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科普知識
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開發板

TDD模式下Rx對Tx的影響

發布日期:2022-10-14 點擊率:59

很難想象TDD模式下Rx對Tx造成了嚴重影響,若不是親眼所見,我也是完全不相信的,按道理說這種事情只能發生在FDD模式下。近期在為朋友解決一款5.8GHz大功率無線網橋的射頻問題時,發現Chain0的部分信道EVM很差,不開全包的情況下,MCS7只能測到-26~-27dB,即使開了全包,也只是勉強達到-29dB,僅能通過產測,但余量實在太小,無法保證產測直通率,這顯然是不行的。

首先詢問朋友板卡樣品階段是否存在這樣的問題,朋友的回答與我的猜想一致,不存在。秉著認真負責的態度,對朋友的原理圖及PCB進行仔細分析,沒看出什么致命的問題(朋友的射頻工程師也是經驗十分豐富的那種,比我的工作時間還要長)。好吧,沒什么可以進一步可以分析的,開始測板子。

  • 使用ART2軟件,并配合Liepoint IQview對Chain0各頻段的MCS7速率進行測試,果然如朋友所述,部分信道EVM極差。開始嘗試使用筆者提出的分段測試法(這肯定不是筆者首先使用的,但貌似沒有人這樣稱呼)。
  • 測試WiFi收發器的輸出端:發現低頻段輸出功率為-8dBm時,EVM可以達到-32~-33dB(未開全包),加上PA的32dB增益,完全可以實現20dBm的天線口輸出功率,并具有合格的EVM,可以排除WiFi收發器芯片的原理及PCB設計問題,那么就只剩下PA與RF Switch了。
  • 測試PA的輸出端:發現和預期的一致,輸出功率22dBm時,EVM可以達到-30~-31dB(未開全包),完全能夠滿足要求。這樣又排除了PA的問題,只剩下RF Switch了。
  • 仔細核對RF Switch的原理圖及器件的Marking Code,發現所用RF Switch的規格完全符合要求,且PCB也完全正確。但是當把饋線連接在天線口處,測到的EVM完全是另外一種狀態,真是讓人費解。

思考了很久,也沒有想清楚還有什么可能的原因會造成這種情況。無奈之下,開始動用觸摸大法(同樣地,這也不是筆者首先使用的,但貌似沒有人這樣稱呼)。所謂的觸摸大法就是用手指觸摸板卡上的走線與器件,看看能否對射頻指標造成影響,例如,用手指觸摸WiFi收發器芯片的輸出,一定會造成天線口輸出功率的下降。用手指隨意觸碰Chain0的射頻電路,突然發現手指位于某區域時會提升EVM!逐漸縮小觸摸范圍,發現當手指按在LNA上會得到非常好的EVM。

經過朋友允許,在此給出PCB的部分射頻走線。

PCB

發現問題所在的位置之后,就是想辦法解決問題。

斷開RF Switch與Rx電路之間的隔直電容,發現與此前用手指觸摸的結果類似,更加確認是Rx電路對Tx EVM造成了影響。根據已有經驗推測,應該是RF Switch隔離度不夠,使得大功率Tx信號中的一部分泄露至LNA,并透過LNA經由空間耦合至PA輸入端,使得PA最終的輸出信號錯亂,EVM變差。為了驗證這個想法,使用一顆49.9ohm的電阻接在LNA的輸出端與GND之間,再次測試,EVM非常好。

最后給朋友的解決方案是:Rx路徑上再增加一顆RF Switch,增大Tx/Rx隔離度。朋友進行原理圖,PCB設計變更并重新進行小批量試產,問題徹底解決,全包情況下,EVM可以達到-34~-35dB,完全滿足生產要求。


原理框圖(2015年12月7日)

Block-Dagram

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