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多年以后,我审核手中的音频PCB走线时,准会想起师傅带我去听音室的那个遥远的夜晚。当时,听音室只有我们两个人,模拟人头伫立在对面万籁俱寂。耳朵靠近手机听筒,我第一次听到了来自遥远时光深处的TDMA噪声,“滋——滋——”。

什么是TDMA?

在手机领域,我们常听到GSM这个缩写,GSM全拼是 Global System for Mobile Communications,翻译为全球移动通信系统。TDMA:Time Division Multiple Access翻译为时分多址。GSM就采用了TDMA通信技术,它采用850Mhz,900Mhz频段,后来又加入1800Mh以及1900Mhz频段。TDMA噪声影响最大的就是音频,但是TDMA上百兆赫兹的频率看似远离人耳听觉范围20-20Khz,它又为什么会影响音频呢?

这就要从TDMA的通信方式说起,我们在打电话时,用户并不是一直占用着信道,仅仅是在一个个时隙中进行数据传输,以此降低手机的射频的平均功率。但是传输和空闲的切换会引起一连串的burst,这个burst的频率就是217hz。直观的讲,这些个busrt会在RF器件上引起脉冲电流和电压。RF PA属于大功率器件,如果检测其电流或电压,就会看到明显的217Hz成分,TDMA制式虽然是上百兆的工作频率,但是burst的频率是217Hz及其谐波,落入人耳范围内,它所产生的音频干扰,就会被人听到,“滋——滋——”,无休无止。

它耦合到音频线路的方式分为传导和辐射两种,如果通过PCB板线路耦合入音频线路,就是传导干扰。如果是天线辐射到音频线路或者是喇叭本体就是辐射干扰。

然而今天我要说到的既不是传导,也不是辐射。而是一种电源噪声引起的机械振动噪声,整个板子都在振,整个板子都在响,有种“整个宇宙,为你闪烁”的感觉。

肮脏的Vbat!

手机中的RF PA供电来自系统电,我们可以称之为Vbat,该电源的电压约等于电池电压,可以说手机中大部分电都来自于Vbat,当然RF PA的电也不例外,因此这路电的特点是电压高(接近电池电压)、电流大(各个模块都从Vbat抽取电流)、(不同模块工作频率不同,不同频率的叠加使得Vbat纹波非常复杂)、电容多

如果在GSM大功率通话时,测试Vbat的纹波,可以看到明显的217Hz成分,Vbat上又并联了大量的MLCC陶瓷电容,分布在手机主板的不同位置,MLCC电容具有逆压电效应,当电容两端电压变化时会引起相应的机械形变,进而振动发音,如果用电子听诊器探头抵在电容本体上,会听的更清晰。那一个一个电容,永无休止的“滋——滋——”乱叫,结果就是整个主板都振动发音。

那怎么解决MLCC电容啸叫呢?关于MLCC电容啸叫及其解决方案,我在以前的文章中有过详细介绍。可以参考《MLCC电容为什么会啸叫?怎么让它闭嘴!》

以上就是TDMA noise产生的基本原理。

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  • aisi999 2021-12-13 12:21
    还有这情况原来一位电池是大水池会波澜不惊的,看来科学还得认真重新理解!
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