看完就能拿来用的--音频TDD Noise案例分享

大家好,我是工程师说硬件,一名手机和AR眼镜行业的资深硬件工程师,很高兴和各位一起分享工作中的学习和总结的知识,如果对您有帮助或启发,一定记得给我点赞、收藏、分享哟。

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: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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