手机lcm是什么意思(手机耦合灵敏度劣化(De-sense)原因分析与改善对策，RF工程师福利)

Posted 2023-05-26

篇首语：我们不会把常识僵化并使它变成信条。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了手机lcm是什么意思(手机耦合灵敏度劣化(De-sense)原因分析与改善对策，RF工程师福利)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

手机lcm是什么意思(手机耦合灵敏度劣化(De-sense)原因分析与改善对策，RF工程师福利)

相信你不管做过几个手机案子，都不可能没有遇到手机耦合灵敏度劣化的问题。常见原因为何？又该如何抑制与防范呢？请看下文大神总结：

1、什么是灵敏度？

高通平台灵敏度的定义是指吞吐量达到95%的时候接收信号的最大强度，也即是在信噪比能接受的情况下，其接收机能接收到的最小讯号，其公式如下：

第一项是Thermal Noise，第二项是Noise Figure，第三项是带宽，第四项是信噪比。前三项本文不展开讨论。本文件要探讨的是信噪比，也就是所谓De-sense的起源。

2、CNR和SNR有何区别？

所谓CNR 是Carrier Noise Ratio，指的是在解调（进入解调器的）前的射频信号功率与噪声功率的比值，如下图：

而SNR是gnal Noise Ratio，指的是接收机接收解调后，基带信号中有用信号功率与噪声功率的比值，如下图：

因此以整个接收机架构的角度而言，其CNR与SNR的关系如下：

虽然SNR与CNR，一个反映的是基带信号质量，而另一个反映的是射频信号质量，但是在本质上两者是一样的，亦即原则上，两者应该相等，但实际上，两者的关系如下：

因此我们得知，CNR高，不代表灵敏度就会好。但CNR低，灵敏度肯定不好，即CNR是灵敏度的充分必要条件。而De-sense 之所以会使灵敏度降低，就是因为噪声使CNR下降，如下图：

De-sense 棘手之处在于，其干扰噪声会跟讯号同一频率，无法以SAW Filter滤除。接下来我们将探讨造成Desense的几个原因，以及改善对策。

3、一个误区

相信大家都经常遇到过一种情况：做传导测试时，其灵敏度都很好，但装上天线，做耦合测试时，会有De-sense的现象，因此会认为是天线的影响，但这其实是个误解。我们以下图来做解说：

上图是耦合De-sense的机制，三者需同时成立，若少了其中一个因素，就不会有De-sense产生，当然Noise Source跟Radiator会有许多因素，但Receptor 无疑便是天线，做传导测试时，并不会装上天线，亦即少了Receptor，故灵敏度很好，但这不代表Noise Source与Radiator就不存在。换言之，其Noise Source 与Radiator一直都存在，因此需针对PCB 找寻可能的Noise Source与Radiator，并将之消除，才是解决耦合De-sense之道。

4、De-sense 解决方案

上图是常见的噪声来源，一开始可能因为范围太大，根本原因无从找起，可以采用排除法，亦即将天线周遭的组件逐一拔除，例如LCM、Camera、PMIC(当然此时要额外用电源供应器给手机供电)，以找出可能为噪声来源的区块。

另一种方式，是可以采用Near Field Probe，去找出噪声来源，如下图：

LCM

LCM是常见的噪声来源，可以先从背光IC着手，如下图，可以更换C1911的值，或是在C1910 跟C1911 之间，摆放一个电感或磁珠，来抑制噪声，使其灵敏度不会因屏幕亮度而有劣化。

或是在MIPI讯号上，添加共模电感。当然共模电感的挑选，对于噪声的抑制能力，会有所不同，因此需仔细评估。至于如何挑选，在此就不赘述。

如果还不确定噪声是来自那一根线，可以将LCM 相关的控制讯号，高速讯号，时钟讯号走线，一根根割断，利用排除法来找出讯杂来源。

FPC

再次是FPC，加强其屏蔽与接地，也是有效的解法。

亦或在FPC的接口处，摆放RC 滤波器[7,10]。再不然就是直接请FPC厂商修改电路，在FPC上增添稳压电容或滤波电容，如下图：

SIM卡座

SIM卡的时钟信号，大约是2.4 MHz 或3.2 MHz，且波形趋近于方波，这意味着会有大量的谐波分量，而任何金属，包含IC的Pin脚，若没接地，便是良好的辐射体，因此若SIM卡座的接地不好，则其Pin脚会成为辐射体（类似于天线），将其高速噪声辐射出去，干扰天线所接收的无线讯号，造成De-sense。

因此可以加强SIM卡座的接地，使其噪声都流到GND，减少了EMI。

而由下图可知，加强SIM Holder 后，其Desense 的情况确实改善了。

或是可以直接在其CLK 或Data讯号上加滤波电容，推荐使用33pF和1uF 并联对地都是不错的对策。

XTAL Clock

以高通平台为例，XTAL会先震荡出19.2MHz的模拟讯号，接着透过PMIC里的ADC，转换成数字讯号，即19.2MHz的参考频率，再送入收发器的PLL 中，透过VCO产生LO，再与基频讯号混波，产生主频。而数字讯号的XO_OUT，会包含了大量谐波成份，换言之，其19.2 MHz的倍频，有可能会干扰RF讯号，故除了要用GND包好，另外在靠近PMIC与靠近收发器处，需分别摆上两组RC 低通滤波器，当然，XO_OUT最好是可以走内层，这样干扰最小。

值得注意的是，真正富含大量谐波的是数字讯号的XO_OUT，而非模拟讯号的XTAL_In、XTAL_Out，故其XTAL讯号，不能摆放旁路电容，否则会影响负载电容，进而影响震荡频率。

而在高通7系列的平台中，用的是频率稳定度较高，但耗电量与成本也同时较高，且温度承载范围较小的VCTCXO，需要一组控制电压的讯号，TRK_LO_ADJ。而TRK_LO_ADJ是以PDM(Pulse Density Modulation)波形传送控制讯号，有很强的谐波成份，

因此需要额外的RC低通滤波器，而且是靠近MSM与VCTCXO端，皆需分别摆上两组RC低通滤波器，如下图：

辐射

前述已知电源走线因其电流强度大，故为强大的Noise Source。而辐射效率与辐射体本身的尺寸大小正相关，深层原因是与天线波长息息相关，虽然由前述已知，任何金属，若没接地，便是辐射体，包含走线，但不见得所有金属都是良好的辐射体，因为其尺寸大小会限制其辐射效率。

然而电源走线，因其线宽会比一般走线大上许多，某种程度上，亦为良好的辐射体。因此若前述的CLK讯号，或高速讯号，其走线离电源走线过近，则其高频噪声会耦合到电源走线，加上电源走线强大的电流，进而产生强大的辐射干扰，因此这些带有高频噪声的走线，应远离电源走线才是。

前述已知表层走线产生的辐射干扰，会比内层走线大。而电源走线，既是强大的Noise Source，也是良好的辐射体，因此当电源走线走在表层时，其两旁的GND，需狂打地 Via，因为Via有其等效电阻，而电阻值是越并越小，换言之，地Via打得越多，越能降低其两旁GND的阻抗，亦即抑制电场辐射的能力就越好，如此便可大大降低电源走线造成的辐射干扰，如下图：

而两旁GND的线宽，也不宜过细，除了能打的地Via数量会大为减少，同时也会因线宽过细，而提高阻抗，如此一来，抑制电场辐射的能力就大大降低，如下图：

另外，试想一个最糟情况，若电源走线两旁GND的线宽很宽，却完全没有地Via，由前述可知，金属没接地就是辐射体，辐射效率与金属本身尺寸大小成正相关，换言之，此时电源走线两旁的GND，会变成良好的辐射体，将电源走线耦合过来的电场辐射出去，产生强大的辐射干扰，如下图：

因此我们得知，当电源走线走在表层时，不能走在PCB边缘，两旁要有GND，其GND的线宽不能太细，且地 Via要打得够多。再谈前述的MIPI讯号，若Shielding Frame接地良好，则MIPI讯号所产生的高速噪声，自然会流到GND。

而当Shielding Frame 接地没那么良好时，此时Shielding Can就等同于辐射体，会把高速噪声辐射出去，干扰天线所接收的无线讯号，造成De-sense。

因此若要消除辐射机制，则需加强Shielding Can的接地。可将MIPI上方的Shielding Can，与Housing的金属紧密接触，加强接地，使其Shielding Can上方的噪声，都能流到GND。

当然Housing本身也需有良好的接地，如下图：

否则也会是另一个良好的辐射体，将其MIPI的高速噪声辐射出去。而倘若电池为铝制外壳，也会是良好的辐射体，若前述的CLK 讯号，或高速讯号，其走线离电池接口过近，其高频噪声有可能耦合到电池接口，再透过铝壳电池辐射出去。

前述已知电源走线因其强大电流，而为强大的Noise Source，而电池接口是一定会有VBAT走线，故其电流有可能透过电池接口流到电池的铝外壳上，产生辐射干扰，如下图：

而CLK讯号，或高速讯号，可透过走线避开电池接口的方式来避免该情况，但VBAT走线是一定离不开电池接口，故其Housing的接地很重要，如此一来，当铝壳电池放到Housing后，就会因与其紧密结合，而使其辐射机制消失，如下图：

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