射频De-sense：优化电磁兼容，提升接收灵敏度

发布时间：2021-12-20 14:57:55

来源：RF技术社区 (https://rf.eefocus.com)

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射频DE-SENSE问题，即射频灵敏度恶化，是无线通信中常见的一大难题。当手机等通信设备在运行时，如果其射频部分信道受到外界干扰，接收性能会急剧下降，这就是RF DE-SENSE现象。

从电磁兼容的角度来看，DE-SENSE问题涉及三大核心要素：干扰源、干扰路径和易感器件。其中，干扰源常源于数字信号的高次谐波，如26M倍频、MIPI倍频等；干扰路径可能由手机内的金属材质或类似金属的半导体构成；而易感器件通常为负责接收信号的天线。要解决DE-SENSE问题，首要任务是找出干扰源或干扰路径。这通常可以通过两种方法实现：一是扫描法，利用频谱分析仪等仪器在手机主板上扫描，寻找干扰源；二是排除法，通过交叉验证、部分屏蔽或改变模块工作状态来排查干扰。

一旦找到干扰源或路径，就可以采取相应措施来解决问题。常用的解决手段包括：屏蔽，通过加涂EMI材料阻断干扰传播；滤波，利用滤波器过滤掉干扰信号；以及接地，降低噪声耦合和辐射。此外，对于26M/19.2M倍频问题，我们需要理解时域与频域的关系。频域是数学构造的，而时域是真实存在的。我们转向频域是为了更简洁地描述和解决问题。在处理倍频干扰时，需要特别关注这些特定频率的干扰源，并采取相应措施减少其对射频部分的影响。

方波信号由于其独特的波形特性，在频域中并非只存在单一频率的分量，而是会有一系列频谱分量，这些分量的频率都是方波信号基频的整数倍。这就像是音乐中的和弦，一个音符可以激发出多个与之相关的音符，形成和谐的音乐。在手机中，时钟信号就是这样一种方波信号。以MTK/展讯平台为例，当手机内部存在26MHz的时钟信号时，其产生的频谱分量中就包含了26MHz的整数倍频分量。这些倍频分量在通信过程中可能会成为干扰源，尤其是在它们落入通信频带内时，会对某些信道造成干扰，我们称之为26M倍频问题。同样，高通平台也可能面临类似的19.2M倍频问题。

对于26M倍频问题，不论手机屏幕是亮还是灭，这个问题都会存在。但在实际测试中，我们通常会选择在灭屏状态下进行测试。这主要是因为这种测试方式能够排除亮屏时MIPI时钟信号的干扰，更专注于26M倍频问题的分析和解决。但这并不意味着亮屏状态下这个问题就不重要，只是在测试阶段为了简化问题而采取的一种策略。为了解决倍频问题，我们需要从源头上进行防范。首先，对于各时钟电路，我们要做好包地屏蔽保护，避免其与其他线路（特别是电源线）产生互耦干扰。其次，对于与时钟相关的区域，如T卡、SIM卡等，要预留并联电容位，以便后期排查和解决问题。此外，对于一些特殊的敏感区域，也要提前制定处理方案，防止它们成为干扰的中继站。

当LCD屏幕在灭屏状态下，MIPI信号、偏置IC、背光IC以及驱动IC都不工作，而亮屏时这些器件都会开始工作。这些器件在工作时可能会引入干扰，导致DE-SENSE问题，即信号质量下降或掉线。其中，MIPI干扰是一个重要方面，它可能来自MIPI的时钟信号或数据信号的倍频干扰。一般来说，MIPI数据信号的频率是时钟信号频率的两倍，因此在设计时要特别注意这两者的频率分配和干扰抑制。

MIPI（Mobile Industry Processor Interface）是一种移动设备处理器接口标准，用于连接应用处理器和显示设备。在显示数据传输中，MIPI时钟与帧率之间存在着密切的关系，它们共同决定了数据传输的速度和效率。我们需要理解MIPI传输时钟频率的计算公式。这个公式考虑了多个因素，包括屏幕分辨率、同步信号、前后廊、数据宽度以及MIPI差分信号对数。屏幕分辨率（宽度和高度）决定了每帧画面所需的数据量，而同步信号和前后廊则是数据传输过程中的必要组成部分。RGB显示数据宽度通常设定为24位，即每个像素由三个8位的颜色分量组成。最后，MIPI差分信号对数决定了数据传输的并行度。

当屏幕分辨率、同步信号、前后廊和数据宽度确定后，传输时钟频率会随着帧率的增加而增加。这是因为更高的帧率意味着每秒钟需要传输更多的数据，从而要求更高的时钟频率。然而，需要注意的是，理论上的极限值往往小于实际所需的MIPI时钟。这是因为在实际应用中，还需要考虑各种因素，如信号衰减、噪声干扰等，这些因素都可能导致实际传输效率低于理论值。因此，在设计和实现时，我们通常会在理论极限值的基础上增加一定的余量，以确保系统的稳定性和可靠性。以帧率不小于60为例，我们可以根据公式计算出满足这一要求的MIPI时钟的理论极限。然而，在实际应用中，我们可能会选择更高的MIPI时钟来确保帧率的稳定性。例如，当MIPI时钟为250MHz时，实际测得的帧率为63.2。为了规避潜在的风险，我们可能会选择更高的帧率（如65）来计算理论极限，从而得到更高的MIPI时钟需求。

针对MIPI时钟信号的倍频干扰问题，我们可以通过调整时钟频率来避免其落在通信频带内，从而提高通信质量。以某项目的LCD接收问题为例，通过改变MIPI时钟的倍频，成功将干扰移出了敏感频带。然而，MIPI数据信号的倍频干扰因其位间隔小，较难避免，尤其在GSM等窄带通信系统中更为敏感。因此，在设计过程中，我们应尽量减小MIPI干扰的辐射，通过保证走线对称性、加屏蔽层、远离天线区域以及调整线宽厚度等方法来优化阻抗匹配，降低干扰影响。这样，即使在亮屏状态下，也能保持较好的接收性能。