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UART通信端口上射頻干擾的研究

作者: 時(shí)間:2012-01-17 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

 該信號(hào)的DC偏移量可由任何CMOS輸入-輸出引腳的二極管產(chǎn)生。他們通常被稱作為ESD(靜電釋放)保護(hù)二極管,但是當(dāng)它被配置為輸出時(shí),它們其實(shí)是用來(lái)控制引腳的晶體管的耗盡區(qū);那些晶體管經(jīng)常做雙重用途,即在配置為輸入時(shí)還作為引腳上的ESD保護(hù)裝置。所以他們?cè)谒蠧MOS輸入/輸出電路結(jié)構(gòu)中都是不可缺少的。這些二極管加正向偏壓,當(dāng)信號(hào)的幅度使得二極管壓降(大約0.6V)正向超過(guò)VEXT之上,或者反向低于地電平時(shí),信號(hào)將被鉗位。為了使信號(hào)的幅度隨著天線頻帶內(nèi)的RF能量的增長(zhǎng)而增加,信號(hào)的平均電壓將可接近VEXT電壓的一半。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/155351.htm

  這個(gè)解釋使我們得知,信號(hào)的峰峰值從VEXT+0.6V到-0.6V。但示波器所測(cè)得的幅度卻小很多。要解釋為什么幅度會(huì)減小,我們估計(jì)這是由于示波器探頭以及接觸電阻所導(dǎo)致的衰減所致,或者是數(shù)字示波器的采樣率不夠,比如它為了采集1GHz附近的完整信號(hào)(尤其是給定顯示窗口約10ms時(shí)),實(shí)際的采樣率可能比所需的2G采樣/每秒的速度要慢很多。圖6中對(duì)這個(gè)理論進(jìn)行了描述。

  

  圖6:用于直流電壓偏移觀測(cè)的解釋描述

  RF信號(hào)是由印刷導(dǎo)線拾取并被饋送到芯片里,標(biāo)準(zhǔn)芯片輸入/輸出衰減器作為一個(gè)整流器,作為所有CMOS輸入-輸出引腳(芯片輸入/輸出)的一部分,二極管被正向偏壓,并對(duì)正向超過(guò)二極管管壓降(大約0.6V)VEXT之上,或者反向低于地電平時(shí),信號(hào)的擺幅被鉗位。同時(shí)示波器和/或探頭不能測(cè)量GHz級(jí)的頻率,其表現(xiàn)等同一個(gè)低通濾波器。于是,在“某些”輸入/輸出引腳出現(xiàn)反常電壓(取決于連接到輸入/輸出引腳的印刷導(dǎo)線以及EMC的設(shè)計(jì)水平)。

  也有報(bào)告用0Ω電阻器替換10kΩ系列電阻器,這并不能實(shí)現(xiàn)消除或DC電平的偏移,但用短接線替換可以實(shí)現(xiàn)。留意那些電阻器可以得到解釋,即使是0Ω電阻器,也會(huì)因?yàn)榉庋b與一定量的電阻串聯(lián)而產(chǎn)生寄生電感??紤]高頻時(shí),這個(gè)串聯(lián)的RL分量的作用比純電阻更像低通濾波器。因此似乎在產(chǎn)生的RF頻段內(nèi),電阻分量仍然有可能有相當(dāng)大的阻抗。

  解決方案

  可以通過(guò)兩種途徑減少/消除上述影響:

  1.消除/減少“干擾源”,增加系統(tǒng)干擾免疫(EMC保護(hù))能力,例如將RF電路與其他數(shù)字電路隔絕,增加獨(dú)立的RF和基帶屏蔽區(qū),保持良好接地,在手機(jī)外殼中使用EMC材料。

  2.為了去除這種“干擾”,通常應(yīng)該用一只小電容器(注意將電容器緊靠在I/O引腳)。通過(guò)在靠近(AD6903.GPIO1)(_Rx)測(cè)試點(diǎn)附近增加一個(gè)27pf電容器到地。從示波器測(cè)量中可以發(fā)現(xiàn),消除了輸入/輸出DC偏移。并且端口相應(yīng)的誤碼率正常。具體參考圖7和圖8。

  

  圖7:低電平正常跡線。

  

  圖8:高電平正常跡線


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