在無線通訊下,如何測量無線通訊訊號及電磁兼容分析(二)
發布時間:2013-03-14 責任編輯:Lynnjiao
【導讀】目前在智能型手機及平板裝置中,約莫有60%的幹擾問題都來自於觸控麵板,其中又有70%是源於麵板裏的IC控製芯片,本文將通過實例向讀者對觸控麵板的驗證要點進行說明。
實例說明
如ru前qian所suo述shu,觸chu控kong麵mian板ban是shi各ge類lei以yi觸chu控kong為wei核he心xin應ying用yong的de新xin式shi裝zhuang置zhi中zhong所suo占zhan麵mian積ji最zui大da的de組zu件jian,相xiang應ying產chan生sheng的de幹gan擾rao問wen題ti也ye就jiu越yue多duo,因yin此ci,確que保bao其qi所suo造zao成cheng的de載zai台tai噪zao聲sheng能neng控kong製zhi在zai噪zao聲sheng預yu算suan內nei,自zi然ran是shi驗yan證zheng時shi的de第di一yi要yao務wu。根gen據ju百bai佳jia泰tai的de驗yan證zheng經jing驗yan,目mu前qian在zai智zhi能neng型xing手shou機ji及ji平ping板ban裝zhuang置zhi中zhong,約yue莫mo有you60%的幹擾問題都來自於觸控麵板,其中又有70%是源於麵板裏的IC控製芯片,接下來我們就將針對觸控麵板的驗證要點進行說明。
觸(chu)控(kong)麵(mian)板(ban)顧(gu)名(ming)思(si)義(yi),就(jiu)是(shi)具(ju)備(bei)觸(chu)控(kong)功(gong)能(neng)的(de)麵(mian)板(ban),然(ran)而(er),觸(chu)控(kong)麵(mian)板(ban)第(di)一(yi)個(ge)所(suo)需(xu)要(yao)克(ke)服(fu)的(de)幹(gan)擾(rao),不(bu)是(shi)來(lai)自(zi)同(tong)一(yi)裝(zhuang)置(zhi)內(nei)的(de)其(qi)它(ta)模(mo)塊(kuai)或(huo)接(jie)口(kou),而(er)是(shi)麵(mian)板(ban)本(ben)身(shen)對(dui)觸(chu)控(kong)功(gong)能(neng)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)幹(gan)擾(rao)。包(bao)括(kuo)像(xiang)是(shi)麵(mian)板(ban)的(de)像(xiang)素(su)電(dian)極(ji)(Pixel Electrode)、像素頻率(Pixel Clock)、儲存電容(Storage Capacitor)、逐線顯示(Line-by-Line Address)背光板模塊(Back Light Unit)等都會造成麵板對觸控的幹擾。
此(ci)時(shi)就(jiu)要(yao)去(qu)量(liang)測(ce)觸(chu)控(kong)時(shi)的(de)電(dian)壓(ya),掃(sao)瞄(miao)並(bing)觀(guan)察(cha)在(zai)不(bu)同(tong)時(shi)間(jian)以(yi)及(ji)使(shi)用(yong)不(bu)同(tong)觸(chu)控(kong)點(dian)的(de)電(dian)壓(ya)變(bian)化(hua),以(yi)了(le)解(jie)實(shi)際(ji)載(zai)台(tai)噪(zao)聲(sheng)的(de)狀(zhuang)況(kuang),才(cai)能(neng)進(jin)行(xing)適(shi)當(dang)的(de)調(tiao)變(bian)。基(ji)本(ben)而(er)言(yan),觸(chu)控(kong)的(de)掃(sao)瞄(miao)電(dian)壓(ya)約(yue)是(shi)100~200k,而屏幕的更新率則是五毫秒(ms),以檢查所有觸控點,這種低周期的頻率便非常容易造成對GPS及SIM卡的幹擾。因此,觸控麵板必須提高電壓才能解決麵板的幹擾,也就是透過微幅降低觸控感應的靈敏度,以換來載台噪聲降低;而在實際量測觀察時,除了需要透過精確的夾具與儀器外,也必須量測時域(而非頻率),才能得到真正的錯誤率(BER)數據。
zailiangcechuchukongmianbanbenshendezaoshenghou,bingshedingchuhelidezaoshengyusuanzhihou,jiukeyikaishijinxingchukongmianbanduigezhongbutongmokuaidezaoshengliangce,jiushiwomengenjujingyanguinayanjiuchudeliangceyuyanzhengshunxu,bixutouguoduizaoshengyusuandekongzhi,laiguanchachukongmianbanduibutongmokuaideganraozhuangkuang。
以下我們便來探討幾個與觸控麵板相關的幹擾實例:
LVDS
目前許多新規裝置如平板電腦或Ultrabook在設計麵板顯示的訊號傳輸時,都會采取所謂的LVDS進行傳導,LVDS也就是低電壓差動訊號(Low Voltage Differential Signaling),是一種可滿足高效能且低電壓數據傳輸應用需求的技術。然而在實際應用上,這些訊號也許可能部分進入如3G等行動通訊頻段,而產生很大的地麵電容不平衡(Ground Capacitance Unbalance)電流、並致使幹擾。然而,傳統的處理方式是透過貼銅箔膠帶或導電布,來緩和這樣的情況,但實際對地不平衡的現象並未解決,未真正將LVDS線纜的問題有效處理。唯有透過量測LVDS訊號本身在封閉環境與係統平台上的噪聲差異,才能從問題源頭加以進行調整。
線路邏輯閘
此外,觸控麵板接有許多的線路,這些線路的邏輯閘都會因不斷的開關而產生頻率幹擾。舉例來說,當邏輯閘產生約45MHz的幹擾時,像GSM 850(869-896 MHz)跟GSM 900(925-960 MHz)間的發射接收頻率差距小於45MHz,便會產生外部調變(External Modulation)而造成幹擾;另一個例子則是藍牙受到邏輯閘的開關而使電流產生大小變化,這樣的外部調變使得訊號進入GSM1800、GSM1900的頻譜而產生幹擾。
因此,我們必須使用頻域模擬法進行S-parameterfenxiquyang,querendiannaofangzhenyushijiceshidewuchazhizairongxufanweinei,yizhangwozaoshengchuandaodezhuangkuang。cainengbuxishengxiaofeizhedelianghaochukongjingyan,younengjianshaochukongmianbanduichanpinqitamokuaijizujianzaochengdeganrao。
固態硬盤
新興的儲存媒介-固態硬盤(SSD)盡jin管guan受shou閃shan存cun的de市shi場chang價jia格ge波bo動dong影ying響xiang,而er在zai成cheng本ben上shang仍reng居ju高gao不bu下xia,但dan因yin其qi體ti積ji輕qing薄bo與yu低di功gong耗hao的de特te性xing,已yi被bei廣guang泛fan應ying用yong在zai平ping板ban電dian腦nao及ji其qi它ta形xing式shi的de行xing動dong裝zhuang置zhi中zhong。然ran而er,傳chuan統tong磁ci盤pan式shi硬ying盤pan容rong易yi受shou到dao外wai來lai通tong訊xun狀zhuang況kuang影ying響xiang的de情qing形xing(例如當手機放在電腦硬盤旁接聽使用,有可能幹擾到硬盤造成數據毀損),也同樣出現在SSD上。

圖2:無線通訊的測量
在SSD上的狀況時,SSD會隨著使用抹寫次數(P/E Cycle)的增加,而使得其噪聲容限(Noise Margin)suizhijiangdi,jingguoyiwancidemoxieshiyonghou,zaoshengrongxianjiuchanshenglemingxiandeehua,ergengrongyishoudaochukongmianbanhuoqitazaoshengyuandeganrao,eryingxiangshijigongneng。zaizhegeqingjingxia,ruonengzuodaoSSD的均勻抹寫,便是有效緩和噪聲容限下降速率的方法之一。
模塊多任務運作
觸chu控kong麵mian板ban所suo使shi用yong的de電dian來lai自zi係xi統tong本ben身shen,而er其qi它ta如ru通tong訊xun或huo相xiang機ji等deng模mo塊kuai等deng,也ye都dou同tong樣yang透tou過guo係xi統tong供gong電dian,因yin此ci,電dian壓ya的de穩wen定ding與yu充chong足zu便bian是shi使shi這zhe些xie組zu件jian模mo塊kuai能neng良liang好hao運yun作zuo的de關guan鍵jian所suo在zai。在zai所suo有you需xu要yao使shi用yong電dian源yuan的de模mo塊kuai中zhong,其qi中zhong尤you以yi3G或Wi-Fi模塊在進行聯機上網(數據傳輸)時最為耗電,在所有這些通訊模塊開啟的同時,就很可能造成電壓不足,而影響到觸控麵板的穩定吃電;另ling外wai,此ci時shi通tong訊xun模mo塊kuai的de電dian磁ci波bo,也ye可ke能neng同tong時shi直zhi接jie打da到dao麵mian板ban上shang,造zao成cheng嚴yan重zhong的de噪zao聲sheng幹gan擾rao。這zhe時shi我wo們men就jiu必bi須xu回hui到dao前qian麵mian的de魚yu骨gu圖tu,依yi序xu進jin行xing不bu同tong模mo塊kuai設she定ding、位置建置、通訊環境的驗證。
在(zai)本(ben)文(wen)的(de)最(zui)後(hou),百(bai)佳(jia)泰(tai)也(ye)提(ti)供(gong)我(wo)們(men)根(gen)據(ju)經(jing)驗(yan)歸(gui)納(na)設(she)計(ji)出(chu)的(de)完(wan)整(zheng)驗(yan)證(zheng)步(bu)驟(zhou),以(yi)作(zuo)為(wei)開(kai)發(fa)驗(yan)證(zheng)時(shi)的(de)參(can)考(kao),透(tou)過(guo)這(zhe)樣(yang)的(de)驗(yan)證(zheng)順(shun)序(xu),才(cai)能(neng)按(an)部(bu)就(jiu)班(ban)的(de)降(jiang)低(di)噪(zao)聲(sheng)幹(gan)擾(rao),提(ti)升(sheng)通(tong)訊(xun)質(zhi)量(liang)。一(yi)個(ge)完(wan)整(zheng)具(ju)有(you)各(ge)式(shi)通(tong)訊(xun)模(mo)塊(kuai)與(yu)觸(chu)控(kong)功(gong)能(neng)的(de)裝(zhuang)置(zhi),主(zhu)要(yao)可(ke)分(fen)成(cheng)以(yi)下(xia)三(san)個(ge)驗(yan)證(zheng)步(bu)驟(zhou):
1. 傳導測試(Conductive Test):
在驗證初始必須先透過傳導測試,精確量測出裝置本身的載台噪聲、接收感度惡化情形、以及傳送與接受(Tx/Rx)時的載台噪聲。
2. 電磁兼容性(Near Field EMC):
在掌握了傳導測試所能取得的相關信息,並設定噪聲預算後,便可進行包括天線表麵電流量測、噪聲電流分布量測及耦合路徑損失(Coupling Path Loss)的量測,以及相機、觸控麵板的噪聲和射頻共存外部調變。
3. OTA測試(Over The Air Test):
完成傳導與EMC測試後,便可針對不同通訊模塊進行獨立與共存的量測、總輻射功率(Total Radiation Power,TRP)與全向靈敏度(Total Isotropic Sensitivity,TIS)的量測、GPS載波噪聲比(C/N Ratio)的量測乃至DVB的接收靈敏度測試。
benwensuotantaodeneirongsuiranjinshizaoshengyanzhengdeqizhongyigelizi,danwomenyikeyijianweizhizhedelejiedao,wuxiantongxunxunhaojishudebodajingshen,yijiganraozhangkongdejishushendu。suoyouxiangguanchangshangyezhezaikaifashi,junxutouguogengshenrudeyanjiu、更多的技術資源與精力投入,以對症下藥的找出相應的量測方式及與解決方案,克服通訊產品在設計上會產生的訊號劣化與幹擾狀況。
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