屏蔽罩对零中频手机射频发射性能之影响

有时常出现Shielding Cover盖上去后，其性能劣化的现象，例如灵敏度变差，相位误差变大……等，可能原因，便是由于Shielding Cover与RF走线，或是匹配组件间的距离过近，其寄生电容影响了阻抗，尤其是0402尺寸的组件，因为体积较大，更容易有这现象，此时可利用阻抗软件先加以验证，将H1与H2，设为100 mil，来模拟未加Shielding Cover时的阻抗。接着再将实际的H1值带入，0402组件的高度，约20mil，因此H2大约为H1-20。此时去比较阻抗的变化，便可得知Shielding Cover与RF走线，或是匹配组件间的距离，是否会影响阻抗了[1-3]。

然而相较于匹配组件或走线，通常Shielding Cover盖上去后，其性能劣化的现象，来自PA的机会较大，如下图:

因为PA的能量本来就很大，加上体积较大，离Shielding Cover更近，所以这

表示PA耦合到Shielding Cover的能量同样很大，若Shielding Cover接地良好，原则上PA耦合到Shielding Cover的能量，会通通流到GND，但若Shielding Cover 与Shielding Frame的接触不够好，那么PA耦合到Shielding Cover的能量，有一部分会反射，打到其他走线，若是打到PA电源，那基本上所有发射性能都会劣化。

由于现今智能手机要求的RF功能越来越多，这连带使得零件数目越来越多，且越来越要求轻薄短小，而零中频架构，由于具备了低成本，低复杂度，以及高整合度，这使得零中频架构的收发器，在手持装置，越来越受欢迎。但连带也有一些缺失，其中一项便是所谓的VCO Pulling[6-7]，因此不论是高通，或是MTK，都会建议收发器与PA要分别放在两个独立的屏蔽框里，也是为了避免VCO Pulling，如下图:

因此倘若PA跟收发器在同一个Shielding下，没有区隔开来，那情况更麻烦，因为除了PA电源，也可能会打到收发器的相关电源走线，甚至透过PA input走线跟接收走线，去打到VCO，产生VCO Pulling[4-5]。

此时可以做实验，去验证是否PA输出讯号打到上述走线，如下图:

记得要加DC Block，避免电源的直流讯号，回灌到CMU跟PA，而DC Block不是随便串联个电容就好了，因为电容值会影响S11，若值不对，很可能其PA输出讯号都会被反射回来。而由[8]可知，串联56 pF电容，几乎不会影响阻抗，因为原则上RF Cable都是50奥姆，换言之，若摆放56 pF的DC Block，亦即PA 输出讯号会一路走50奥姆，几乎不会反射。

原则上这样的实验，其发射性能是一定会劣化，但要观察是否为Shielding Cover 盖上去后的现象，倘若同样的现象完全复制出来，才可判定Root Cause是PA输出讯号打到上述走线，例如Shielding Cover盖上去后，其传导杂散会Fail，但相位误差依然Pass，而上述实验却是传导杂散跟相位误差都Fail，那就不能证明是PA输出讯号打到上述走线。

由[1-3]可知，若Shielding Cover与Shielding Frame的接触不是很紧密，则会产生时而开路，时而短路的情况发生，这样的行为模式，宛如一个Switch。而Switch 为非线性组件，会有非线性效应，谐波便是典型的非线性效应之一，如下图:

而任何金属，若没接地完全，那就是一个辐射体，因此Shielding Cover加Shielding Frame，整个Shielding Can宛如一个共振腔结构，会把PA耦合到Shielding Cover 的能量，辐射出去，当然PA耦合到Shielding Cover的能量中，也包含了PA非线性效应既有的谐波，若再加上Shielding Cover与Shielding Frame的Switch效应，那么辐射杂散，亦即Wireless的谐波，会更加强，会有超标的风险。

原则上，前述的问题，可透过加强Shielding Cover与Shielding Frame的接触，

以及加强Shielding Cover与Housing金属的接触，

使其耦合到Shielding Cover上的发射讯号，通通流到GND[1-3,5]。

前述提到，若作了Coupler回灌PA输出的实验，但现象却与Shielding Cover盖上去的现象不一致，那就不能证明是PA输出讯号，打到上述走线。此时问题可能是来自于Shielding Cover与PA内部Bond Wire的寄生效应，尤其是Shielding Frame的架桥，

因为相较于Shielding Cover，其架桥的高度又更小，倘若PA刚好在架桥下方，那寄生效应会很大，其PA的特性可能会有所改变，导致发射性能劣化，若问题是来自寄生效应，那么就是Shielding Cover的高度，以及架桥的位置，要重新调整，再不然就是PA上方的Shielding Cover，直接破孔开天窗。所以Placement 时，PA尽量不要在架桥跟Shielding Frame的屋檐下方，避免寄生效应。

除了PA之外，另外还需特别注意金属表面的Duplexer，例如Taiyo的Duplexer，

前述说过，任何金属，若没接地完全，那就是一个辐射体，故此时Duplexer的金属表面，会宛如一个辐射体，那么Shielding Cover一盖上去，就会产生上述的机制，打到上述走线，导致发射性能劣化，尤其是LTE的Band 7，这种频率很高的频段，更是容易出状况。此时可以在Duplexer上方，置入导电泡棉，使Duplexer的金属表面接地完全，便可消除其辐射体机制。当然，前提是Shielding Cover要先接地完全。

Reference

[1] 上集_磁珠_电感_电阻_电容于噪声抑制上之剖析与探讨, 百度文库

[2] 中集_磁珠_电感_电阻_电容于噪声抑制上之剖析与探讨, 百度文库

[3] 下集_磁珠_电感_电阻_电容于噪声抑制上之剖析与探讨, 百度文库

[4] PA输入端匹配电路之作用, 百度文库

[5] VCO Pulling对于零中频发射机之相位误差的危害, 百度文库

[6] GSM之调制与开关频谱(ORFS)解析与调校大全, 百度文库

[7] WCDMA零中频发射机(TX)之调校指南与原理剖析, 百度文库

[8] 匹配电路, 走线, 与寄生效应对手机射频接收机灵敏度之影响与注意事项,

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