TDD噪声的产生和解决方法

第一章TDD的概念.........................................................................................................................1

1.1TDD的概念.................................................................................................................................1

1.2TDD噪音的组成.........................................................................................................................2

第二章TDD噪音的表现形式.........................................................................................................2

2.1TDDnoise的表现形式................................................................................................................2

第三章TDD噪音的产生原理.........................................................................................................2

3.1TDD噪音的主要产生途径.........................................................................................................22TDD噪音产生原因---天线辐射..............................................................................................23.3.2

3TDD噪音产生原因---PA突发工作时带动电源产生的干扰..............................................23.3.3

第四章TDD噪音的测试条件.........................................................................................................3

4.1测试条件......................................................................................................................................3

第五章TDD噪音的问题定位.........................................................................................................3

5.1天线。........................................................................................................................................3

5.2射频：........................................................................................................................................3

5.3MIC:....................................................................................................................................3

5.4电源：........................................................................................................................................4

5.5元器件本身质量不好；...........................................................................................................4

第六章TDD噪音的解决对策.........................................................................................................4

6.1对于一些辐射的处理思路.....................................................................................................4

6.2对于其他干扰的处理思路.....................................................................................................4

6.2.1加电容构建RC振荡电路使其达到谐振点......................................................................4

6.2.2加电感磁珠...............................................................................................................................5

6.2.3串电阻.......................................................................................................................................5

6.2.4降低功率的方法通过更改META工具校准的功率值......................................................5

5更改PA电源滤波尝试用LDO给音频PA供电..............................................................56.2.6.2.5

第七章TDD噪音的预防.................................................................................................................6

第八章一些项目案例.......................................................................................................................611项目........................................................................................................................................68.8.1

8.22项目........................................................................................................................................7

8.33项目........................................................................................................................................8

8.44项目........................................................................................................................................8

8.55项目........................................................................................................................................98.5

8.66项目........................................................................................................................................9

第一章TDD的概念

1.1TDD的概念

由于GSM在每个间隔200KHz频道上共用8个物理信道,即在同一个频率上进行8个用户的时分复用,(好象也可以理解成为时分多址TDMA),因此对于每个用户的手机来说,只有1/8的时间在通话,而其余7/8的时间空闲,它重复出现的频率大概是216.7Hz.

1.2TDD噪音的组成

手机射频功放每隔4.6毫秒会有一个发射信号产生在该信号中包含900MHz/1800MHz或是1900MHz的2.0GGSM信号以及PA的包络线(envelope),

第二章TDD噪音的表现形式

我们所听到的嗡嗡声就是PA在发射时产生的的包络线(envelope)杂音,因为人的耳朵的听觉频率范围为20Hz~20KHz,216.8Hz确实是落在人耳可听到的范围,如果手机来电或短信,则在座机话筒中会听到"哼哼"或’嗡嗡’的声音.

2.1TDDnoise的表现形式

常见的主观现象有以下几种：

①.在进行语音通话过程中，听筒或喇叭一直能听到明显的嗡嗡电流音

②.在进行语音通话过程中，对方一直能听到明显的嗡嗡电流音

③.来电时，来电铃音刚响起的瞬间，出现吱吱吱的噪音，随后噪音又消失

④.来电时，接通电话的瞬间，听筒里出现吱吱吱的噪音，随后噪音又消失

⑤.通话过程中，在有些信号差的区域，突然出现嗡嗡电流音，信号变好后消失

第三章TDD噪音的产生原理

3.1TDD噪音的主要产生途径

传播方式有两种传播方式：传导和辐射

传播途径引入音频信号的主要三个途径：地，电源，射频信号。

3.2TDD噪音产生原因---天线辐射

GSM的TDMA在电路交换时，是以约217Hz的频率在切换电路的（217HZ用示波器展开里面其实是高次谐波能量依次递减里面的频率有的可达到几百M）

这个时候如果天线的功率较大，就会通过辐射的方式影响周围的器件比如马达、LCD连接器、电池连接器都可能成为辐射源

如果这些器件刚好没有保护好，比如是个悬浮的金属，这个金属就会成为一个217HZ的天线，然后影响到附近的SPK或者REC，形成干扰。听起来就“嗞...嗞....”的声音。在我们使用座机打电话时，如果附近有手机正好有电话进来，这种声音我们经常可以听到。

3.3TDD

噪音产生原因---PA突发工作时带动电源产生的干扰

PA在每次发射是都会有一个burst大电流的需求,由于发射功率较大要抽取大量的电流由

于电池有内阻电源上出现很大的纹波整个系统的电流就会不停的大范围波动由于电流总是从源头最终下地如果电路通路不是很通畅电源电路就会把这个噪声串到整个电路板上。事实上PA开关导致的电源纹波、地弹，已经强烈影响到Audio输入的采样部分LNA的电源以及reference.

第四章TDD噪音的测试条件

4.1测试条件

我们的任务也主要是滤除GSM的TDDnoise。因为GSM的最大发射功率有33dbm,而DCS的最大发射功率只有30db，功率比GSM大约小一倍，所以干扰一般也比较小。所以我们要在最大功率下测试一般而言，音量越大，TDDnoise也会越大。所以我们要在增益最大的模式下测试

第五章TDD噪音的问题定位

首先要从电流音的产生来入手，分析干扰信号的特性，电流音在通话时才有，说明肯定是由于某部分电路（射频、MIC、电源、PCB等）的工作引起的，一般在对方不说话时听起来，更加明显，可以用示波器测量通话时receiver2端信号的频谱，观察干扰的中心频率、带宽以及幅度等信息，再根据干扰的这些特性来判断具体的干扰源在哪里！如果测量没有很明显的效果，也可以用排除法判断：

5.1天线把射频信号通过同轴线引入手机，看看是否干扰消失。确定干扰是射频天线引入的。

5.2射频：一般与RF功率强度有关，可以链接综测仪，调节cell功率，采用回环模式，看通话电流音是否有变化！

5.3MIC:由于mic一般会与receiver走线很近，如果是很长的平行线，receiver很容易耦合到可以将mic的输入短路，看通话电流音是否还有！如果还有把麦克风换成2.2k电阻看看是否干扰消失。或者干脆将MIC直接去掉

5.4电源：通话时，测量音频电路供电电源，是否有明显的干扰！看有无与receiver上同频的干扰！

5.5元器件本身质量不好；更换SPKMICRECEIVER

5.6结构设计不合理，如单极天线MICRECEIVERSPK的位置与天线的位置太近或者位置摆放不是很合理可以把音频器件原理壳子进行测试

找到干扰源了，从本质入手！再针对干扰产生的原因，采取相应的措施，才能从根本上解决通话电流音的问题！

第六章TDD噪音的解决对策

6.1对于一些辐射的处理思路

1要消除这些辐射源，可以将马达外壳接地，其它的可以用铜箔包住后将铜箔接地。

2对于一些翻盖滑盖机型上板经常容易受到辐射干扰根源是上板接地不是很充分我们一般最好还是要保证上下板充分的接地包括滑轨壳体等否则相当于悬空很容易受到天线辐射干扰

6.2对于其他干扰的处理思路

6.2.1加电容构建RC振荡电路使其达到谐振点

电容的尝试范围一般小于30PF

关于滤波电容：

下图是电容在PCB中的等效电路

1我们一般不选择容值较大的电容因为容值越大其谐振频率很低，只能用做低频滤波。我们的干扰是在高频段所以我们选择小电容

2我们用电容调试的方法目的就是构造滤波器但是从理论上我们可以得到若干公式算出滤波值的大小但是实际上却相差甚远

3电容的选取值理论与实际相差很大原因有多种

1）比如PCB中滤波电容下地不是很充分

2）PCB板由于过孔等原因寄生电感寄生电容有差异

3)不同的电容的ESR和ESL的相互影响

4）电容的温度精度等特性的限制

4不同容值，材料的电容，谐振频率不一样，用来滤掉特定频率的干扰，需要选合适谐振频率的电容。所以很多地方滤波都有大大小小不同容值电容并联并且并联的会减小电容的ESR等影响不同值的电容并联情况比较复杂，因为每个电容的谐振频率不同，当工作频率处于最低谐振频率和最高谐振频率之间时，一些电容表现为容性，另外一些表现为感性，形成了一个LC并联谐振电路。当处于谐振状态时，电容和电感之间进行周期性的能量交换，以至流经电源层的电流非常小，波动变小换句话说就是ESR最小使无用杂波更好的导入到地滤波

5电容滤波的本质就是让他们工作在最低阻抗的情况下使无用信号尽可能的导入到地

6.2.2加电感磁珠

1）加电感构建LC振荡电路使其达到谐振点电感尝试范围小于10NH一定要串联电感并联无意义也会导致不必要的耗电特别需要注意的是增加了对地电感由于电感的ESR的作用可以产生很大的耗电顺便提下电容值对地的也不能太大也可能引起耗电原理同上

2）加磁珠滤波当然磁珠有时候适得其反要看音频走线的长短

磁珠有点类似电感，但是它的等效阻抗要比电感高很多，也就说在50Hz--20KHz的范围内它对信号的衰减要比电感大。并且磁珠有规格的，一般滤除的频段不一定是你需要滤除的噪声频段，那样使用磁珠就没有意义了

磁珠的特性与电感的区别就是在频率较高的情况下表现为电阻特性这样一来就可以有效的阻止一些无用的杂波达到滤波效果同时磁珠主要用于抑制电磁辐射干扰，而电感用于这方面则侧重于抑制传导性干扰。两者都可用于处理EMC、EMI问题。

3）电感的选择性更多磁珠是用来吸收超高频信号，象一些RF电路，PLL，振荡电路，含超高频存储器电路（DDRSDRAM，RAMBUS等）都需要在电源输入部分加磁珠，而电感是一种蓄能元件，用在LC振荡电路，中低频的滤波电路等，其应用频率范围很少超过错50MHZ。但是如果干扰是在低频段磁珠由于有电感特性很容易会产生不必要的震荡适得其反这要根据具体情形选取磁珠滤波的另一缺点是会使通路的阻抗变大有时候会降低音频器件的音量

综上所述纯从滤除干扰的角度看，磁珠是比电感要好，但磁珠在20-30K段间的等效直流阻抗要比电感大的多，在SPEAK通路上，通路上0.1欧姆的电阻的变化对外放的影响都很大，用磁珠对输出幅度影响很大。而且磁珠的电流一般相对较小，在SPEAK通路上,一般要求通路上元件的的额定电流要大于250mA,能满足这个条件的磁珠很少

6.2.3串电阻

串电阻可以减小该TDMA的噪声，同时加大RECEIVER的输出增益，电阻大小可根据调试情况而定

6.2.4降低功率的方法通过更改META工具校准的功率值

6.2.5更改PA电源滤波尝试用LDO给音频PA供电

关于电路TDD滤波总结

产生电流声的原因有电流突变,电压差异,频率共振等.产生电流声的元件有很多种.首先要确定产生电流声的元件或者部位,找出敏感区域.在做改善.一般在找到产生电流声的元件或者原因后,可以通过并电容把电流放到地上,或者串电感把电流隔离在敏感区域外.

第七章TDD噪音的预防

总述检查音频走线是否差分走，是否良好的包地，周围是否有干扰走线，特别是217HZ的射频控制先如HB_TX等，如果有尽快移走他们。.检查Vbat是否直接跟音频功放IC的Vcc相连，是否受到音频功放的干扰等

a，走线要并行走且用的保护

b，走线避免临近大信号区；

c，音频电源要干净；音频滤波电容要做到很好的接地

d，mic的偏置电源、地要保护好；

e，如果走線太長,receiverAMP必須盡量靠近CPU端.可以在audio訊號受到干擾前先放大聲音訊號；

f，receiver兩端的走線盡量靠近，上下包GND。

g,差分线上的干扰信号可以表示为一个共模干扰部分+差摸干扰部分，差分线之间的电容是为了去差摸干扰，而每根线到地的电容是为了去共模干扰。所以这方面要特别的注意h关于接地器件之间壳体之间走线之中地一定要充分接好

I,VBAT不要形成环路不要干扰音频等线音频线处理好边缘不要有容易震荡的信号和高速同音频同时工作的数字信号

J预留滤波网络

k,注意音频器件的摆放位置考虑PIFA天线和单极天线的异同规划好音频器件与天线的位置特别是MIC

第八章一些项目案例

8.11项目

8.1.1问题现象

拆除RECEIVER等电声器件拨打电话时有电流声

8.1.2问题分析

通过分析从PCB中看电源形成了一个环路形成一个大的环状天线

8.1.3解决方法

通过调试电容匹配进行优化但是不彻底

8.1.4总结

①我们进行PCBLAYOUT的时候我们要优先保证电源的走向也就是说器件摆放的时候尽量考虑不要使电源集中成环

②对于电源来说我们要尽量把它放在表层音频走线尽量放在内层我们要保证音频走线不要与电源临层

③另外对于一些模拟的信号临层不要有高速的数字信号因为在频率较高的情况下器件都会表现出感性形成敏感的小天线很容易被干扰

④对于一些振荡信号晶振LCD键盘扫描等信号要远离音频信号

⑤音频滤波电容的接地一定要好要打孔到主地地一定要规划好保持地的完整性

8.22项目

8.2.1现象

在免提通话的时候有TDD产生

8.2.2问题分析马达线过长导致TDD把马达用手挡住TDD变小把马达去掉TDD消失

8.2.3处理方法

把马达用导电布包好把马达线绕在一起增强抗干扰能力把马达金属部分接地

8.2.4总结

马达SPK等一些音频器件很容易成为辐射源由于其工作原理都符合电磁感应定律都是感性器件对辐射很敏感所以我们设计的时候要确定好这些器件的摆放位置尽量做到远离天线保护好

8.33项目

翻盖RECEIVER嵌入在上盖上由于此机型板子上本来就有电流声音

8.3.1现象听筒有电流声

8.3.2分析

但是由于听筒的位置距离板子很远但确有很大的电流声音对于这种机型与霍尔磁铁的干扰有很大关系加之霍尔器件就是在听筒旁边所以无法屏蔽这种板形目前是对RECEIVER对地加电容构成匹配电路结果OK

8.3.3总结对于霍尔等感性器件也要考虑到它与天线的位置更要注意

8.44项目

8.4.1现象听筒有电流声

8.4.2分析本质是由于天线辐射磁性器件马达和SPK所致

8.4.3处理方法

把SPK和马达两根线紧紧缠绕使其保持最好的差分状态抵消干扰

8.551项目

8.5.1现象电话接通瞬间又电流声

8.5.2分析：

此机型是滑盖机型

主板和上板接地不是很好在不改板子的情况下最终通过稍微降低下发射功率问题改善562改为498。

8.66,7项目

8.6.1现象免提有TDD

8.6.2分析解决：6是翻盖机型7是滑盖机型6音频功放在上板上如果把上板飞地到主板效果改善7如果把滑轨接地效果改善

8.6.2总结：

8.6.3

TDD做到最后主要就是接地因为无论是数字信号还是模拟信号最后都要接到手机的主地地说

设计之前必须了解接地的原则：第一个原则是尽可能减小电流环路的面积；第二个原则是系统只采用一个参考面。相反，如果系统存在两个参考面，就可能形成一个偶极天线(注：小型偶极天线的辐射大小与线的长度、流过的电流大小以及频率成正比)；而如果信号不能通过尽可能小的环路返回，就可能形成一个大的环状天线(注：小型环状天线的辐射大小与环路面积、流过环路的电流大小以及频率的平方成正比)。在设计中要尽可能避免这两种情况。