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2.4G 无线辐射杂散Tx 整改案例

时间:2023-09-08   访问量:55

摘要
某蓝牙无线耳机与蓝牙适配器做FCC ID认证,辐射杂散不合格,其2次谐波,3次谐波,4次谐波都不合格。不满足FCC Part 15.247的辐射杂散限值要求,FCC限值详细如下:

FCC辐射杂散限值

54dBuv/m AV 74dBuv/m PK@3m距离 above 1g都是一样的限值

FCC传导的杂散限值

如果测量peak 功率,基于主频的峰值-20dB,作为限值

如果测量AVG 功率,基于主频的峰值-30dB,作为限值

样机描述

蓝牙dongle适配器由恩智浦 NXP NxH3670蓝牙BLE芯片主控,TDK 2.4g滤波器,外置SKY66114 2.4G的PA功率放大,再由PCB天线发射,锂电池等组成。

2.4g_Bluetooth-headset.jpg

2.4G_蓝牙dongle_SCH.png

辐射杂散不合格测试数据

2402MHz的二次谐波4804MHz超出AV值限值

2402MHz_Tx_Second harmonic.png

2402MHz的三次谐波7206MHz超出AV值限值

2402MHz_Tx_Third_harmonic.png

2402MHz的四次谐波9608MHz超出AV值限值

2402MHz_Tx_Fourth_harmonic.png

不合格分析
从上述测试数据看,再结合电路分析,产品设计已经用了TDK的一体成型的2.4g带通滤波器,另外,PCB天线也用了市面上的成熟的陶瓷天线,理论上杂散也不会到4次谐波都还超出限值。怀疑是PCB layout的问题,因此需要着重研究PCB布局问题。

整改方案
PA SKY66114的Pin14的PA_OUT到Pin10的SW_IN从bottom转换到top,这一段为PA的2.4g输出到切换的电子开关,因此,如果这一段走线过远,甚至有换层的话,那就有非常高的风险。同样的这个PA的2.4g输出还下了一颗电容C32到bottom层的GND,然而这个PA芯片又是放在top层。


具体pin10与Pin14的PCB trace布局走向如下图所示:

SKY66114_Pin10_Top.png

SKY66114_Pin14 to Pin10_Bottom

SKY66114_Pin10_Bottom.png

因此,经过上述排查发现确有这个2.4g的换层,且电容滤波的信号回流也是有换层,因此经过人为手工飞线验证,直接连接SKY66114的pin 10到bottom换层的部分,验证数据如下,有明显的测试效果,如下测试数据所示。

Radiation_spurious.png


因此,按照要求,再次更新PCB layout设计,全部放top层,则问题解决。

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