利用電波暗室測試電路的RF噪聲抑制

GSM手機的隨處可見正導致不需要的RF信號的持續(xù)增加，如果電子電路沒有足夠的RF抑制能力，這些RF信號會導致電路產(chǎn)生的結(jié)果失真。為了確保電子電路可靠工作，對于電子電路RF抑制能力的測量已經(jīng)成為產(chǎn)品設(shè)計必不可少的一個環(huán)節(jié)。本文介紹了一種通用的RF抑制能力測量技術(shù)－RF電波暗室測量裝置，描述了它的組成和操作方式，并給出了實際測量結(jié)果的例子。

現(xiàn)在大多數(shù)蜂窩電話采用的無線技術(shù)是時分多址(TDMA)，這種復用技術(shù)以217Hz的頻率對高頻載波進行通/斷脈沖調(diào)制。容易受到RF干擾的IC會對該載波信號進行解調(diào)，再生出217Hz及其諧波成分的信號。由于這些頻譜成分的絕大多數(shù)都落入音頻范圍，因此它們會產(chǎn)生不想要的聽得見的“嗡嗡”聲。由此可見，RF抑制能力較差的電路會對蜂窩電話的RF信號解調(diào)，并會產(chǎn)生不希望聽到的低頻噪音。為了測量產(chǎn)品的質(zhì)量，測試時需要把電路放在RF環(huán)境中測量，該RF環(huán)境要與正常操作時電路遇到的環(huán)境相當。

本文描述了一種通用的集成電路RF噪聲抑制能力測量技術(shù)。RF抑制能力測試將電路板置于可控制的RF信號電平下，該RF電平代表電路工作時可能受到的干擾強度。這樣就產(chǎn)生了一個標準化、結(jié)構(gòu)化的測試方法，使用這種方法能夠得到在質(zhì)量分析中可重復的有用結(jié)果。這樣的測試結(jié)果有助于IC選型，從而獲得最能夠抵抗RF噪聲的電路。

可以將被測件(DUT)靠近正在工作的蜂窩電話，以測試其RF敏感度，但是，為了得到一個精確的、具有可重復性的試驗結(jié)果，需要采用一個固定的測量方法，在可重復的RF場內(nèi)測試DUT。解決方案是采用RF測試電波暗室，提供一個可精確控制的RF場，其相當于典型移動電話所產(chǎn)生的RF場。

下面，我們對Maxim的一款雙運放(MAX4232)和一款競爭產(chǎn)品(X)進行RF抑制能力比較測試。


圖1：雙運放的RF噪聲抑制能力測量電路(online)

RF抑制測試電路(圖1)給出了連到待測雙運放的電路板連接，每個運算放大器被配置成交流放大器，沒有交流輸入時，輸出設(shè)置在1.5V直流電平(VCC = 3V)。反相輸入通過1.5環(huán)線(模擬輸入端的PC引線)短路至地，該環(huán)路用來模擬實際引線的的效應(yīng)，實際引線在工作頻率下會作為天線，收集和解調(diào)RF信號。通過在輸出端連接一個電壓表，測量和量化運算放大器的RF噪聲抑制能力。



圖2：RF噪聲抑制能力測量裝置

Maxim的RF測試裝置(圖2)產(chǎn)生RF抑制能力測試所需的RF場，測試電波暗室具有一個屏蔽室，作用與法拉第腔的屏蔽室類似，它具有連接電源和輸出監(jiān)視器的端口。把下面列舉的設(shè)備連接起來就可以組成測試裝置：

1. 信號發(fā)生器:9kHz至3.3GHz(羅德與施瓦茨公司SML-03)

2. RF功率放大器(PA):800MHz至1GHz, 20W(OPHIR 5124)

3. 功率計:25MHz至1GHz(羅德與施瓦茨公司)

4. 平行線單元(電波暗室)

5. 場強檢測儀

6. 計算機

7. 電壓表

信號發(fā)生器產(chǎn)生所需要頻率的RF調(diào)制信號，并將其饋送到功率放大器，通過一個與功率計連接的定向耦合器測量并監(jiān)視PA輸出。計算機通過控制信號發(fā)生器輸出的頻率范圍、調(diào)制類型、調(diào)制百分比、功放的功率輸出，建立所需要的RF場。電場通過天線(平面型)在屏蔽電波暗室內(nèi)輻射，經(jīng)過精確校準，產(chǎn)生均勻的、一致的、可重復的電場。