雜訊偵測方式

如何經由頻譜分析儀及高頻天線(探棒)量測得知雜訊來源[17]，以往 對於wireless sensitivity的規格，只要求量測2D的峰值(peak)，但近年 來OTA(Over The Air)的TIS(Total Isotropic Sensitivity)已經是必須的，這是 一個3D的規格。從[17]看出，若是在電路或組裝上無法解決，可考慮利用 天線來幫忙，這種狀況在解決SAR時最常見。TIS會被系統雜訊影響,想得 到好的TIS，必須減少來自系統的雜訊。如何偵測系統雜訊?我們有興趣接 收訊號低於-100dBm,因此我们必須使用可提供足夠低儀器雜訊(noise floor) 的儀器來偵測實際雜訊。

一般的頻譜分析儀的敏感度不夠低，如果頻譜分析儀內含前置放大器 並具有外接低雜訊放大器(LNA)，加上適當調整 RBW/VBW，頻譜分析儀 noise floor 可從-90dBm 降至-110dBm~-140dBm，如此才能看得到 2G/3G 甚 至 GPS 的雜訊，Advantest R3162 頻譜分析儀即具有 15dB 增益前置放大 器。HSDPA 進行 space diversity，如圖 2.7 利用 HSDPA 主天線(Main)及副 天線(AUX)來接收訊號，當我們要偵測來自系統雜訊，依序將主天線及副 天線分別連接到頻譜，如圖 2.8(a)(b)，表 2.2 改變待測物狀態來偵測雜訊，

所以有效控制各種訊號的出現，有助偵測雜訊。

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圖2.7 筆記型電腦3G模組和天線的正常連接

(a)

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Windows Windows Starting

LCD Display Angle 100-110 degree angle Power Management

Scheme default setting

Power Source Battery Only(No AC Adapter) Brightness Control Medium

Optical Drive Turn Off(default setting) Wallpaper Default wallpaper

USB Port Do not connect any devices Express Card/PC Card Do not insert any cards Wireless LAN / Bluetooth Off

Memory Card Slot Do not insert any cards LAN/MODEM Do not connect any cables Headphone / Mic Do not connect any cables

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表 2.3 頻譜分析儀設定

當頻譜設定如表 2.3，此例為偵測 EGSM850 ,WCDMA Band V，頻譜畫面如 圖 2.9 圖，當 LVDS 雜訊出現時如圖 2.10 所示，紅點所示超出 noise floor。

圖 2-9 頻譜分析儀畫面

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圖 2.10 利用頻譜分析儀捕捉 LVDS 對接收頻帶干擾訊號

經偵測及加入解決方案後，要確認結果，必須利用2G/3G綜合測試儀 如Agilent E5515C直接量測接收機敏感度(sensitivity)如圖2-11，藉由 量測接收機所有頻道敏感度(sensitivity)，可以知道干擾雜訊的影響程 度及分布。圖2-12為針對 EGSM_900全頻道sensitivity的量測，可看出某 些頻道(如ch1005,ch76,ch115)因受干擾，差了3~4dB。

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圖2.11 量測接收機敏感度(sensitivity)環境

-108 -106 -104 -102 -100 -98 -96

975 985 995 1005 1015 1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121

Sensitivity(dBm)

Channel

圖 2.12 2D EGSM_900 all channel wireless sensitivity

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圖2-13 隔離雜訊方法

干擾雜訊在筆記型電腦的底座或上面的面板? 如何尋找干擾雜訊的 真正來源?WWAN(2G/3G)模組已置入底座，如圖2-13，WWAN 2G/3G 天線也 已放在液晶面板的下面。尋找干擾訊號最簡單的方法就是把可能的干擾源 關閉再打開，才能得知其各自貢獻的比例。測試HSDPA系統(包含天線之接 收)步驟如下:

(A) 把控制液晶面板的LVDS 排線拔掉再裝上，觀察對頻譜的影響 (B) 裝上/拿掉WWAN卡，觀察對頻譜的影響

(C) 裝上2G/3G卡，利用控制軟體關閉/打開, 觀察對頻譜的影響 (D) 關閉/打開(BT, WLAN)，觀察對頻譜的影響

(E) 面板量度調大/調小，觀察背光switching power對頻譜的影響

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(F) 拿掉再裝上各個子板，如相機模組, 硬碟,記憶模組DDRII，觀察對 頻譜的影響

經測試發現(A)(E)(F)是主要雜訊來源，我們以下將針對這三項進行討論 圖2-14，觀察頻帶935MHz~960MHz，可見LVDS Clock Generator IC 展頻時振幅大小，頻寬及中心頻率均會改變，左圖spreading ratio=1%，

右圖spreading ratio=1.5%，其各自的頻率源頻譜左緣從950.2MHz移至 922.74MHz，其振幅也有不同變化，此即為我們可以調整的地方。

圖2-14 不同spreading ratio的頻譜變化

展頻(SSCG)

以下是一個經由調整2G/3G模組時脈頻率，進而改善LVDS對2G/3G接收機敏 感度的實例:

[步驟 1] 連接待測無線裝置至頻譜分析儀 [步驟 2] 檢查雜訊頻譜，圖 2.15

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圖 2.15 檢查雜訊頻譜

[步驟3] 利用控制軟體關閉/打開面板，檢查頻譜有無任何變化

圖 2.16 液晶面板的訊號被關掉干擾雜訊也隨著

當觀察到隨著液晶面板的訊號被關掉干擾雜訊也隨著消失，干擾源明顯和 液晶面板的訊號有關。(注意頻譜綠色區域) 圖2.16

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[步驟 4] 確認干擾雜訊的頻寬及彼此之間是否有倍頻關係

圖2.17 干擾雜訊美每37.5MHz重覆一次 記號(1) 819.61 MHz

記號(2) 856.99 MHz 記號(3) 894.46 MHz

從以上的頻率記號顯示干擾雜訊美每37.5MHz重覆一次,如圖2.17 但記號3的干擾來源明顯來自其它原因。

圖 2.18 量測展頻因子

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從頻率的觀點，干擾訊號是由37.5MHz(37.5MHz x 2 = 75MHz)倍頻而 成，我们不僅要注意液晶面板75MHz的排線訊號，1/2 頻率(37.5MHz)也不

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減低電磁雜訊干擾。此外，除了在頻域上減低電磁雜訊干擾，考慮展頻時 脈在時域上所造成的影響才是更重要的部分，因為在串列資料傳輸的過程 中最主要關心的是訊號在時域上的完整性。

圖2.19 最終頻譜

2.3 解決方案