无线测试工程师知识点分享：采用电波暗室测试电路的RF噪声抑制能力，避免踩坑！

　　gsm手机的随处可见正导致不需要的rf信号的持续增加，如果电子电路没有足够的rf抑制能力，这些rf信号会导致电路产生的结果失真。为了确保电子电路可靠工作，对于电子电路rf抑制能力的测量已经成为产品设计必不可少的一个环节。本文介绍了一种通用的rf抑制能力测量技术－rf电波暗室测量装置，描述了它的组成和操作方式，并给出了实际测量结果的例子。
　现在大多数蜂窝电话采用的无线技术是时分多址(tdma)，这种复用技术以217hz的频率对高频载波进行通/断脉冲调制。容易受到rf干扰的ic会对该载波信号进行解调，再生出217hz及其谐波成分的信号。由于这些频谱成分的绝大多数都落入音频范围，因此它们会产生不想要的听得见的“嗡嗡”声。由此可见，rf抑制能力较差的电路会对蜂窝电话的rf信号解调，并会产生不希望听到的低频噪音。为了测量产品的质量，测试时需要把电路放在rf环境中测量，该rf环境要与正常操作时电路遇到的环境相当。

　　本文描述了一种通用的集成电路rf噪声抑制能力测量技术。rf抑制能力测试将电路板置于可控制的rf信号电平下，该rf电平代表电路工作时可能受到的干扰强度。这样就产生了一个标准化、结构化的测试方法，使用这种方法能够得到在质量分析中可重复的有用结果。这样的测试结果有助于ic选型，从而获得能够抵抗rf噪声的电路。

　　可以将被测件(dut)靠近正在工作的蜂窝电话，以测试其rf敏感度，但是，为了得到一个的、具有可重复性的试验结果，需要采用一个固定的测量方法，在可重复的rf场内测试dut。解决方案是采用rf测试电波暗室，提供一个可控制的rf场，其相当于典型移动电话所产生的rf场。

　　下面，我们对maxim的一款双运放(max4232)和一款竞争产品(x)进行rf抑制能力比较测试。
 

　　图1：双运放的rf噪声抑制能力测量电路(online)

　　rf抑制测试电路(图1)给出了连到待测双运放的电路板连接，每个运算放大器被配置成交流放大器，没有交流输入时，输出设置在1.5v直流电平(vcc=3v)。反相输入通过1.5"环线(模拟输入端的pc引线)短路至地，该环路用来模拟实际引线的的效应，实际引线在工作频率下会作为天线，收集和解调rf信号。通过在输出端连接一个电压表，测量和量化运算放大器的rf噪声抑制能力。
 

　　maxim的rf测试装置(图2)产生rf抑制能力测试所需的rf场，测试电波暗室具有一个屏蔽室，作用与法拉第腔的屏蔽室类似，它具有连接电源和输出监视器的端口。把下面列举的设备连接起来就可以组成测试装置：

　　1. 信号发生器:9khz至3.3ghz(罗德与施瓦茨公司sml-03)

　　2. rf功率放大器(pa):800mhz至1ghz, 20w(ophir 5124)

　　3. 功率计:25mhz至1ghz(罗德与施瓦茨公司)

　　4. 平行线单元(电波暗室)

　　5. 场强检测仪

　　6. 计算机

　　7. 电压表

　　信号发生器产生所需要频率的rf调制信号，并将其馈送到功率放大器，通过一个与功率计连接的定向耦合器测量并监视pa输出。计算机通过控制信号发生器输出的频率范围、调制类型、调制百分比、功放的功率输出，建立所需要的rf场。电场通过天线(平面型)在屏蔽电波暗室内辐射，经过校准，产生均匀的、一致的、可重复的电场。

　　典型蜂窝电话附近的rf场强近似为60v/m(距离手机天线4cm处)，远离手机后场强降低。在距离手机10cm处，场强降至25v/m。因此在电波暗室内产生一个均匀的60v/m场强，以模拟dut所处的rf环境(60v/m的辐射强度可以保证被测器件不至于发生电平钳位，避免测量误差)。所采用的射频信号是在800mhz至1ghz蜂窝电话频率范围内变化的rf正弦波，使用1khz的音频频率进行调制，调制深度为。用217hz频率调制时可以得到相似的结果，但1khz是更常用的音频频率，为便于*估，这里选择了1khz。通过电波暗室的接入端口为dut提供电源，并通过接入端口连接电压表，读取dbv值(相对于1v的db)。通过调整dut在电波暗室内的位置，并使用场强检测仪可以校准rf场。
 

　　图3.使用图2测量装置得到的两个双运放的 rf噪声抑制测试结果

　　两个双运放(max4232和x)的测试结果如图3所示，测量值为输出的平均dbv。rf频率在800mhz至1ghz范围内变化时，在均匀的60v/m电场中，max4232的平均输出大约为-66dbv(500(vrms相对于1v)；器件x的平均输出大约为(18dbv(125mvrms相对于1v)。没有rf信号时，电压表的读数为-86dbv。

　　因此max4232输出的变化量只有-20db(-86dbv 到(66dbv)，即rf干扰导致max4232输出从50(vrms变化到500(vrms，在rf干扰环境下，max4232的变化因子是10。因此可以推断出max4232具有出色的rf抑制能力(-66dbv)，不会产生明显的输出失真。而器件x的噪声抑制平均读数仅有-18dbv，这意味着在rf影响下输出变化为125mvrms(相对于1v)。这个增加值很大，是正常值50(vrms的2500倍。因此，器件x的rf噪声抑制能力很差(-18dbv)，当靠近手机或其它rf源时可能无法正常工作。显然，对于音频处理应用(如耳机放大器和话筒放大器)，max4232是一个更好的选择。

　　为了保证产品在rf环境下的工作质量，rf噪声抑制能力的测量是电路板和ic制造商必须考虑的步骤。rf电波暗室测量装置提供了一个既经济、灵活，又的rf抑制能力测量方法。