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关于UART通信端口上射频干扰的研究

上网日期: 2008年09月23日 ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:减少RF干扰? 无线通信系统? UART通信端口? 误码?

有客户报告其中心位于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。存在这种问题的通用电路如图1所示。

图1:存在文中所述干扰问题的电路图。
图1:存在文中所述干扰问题的电路图。

出现的问题是连接到AD6903 GPIO_1引脚的UART RX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2显示当射频功率放大器接通时,进入AD6903的GPIO_1引脚上的UART RX信号受到影响的情况。在图2中,进入AD6903的UART RX用粉红色表示,来自主处理机的UART TX信号用紫色表示,功率放大器使能用黄色表示,而AD6903 VEXT电源用绿色表示。

图2:UART通信端口上的RF干扰。
图2: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UART RX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,SN74AVCA16?25GR的引脚37上也有同样的问题。其功能框图请参考图3。

图3:SN74AVCA16?25GR功能框图。
图3:SN74AVCA16?25GR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SN74AVCA16?25GR 的引脚37上的信号。图4显示当设备不加电时(I/O状态未知),其输出反常;而图5则显示当设备加电(输入状态)时其输出的反常情况。

图4:低电平升高。
图4:低电平升高。


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