分享好友 电磁兼容首页 电磁兼容分类 切换频道

针对UART通信端口上射频干扰的研究

2010-05-112120我爱研发网
      位于840MHz左右的RF干扰影响配置成UART的串行通信端口,该接口位于包含一个AD6903(LeMansLCR+)数字式基带处理器的调制解调器和一台主处理机之间。

  出现的问题是连接到AD6903GPIO_1引脚的UARTRX信号中出现噪声,每当射频(RF)干扰源出现时,信号平均电压就会远离其期望值。平均电压的偏移幅度取决于RF源的功率和频率。

  图1显示当射频功率放大器接通时,进入AD6903的GPIO_1引脚上的UARTRX信号受到影响的情况。在图1中,进入AD6903的UARTRX用粉红色表示,来自主处理机的UARTTX信号用紫色表示,功率放大器使能用黄色表示,而AD6903VEXT电源用绿色表示。

  

  图1:UART通信端口上的RF干扰

  当功率放大器接通(黄色)时,从主处理器的TX引脚到AD6903的RX引脚(桃红色)的UART数据传输发生了故障,因为RX信号上升到高低电平之间的中间位置,而与TX信号(紫色)不一致。在第二个脉冲期间,当功率放大器接通时,主处理器的TX引脚和AD6903的RX引脚应该都保持高电平;但是TX引脚上有噪声,而且RX信号下降至其高低电平的中间位置。并且注意VEXT电源电压(绿色)上的噪声增大,并且当功率放大器接通时其值还会略为上升。

  然而,问题必须是与功率放大器的使能信号和同一个调制解调器的功率放大器无关,因为从附近其他的电话或信号发生器带来的RF能量也会影响进入AD6903的UARTRX信号。使用信号产生器扫描来检查对射频干扰的易受度时发现,最坏的地方约在840MHz,而在高频或更低的频率上则较好。

  在主处理器和AD6903之间的这个信号的串联电阻器被用于使逻辑高电平从3.3V降低到2.8V。这个电阻器的额定阻值是10kΩ。可以用较小的电阻、包括0Ω电阻器来替换之,因为降低阻值可以减小噪声,但是这并不能解决问题,除非用短路线来代替。

  这个问题也不是AD6903才特有的。来自其他厂商的芯片也具有相似的现象。比如,SN74AVCA16425GR的引脚37上也有同样的问题。其功能框图请参考图2。

  

  图2:SN74AVCA16425GR功能框图

  这里的1DIR、2DIR为高电平,OE为低电平,因此操作是从A口到B口,引脚37(1A7)将接收来自另一个芯片组的数据。这意味着它是输入型。

  在附近存在RF干扰的情况下,即在测试点附近(5米以内)用手机打电话,来测试SN74AVCA16425GR的引脚37上的信号。图3显示当设备不加电时(I/O状态未知),其输出反常;而图4则显示当设备加电(输入状态)时其输出的反常情况。

  

  图3:低电平升高

  干扰原理

  进入AD6903的UARTRX信号的这种“RF干扰拾取”行为的发生以一个特定的RF频率为中心,而这些信号迹线没有完全被屏蔽。这种现象是可以解释的:主板的印刷导线拾取干扰,因为导线上有寄生电感、寄生电阻和寄生电容,而导线的两端连接的是高阻抗;一侧是一个10kΩ电阻器,另一侧则是CMOS输入。电路板上的导线就像一个具有1/4波长响应的天线。

  

  图4:高电平降低

  在客户模块中,计算GPIO1导线时,模块上按30mm计算,而主板上则大约为15mm。所以这条线能够拾取RF噪声并对840MHz敏感就不奇怪了。具体可以参考图5。

  

  图5:RF干扰计算公式

 根据上述理论,建议在信号通道上增加一只电容器来阻尼RF的干扰振荡。电容器的作用是改变天线的调谐频率和降低天线阻抗从而降低天线增益。随后,我们听取了有关报告,即通过选取适当的电容,使噪声减少到了可接受的水平。

« 上一页 1/2 下一页 »
收藏 0
打赏 0
评论 0
电磁波能量比吸收率SAR评估的过去、现在和未来
新颖创新的SAR(电磁波能量比吸收率)快速测量系统于近期进入了市场。SAR测量系统被用来确认无线设备,如移动电话使用者的电磁波辐射状态。测量所得的SAR值则与国际标准或行业标准进行比较,使受测的无线设备可以被批

0评论2015-11-04970

量化射频干扰对线性电路的影响
典型的精密运算放大(运放)器可以有1MHz的增益带宽积。从理论上讲,用户可能期望千兆赫水平的RF信号衰减到非常低的水平,因为它们远远超出了放大器的带宽范围。然而,实际情况并非如此。事实上,包含在放大器内的静

0评论2015-09-24132

如何使用示波器进行射频信号测试
摘要随着无线通信、雷达、卫星通信、光通信等领域对于信号传输速率或者分辨率要求的提升,采用的调制制式越来越复杂,信号带宽也越来越宽。现代的实时示波器由于芯片和材料工艺的提升,已经可以提供高达几十GHz的实时

0评论2015-07-13699

欧洲无线射频EN300328 V1.8.1版标准新增要求
EN 300 328 V1.8.1适用于2.4GHz的Frequency Hopping equipment和other types of Wide Band modulation equipment, 比如2.4G WIFI, 蓝牙以及zigbee产品。而EN 301 893 V1.7.1主要针对5GHz WIFI及DFS产品。EN 300 328

0评论2015-01-23370

EMC射频设计要着重滤波和屏蔽
为了防止解调,模拟电路处于干扰环境中时需保持线性和稳定,尤其是反馈回路,更需在宽频带范围内处于线性及稳定状态,这就常常需要对容性负载进行缓冲,同时用一个小串联电阻(约为500)和一个大约5PF的积分反馈电容

0评论2013-01-14408

手机与电磁波对人有影响
现在,手机的使用越来越广泛。十多年以前,只有极少数的有钱人才用得起手机,时至今日,手机已经非常普及,成为一种基本的工作与娱乐工具。随着其越来越小巧和便宜,越来越多的人拥有了属于自己的手机。 与互联网功

0评论2012-08-02870

射频电路与天线的电磁干扰研究
当射频电路一切都按预先设定的方案设计完成之后,其性能不一定就会完全达标,其中会导致射频性能不达标的一个重要因素有可能就是电磁干扰,而电磁干扰并不一定是因为射频范畴内电路布局、布线不合理造成,亦可能是因

0评论2012-07-10454