大家好,今天通过几个实际案例,给大家详细分析一下音频TDD Noise的产生原因、解决方案和思路。
01 TDD Noise产生的原因
在GSM TDD(Time-division Duplex)模式下,射频模块会以217Hz的频率间隔发射信号,信号波形如下图:一个217Hz的包络中,包含射频的高频信号如900MHz/1800MHz等。
当这个高频信号辐射到音频相关电源或者信号线上,经过音频器件解调后,就会产生如下的217Hz的干扰信号。(辐射干扰)
此外,射频模块发射信号时功耗很大,因此电源和地回路就会有一个217Hz的周期波动,当音频电路和其共电源和地回路时就会受到干扰。(传导干扰)
02 案例分析
案例1:耳机上行(MIC)明显
(1)在传导模式下测试TDD,耳机上行有TDD,因此判断耳机上行受到传导干扰;
(2)查看走线,MICBIAS的前级电源VPH_PWR和RF 2G PA电源走线未严格按照星型走线来走,因此怀疑上行干扰来源于电源。通过外部精密电源供电MICBIAS,上行TDD无改善,因此排除电源干扰。
(3)查看布局和走线,codec IC和耳机座之间隔着RF的电路和走线,因此怀疑是供地回路引起的干扰。将耳机的回流下地点由小板改到主板codec IC旁,耳机上行TDD问题得到解决。示意图如下。
案例2:免提下行(SPK)TDD干扰主观明显
(1)在传导模式下测试TDD,SPK仍有TDD干扰,因此免提下行TDD主要由传导干扰导致。
(2) 通过外部电源给RF PA供电(即RF PA和Audio PA分电源供电),免提下行TDD干扰消失。
(3)查看走线,RF PA和Audio PA电源是星型走线,测量Audio PA处的电源纹波为220mV,也处在通常范围内,因此怀疑是Audio PA本身PSRR较差。
(4)查看PA电源当前配置为follower模式(功耗较低),因此VPH_PWR的干扰基本都加在了PVDD端,通过更改PA电源为boost模式,主观干扰得到明显改善。参考下图SPEC参数和配置截图。
案例3:免提上行(副MIC)TDD干扰
(1)在传导模式下测试TDD,副MIC无TDD干扰,因此免提下行TDD主要由辐射干扰导致。
(2)从测试结果看,干扰来自GSM1800、GSM1900,从整机布局来看,副MIC非常靠近主集高频天线,因此基本确定干扰来自主集高频天线辐射。
(3)副MIC设计采用FPC+弹片的方式压合到主板上,MIC FPC未预留地信号,同时FPC的补强钢片也处于悬空状态,更会加重干扰。
(4)通过导电布将FPC补强钢片接到主板地,复测TDD PASS。
(5)后续改版,增加地弹片,FPC露铜与补强钢片相连,同时MIC直接凹槽注塑金属,进一步抑制辐射干扰。
03 经验总结
(1)TDD 调试第一步通过传导测试,来判断干扰产生的途径是传导还是耦合。
(2)传导干扰通常由于电源或者回流路径存在公共走线导致(主要解决措施:电源星型走线、音频信号预留单独的返回路径);耦合干扰通常是因为敏感信号电路、走线等在天线辐射区内,天线辐射直接干扰到器件本体、电源网络和输入输出信号(主要解决措施:增加屏蔽措施,敏感信号走线埋内层,靠近IC器件的输入输出增加滤波电容)。
(3)调试过程中,一定要让音频同事仔细检查测试工具的配置情况、软件的参数,避免做无用功,可以预留一台“金机”,在怀疑测试工具或设备问题后,用“金机”复测。
滤波电容添加位置说明:
以上就是本期分享的所有内容啦。解决TDD干扰问题,首先要找到干扰路径,按照上述的分析思路就能得心应手啦。当前,前期设计阶段就能考虑到并避免是最好的。有相应问题欢迎评论区一起探讨。
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