GSM手機的隨處可見正導致不需要的RF信號的持續(xù)增加,，如果電子電路沒有足夠的RF抑制能力，這些RF信號會導致電路產(chǎn)生的結果失真,。為了確保電子電路可靠工作,，對于電子電路RF抑制能力的測量已經(jīng)成為產(chǎn)品設計必不可少的一個環(huán)節(jié)。本文介紹了一種通用的RF抑制能力測量技術－RF電波暗室測量裝置,，描述了它的組成和操作方式,，并給出了實際測量結果的例子。
現(xiàn)在大多數(shù)蜂窩電話采用的無線技術是時分多址(TDMA),，這種復用技術以217Hz的頻率對高頻載波進行通/斷脈沖調(diào)制,。容易受到RF干擾的IC會對該載波信號進行解調(diào)，再生出217Hz及其諧波成分的信號,。由于這些頻譜成分的絕大多數(shù)都落入音頻范圍,，因此它們會產(chǎn)生不想要的聽得見的“嗡嗡”聲。由此可見,，RF抑制能力較差的電路會對蜂窩電話的RF信號解調(diào),，并會產(chǎn)生不希望聽到的低頻噪音。為了測量產(chǎn)品的質(zhì)量,，測試時需要把電路放在RF環(huán)境中測量,，該RF環(huán)境要與正常操作時電路遇到的環(huán)境相當。
本文描述了一種通用的集成電路RF噪聲抑制能力測量技術,。RF抑制能力測試將電路板置于可控制的RF信號電平下,，該RF電平代表電路工作時可能受到的干擾強度。這樣就產(chǎn)生了一個標準化,、結構化的測試方法,，使用這種方法能夠得到在質(zhì)量分析中可重復的有用結果。這樣的測試結果有助于IC選型,，從而獲得最能夠抵抗RF噪聲的電路,。
可以將被測件(DUT)靠近正在工作的蜂窩電話，以測試其RF敏感度,，但是,，為了得到一個精確的,、具有可重復性的試驗結果,，需要采用一個固定的測量方法,，在可重復的RF場內(nèi)測試DUT。解決方案是采用RF測試電波暗室,，提供一個可精確控制的RF場,，其相當于典型移動電話所產(chǎn)生的RF場。
下面,，我們對Maxim的一款雙運放(MAX4232)和一款競爭產(chǎn)品(X)進行RF抑制能力比較測試,。
圖1：雙運放的RF噪聲抑制能力測量電路(online)
RF抑制測試電路(圖1)給出了連到待測雙運放的電路板連接，每個運算放大器被配置成交流放大器,，沒有交流輸入時,，輸出設置在1.5V直流電平(VCC = 3V)。反相輸入通過1.5"環(huán)線(模擬輸入端的PC引線)短路至地,，該環(huán)路用來模擬實際引線的的效應,，實際引線在工作頻率下會作為天線，收集和解調(diào)RF信號,。通過在輸出端連接一個電壓表,，測量和量化運算放大器的RF噪聲抑制能力。
圖2：RF噪聲抑制能力測量裝置
Maxim的RF測試裝置(圖2)產(chǎn)生RF抑制能力測試所需的RF場,，測試電波暗室具有一個屏蔽室,，作用與法拉第腔的屏蔽室類似，它具有連接電源和輸出監(jiān)視器的端口,。把下面列舉的設備連接起來就可以組成測試裝置：
1. 信號發(fā)生器:9kHz至3.3GHz(羅德與施瓦茨公司SML-03)
2. RF功率放大器(PA):800MHz至1GHz, 20W(OPHIR 5124)
3. 功率計:25MHz至1GHz(羅德與施瓦茨公司)
4. 平行線單元(電波暗室)
5. 場強檢測儀
6. 計算機
7. 電壓表
信號發(fā)生器產(chǎn)生所需要頻率的RF調(diào)制信號,，并將其饋送到功率放大器，通過一個與功率計連接的定向耦合器測量并監(jiān)視PA輸出,。計算機通過控制信號發(fā)生器輸出的頻率范圍,、調(diào)制類型、調(diào)制百分比,、功放的功率輸出,，建立所需要的RF場。電場通過天線(平面型)在屏蔽電波暗室內(nèi)輻射,，經(jīng)過精確校準,，產(chǎn)生均勻的、一致的,、可重復的電場,。
典型蜂窩電話附近的RF場強近似為60V/m(距離手機天線4cm處)，遠離手機后場強降低,。在距離手機10cm處,，場強降至25V/m,。因此在電波暗室內(nèi)產(chǎn)生一個均勻的60V/m場強，以模擬DUT所處的RF環(huán)境(60V/m的輻射強度可以保證被測器件不至于發(fā)生電平鉗位,，避免測量誤差),。所采用的射頻信號是在800MHz至1GHz蜂窩電話頻率范圍內(nèi)變化的RF正弦波，使用1kHz的音頻頻率進行調(diào)制,，調(diào)制深度為100%,。用217Hz頻率調(diào)制時可以得到相似的結果，但1kHz是更常用的音頻頻率,，為便于*估,，這里選擇了1kHz。通過電波暗室的接入端口為DUT提供電源,，并通過接入端口連接電壓表,，讀取dBV值(相對于1V的dB)。通過調(diào)整DUT在電波暗室內(nèi)的位置,，并使用場強檢測儀可以精確校準RF場,。
圖3.使用圖2測量裝置得到的兩個雙運放的 RF噪聲抑制測試結果
兩個雙運放(MAX4232和X)的測試結果如圖3所示，測量值為輸出的平均dBV,。RF頻率在800MHz至1GHz范圍內(nèi)變化時,，在均勻的60V/m電場中，MAX4232的平均輸出大約為-66dBV(500(V RMS相對于1V),；器件X的平均輸出大約為(18dBV(125mV RMS相對于1V),。沒有RF信號時，電壓表的讀數(shù)為-86dBV,。
因此MAX4232輸出的變化量只有-20dB(-86dBV 到(66dBV),，即RF干擾導致MAX4232輸出從50(V RMS變化到500(V RMS，在RF干擾環(huán)境下,，MAX4232的變化因子是10,。因此可以推斷出MAX4232具有出色的RF抑制能力(-66dBV)，不會產(chǎn)生明顯的輸出失真,。而器件X的噪聲抑制平均讀數(shù)僅有-18dBV,，這意味著在RF影響下輸出變化為125mV RMS(相對于1V)。這個增加值很大,，是正常值50(V RMS的2500倍,。因此，器件X的RF噪聲抑制能力很差(-18dBV),，當靠近手機或其它RF源時可能無法正常工作,。顯然，對于音頻處理應用(如耳機放大器和話筒放大器),，MAX4232是一個更好的選擇,。
為了保證產(chǎn)品在RF環(huán)境下的工作質(zhì)量,，RF噪聲抑制能力的測量是電路板和IC制造商必須考慮的步驟。RF電波暗室測量裝置提供了一個既經(jīng)濟,、靈活,，又精確的RF抑制能力測量方法。