TDD模式下Rx对Tx的影响

很难想象TDD模式下Rx对Tx造成了严重影响,若不是亲眼所见,我也是完全不相信的,按道理说这种事情只能发生在FDD模式下。近期在为朋友解决一款5.8GHz大功率无线网桥的射频问题时,发现Chain0的部分信道EVM很差,不开全包的情况下,MCS7只能测到-26~-27dB,即使开了全包,也只是勉强达到-29dB,仅能通过产测,但余量实在太小,无法保证产测直通率,这显然是不行的。

首先询问朋友板卡样品阶段是否存在这样的问题,朋友的回答与我的猜想一致,不存在。秉着认真负责的态度,对朋友的原理图及PCB进行仔细分析,没看出什么致命的问题(朋友的射频工程师也是经验十分丰富的那种,比我的工作时间还要长)。好吧,没什么可以进一步可以分析的,开始测板子。

  • 使用ART2软件,并配合Liepoint IQview对Chain0各频段的MCS7速率进行测试,果然如朋友所述,部分信道EVM极差。开始尝试使用笔者提出的分段测试法(这肯定不是笔者首先使用的,但貌似没有人这样称呼)。
  • 测试WiFi收发器的输出端:发现低频段输出功率为-8dBm时,EVM可以达到-32~-33dB(未开全包),加上PA的32dB增益,完全可以实现20dBm的天线口输出功率,并具有合格的EVM,可以排除WiFi收发器芯片的原理及PCB设计问题,那么就只剩下PA与RF Switch了。
  • 测试PA的输出端:发现和预期的一致,输出功率22dBm时,EVM可以达到-30~-31dB(未开全包),完全能够满足要求。这样又排除了PA的问题,只剩下RF Switch了。
  • 仔细核对RF Switch的原理图及器件的Marking Code,发现所用RF Switch的规格完全符合要求,且PCB也完全正确。但是当把馈线连接在天线口处,测到的EVM完全是另外一种状态,真是让人费解。

思考了很久,也没有想清楚还有什么可能的原因会造成这种情况。无奈之下,开始动用触摸大法(同样地,这也不是笔者首先使用的,但貌似没有人这样称呼)。所谓的触摸大法就是用手指触摸板卡上的走线与器件,看看能否对射频指标造成影响,例如,用手指触摸WiFi收发器芯片的输出,一定会造成天线口输出功率的下降。用手指随意触碰Chain0的射频电路,突然发现手指位于某区域时会提升EVM!逐渐缩小触摸范围,发现当手指按在LNA上会得到非常好的EVM。

经过朋友允许,在此给出PCB的部分射频走线。

PCB

发现问题所在的位置之后,就是想办法解决问题。

断开RF Switch与Rx电路之间的隔直电容,发现与此前用手指触摸的结果类似,更加确认是Rx电路对Tx EVM造成了影响。根据已有经验推测,应该是RF Switch隔离度不够,使得大功率Tx信号中的一部分泄露至LNA,并透过LNA经由空间耦合至PA输入端,使得PA最终的输出信号错乱,EVM变差。为了验证这个想法,使用一颗49.9ohm的电阻接在LNA的输出端与GND之间,再次测试,EVM非常好。

最后给朋友的解决方案是:Rx路径上再增加一颗RF Switch,增大Tx/Rx隔离度。朋友进行原理图,PCB设计变更并重新进行小批量试产,问题彻底解决,全包情况下,EVM可以达到-34~-35dB,完全满足生产要求。


原理框图(2015年12月7日)

Block-Dagram

13 thoughts on “TDD模式下Rx对Tx的影响

    1. 可能原文写的不够详细,其实是断开了LNA输出与Transceiver之间的连接,并在LNA输出后并联49.9ohm到地避免开路。

      1. 隔离度不够,可能也不全是SW零件的问题,SW那里T/R是面对面走的,电磁场很容易窜过去干扰对方。最好是靠近SW的那一段都走45度,这样T/R刚好垂直,电磁感应会降低很多。

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