝电话或其它RF源时可能无法正常工作。显然,对于音频处理应用如耳机放大器和话筒放大器,MAX4232是一个更好的选择。

总之,为了保证产品在RF环境下的工作质量,RF抗干扰能力的测量是电路板和IC制造商必须考虑的步骤。RF电波暗室测量装置提供了一个既经济、灵活,又精确的RF抗干扰能力测量方法。

关键字:手机  RF  抗干扰能力

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2014/1204/article_10236.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
手机
RF
抗干扰能力

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved