一種用于確定射頻抗擾度的測量技術(shù)

GSM手機的普及導(dǎo)致不需要的RF信號穩(wěn)步上升，導(dǎo)致電子電路給出失真的結(jié)果，除非它們具有足夠的RF噪聲抑制能力。因此，射頻抗擾度測試已成為確保電子電路令人滿意運行的必要條件。

介紹

當今的大多數(shù)手機都采用時分多址（TDMA）標準，這是一種多路復(fù)用方案，通過以217Hz的速率關(guān)閉和打開脈沖來調(diào)制高頻載波。然后，RF敏感IC可以解調(diào)該載波并再現(xiàn)217Hz信號及其諧波頻率。由于這些頻率中的大多數(shù)都落在音頻頻段內(nèi)，因此它們會產(chǎn)生不需要的嗡嗡聲。因此，射頻抗擾度差的電路會解調(diào)手機的射頻頻率并產(chǎn)生不需要的低頻音頻。作為質(zhì)量保證措施，測試應(yīng)使電路處于與正常工作期間相當?shù)腞F環(huán)境中。

本文介紹一種測量集成電路板RF噪聲抑制能力的通用技術(shù)。射頻抗干擾測試使電路板處于受控的射頻水平，代表其工作期間可能遇到的應(yīng)力。結(jié)果是一種標準的結(jié)構(gòu)化測試方法，該方法可建立可用于定性分析的可重復(fù)結(jié)果。這些測試結(jié)果有助于選擇最能抵抗RF噪聲的IC和電路。

射頻敏感性可以通過將被測設(shè)備（DUT）放置在工作手機附近來測試。但是，為了獲得準確和可重復(fù)的測試結(jié)果，必須使用一致的方法和可重復(fù)的RF場對DUT進行測試。解決方案是射頻消聲測試室，可產(chǎn)生精確控制的射頻場，可與典型移動電話產(chǎn)生的射頻場相媲美。

射頻抗擾度測試設(shè)置

以下討論比較了MAX4232雙通道運算放大器（運算放大器）和競爭器件（競爭產(chǎn)品X）的RF抗擾度測試結(jié)果。RF抗擾度測試電路（圖1）顯示了與被測雙通道運算放大器的電路板連接。每個運算放大器都配置為交流放大器。在沒有交流信號輸入的情況下，輸出位于 1.5VDC（對于 V抄送= 3V）。反相輸入使用1.5“導(dǎo)線環(huán)路短路至地，以仿真輸入端的PC走線。該環(huán)路模擬實際跡線的效果，該跡線可以在工作頻率下充當天線，收集和解調(diào)RF信號。運算放大器的RF抗擾度通過在輸出端連接dBV表來測量和量化。

圖1.用于MAX4232雙通道運算放大器RF抗擾度測試的測試電路連接

Maxim的RF測試設(shè)置（圖2）產(chǎn)生RF抗擾度測試所需的RF場。消聲測試室具有類似于法拉第籠的屏蔽體，帶有用于連接電源電壓和輸出監(jiān)視器的接入端口。測試設(shè)置是通過連接以下設(shè)備形成的：

信號發(fā)生器：9kHz至3.3GHz（羅德和施瓦茨SML-03）

射頻功率放大器：800MHz 至 1GHz，20W （OPHIR 5124）

功率計：25MHz至1GHz（羅德和施瓦茨）

并聯(lián)接線電池（消聲室）

電場傳感器

電腦（電腦）

dBV計

圖2.用于射頻抗噪性測試的設(shè)備設(shè)置。

信號發(fā)生器產(chǎn)生所需頻率和調(diào)制的RF信號，并將其饋送到功率放大器。功率放大器（PA）輸出通過定向耦合器和功率計進行測量和監(jiān)控。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)制百分比和PA的功率輸出來建立所需的RF場。使用天線（Planer型）在屏蔽消聲室內(nèi)輻射電場，該天線產(chǎn)生均勻，精確校準且可重復(fù)的電場。

典型手機附近的射頻場距離手機輻射天線 60cm 處約為 4V/m;當一個人離開手機時，射頻場會減小到距離手機 25 厘米處的約 10V/m。因此，該腔室產(chǎn)生60V/m的均勻場強，模擬DUT所經(jīng)歷的RF環(huán)境（60V/m也足夠低，可以使接收設(shè)備保持在削波電平以下并避免測量誤差）。RF正弦波在800MHz和1GHz的手機頻率之間變化，100%調(diào)制，音頻頻率為1000Hz。217Hz調(diào)制會產(chǎn)生類似的結(jié)果，但為了方便起見，選擇了更常見的音頻頻率1000Hz。腔室側(cè)面的接入端口為 DUT 供電，還可以連接 dBV 儀表，該儀表設(shè)置為 dBV 讀數(shù)（相對于 1V 的 dBs）。通過使用場傳感器調(diào)整腔室內(nèi)的 DUT 位置，可以精確校準射頻場。

圖3.使用圖2設(shè)置的兩個雙通道運算放大器的RF噪聲抗擾度測試結(jié)果。

測試結(jié)果

兩個雙通道運算放大器（MAX4232和競爭產(chǎn)品X）的測試結(jié)果顯示，平均輸出單位為dBV（圖3）。針對800MHz至1Ghz的RF頻率變化，在60V/m的均勻電場下，MAX4232的平均輸出約為-66dBV （相對于500V為1μV rms），競爭產(chǎn)品X的平均輸出約為-18dBV （相對于125V為1mV RMS）。在沒有任何射頻信號的情況下，dBV表讀數(shù)為-86dBV。

因此，MAX4232輸出僅變化-20dB（-86dBV至-66dBV）。也就是說，RF環(huán)境導(dǎo)致其輸出從50μV RMS變?yōu)?00μV RMS?？梢哉f，MAX4232輸出僅隨RF環(huán)境變化10倍。因此，MAX4232具有-66dBV的出色RF抗擾度，不會產(chǎn)生任何明顯的輸出失真。

競爭對手X的平均讀數(shù)僅為-18dBV，這意味著當受到RF時，其輸出會改變125mV RMS（相對于1V RMS）。這一增幅是正常值（2500μV RMS）的50倍。因此，可以說競爭對手X的射頻抗擾度很差（-18dBV）;當靠近手機或其他射頻源時，它更有可能引起問題。顯然，MAX4232是耳機放大器和麥克風(fēng)放大器等音頻處理應(yīng)用的更好選擇。

總結(jié)

總之，對于關(guān)注在射頻環(huán)境中保持高質(zhì)量性能的電路板和IC制造商來說，RF抗擾度測試是必不可少的步驟。射頻腔室設(shè)置為準確的射頻抗擾度測試提供了一種經(jīng)濟靈活的方法。

審核編輯：郭婷