LCM對手機(jī)GPS干擾的分析及優(yōu)化

馬雨生

【摘 要】隨著科技的不斷發(fā)展，手機(jī)趨向高度集成智能化，同時密集的空間產(chǎn)生了較多的電磁干擾，合理解決系統(tǒng)間互相干擾問題是保證智能手機(jī)通信質(zhì)量的關(guān)鍵。本文研究了LCM（LCD Module）對手機(jī)GPS干擾的問題，通過分析干擾產(chǎn)生的原因，提出優(yōu)化問題的解決思路及設(shè)計建議。

【關(guān)鍵詞】LCM；GPS；干擾

0 引言

GPS定位技術(shù)給我們生活帶來極大的便利，也已經(jīng)成為智能手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置。其中，GPS接收機(jī)性能的準(zhǔn)確性是重中之重，如果受到手機(jī)內(nèi)部其它設(shè)備的干擾，容易導(dǎo)致接收靈敏度劣化，定位發(fā)生漂移等問題，嚴(yán)重影響實(shí)際應(yīng)用。因此，解決手機(jī)系統(tǒng)內(nèi)對GPS接收機(jī)的干擾尤為重要。

1 原因分析

電磁干擾的形成有三個因素：電磁騷擾源、耦合路徑和敏感設(shè)備[1]?，F(xiàn)在手機(jī)空間密集程度很高，內(nèi)部構(gòu)成的電磁干擾也較復(fù)雜，文章只針對干擾較明顯的電磁干擾源LCM及敏感設(shè)備GPS接收機(jī)的進(jìn)行研究。

耦合路徑。FPC（Flexible Printed Circuit）柔性電路板由于柔性好、體積小、傳輸特性穩(wěn)定等特點(diǎn)，在智能手機(jī)中使用廣泛，手機(jī)屏幕一般由FPC與主板連接，其本身阻抗較大，互連信號的回流經(jīng)過FPC排線，將產(chǎn)生壓降，從而導(dǎo)致共模輻射。當(dāng)FPC接口及其附近電流靠近GPS天線時，F(xiàn)PC及其接口容易充當(dāng)天線將其它信號耦合到GPS接受機(jī)中，從而產(chǎn)生GPS接收機(jī)耦合靈敏度劣化。

電磁騷擾源。隨著MIPI（Mobile Industry Processor Interface）的規(guī)范不斷更新和改進(jìn)，其成熟的DSI顯示串行接口在手機(jī)行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用[2]。MIPI（DSI接口）clk頻率跟屏幕分辨率成正比關(guān)系，現(xiàn)在手機(jī)LCD技術(shù)發(fā)展迅速，分辨率可以已可達(dá)到2560x1440，clk頻率也需達(dá)到上百M(fèi)Hz，一般在150～700+MHz范圍。而手機(jī)GPS工作頻段為1575.42±1.023MHz，容易發(fā)現(xiàn)clk諧波可能通過FPC或接口耦合到GPS天線。同時對于MIPI屏幕，當(dāng)有2/4lane data線時，容易產(chǎn)生clk/12的諧波；當(dāng)有3lane data線時，容易產(chǎn)生clk/4的諧波。所以data線上的最小頻率的倍頻很有可能會達(dá)到GPS頻段，從而對GPS信號形成干擾。

圖1背光驅(qū)動原理圖，由DC-DC芯片U1201組成的升壓型穩(wěn)壓電路。電感L1上的電流變化會產(chǎn)生電壓紋波；同時DC-DC芯片內(nèi)部switch的開關(guān)動作會產(chǎn)生陡峭的信號沿變化在納秒范圍，從而產(chǎn)生高頻電磁輻射，而其高次諧波分量耦合到GPS天線，會對GPS信號形成干擾。

2 干擾的優(yōu)化

根據(jù)上述分析，干擾的耦合路徑主要來自FPC及其接口；而電磁騷擾源主要來自LCM頻率的諧波、背光電路形成的高次諧波分量。因此，我們可以從以下兩個方面進(jìn)行優(yōu)化：（1）切斷耦合路徑。FPC及接口用導(dǎo)電布或銅箔紙將包住，設(shè)計時考慮鍍銀漿，同時走線盡量短，從而減小輻射強(qiáng)度；LCM FPC及其接口走線遠(yuǎn)離GPS天線并考慮充分接地。（2）抑制屏蔽騷擾源[3]。調(diào)整LCM clk頻率避免其整數(shù)倍落在GPS頻段中；背光電路輸入口加EMI filter濾除降低噪聲，也可加磁珠等EMI器件用于抑制噪聲，設(shè)計時考慮添加0歐姆電阻，為EMI器件預(yù)留位置；MIPI及背光電路等強(qiáng)信號線遠(yuǎn)離GPS天線或著盡量埋入內(nèi)層，增強(qiáng)抗干擾能力。

3 結(jié)論

本文研究了LCM對手機(jī)GPS信號干擾的原因及優(yōu)化，希望對實(shí)際工作具有指導(dǎo)意義。手機(jī)內(nèi)部干擾器件較多，例如memory、camera、BT、WIFI等等還需繼續(xù)深入研究。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]周國清.電子設(shè)備中基于接地與屏蔽的電磁兼容性設(shè)計[J].西南大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2014，36（8）：186-187.