为何改变PA的供电电容,可以改善GSM 900的三次谐波
关于三次谐波
三次谐波电流主要来自于单相整流电路。
图示的是一个典型的单相整流电路，电路中的电容是平滑电容，大部分整流电路中都包含这个电容，否则直流电压的纹波很大。
这个电容是导致三次谐波电流的主要原因。
熟悉电路的人都知道，平滑电容的电压被充电到交流电的峰值后，就维持在交流电峰值附近。
当交流电的电压低于电容上的电压时，电网上没有电流流入负载。
这时，负载的电流由电容供给，随着输出电流，电容的电压开始降低，在某个时刻，交流电的电压会高于电容上的电压，这时，电网上才会有电流流入电容(给电容充电，使电容上的电压升高)和负载中。
因此，电网仅在接近电压峰值的时刻向负载输入电流，电流的形状为脉冲状。
通过付立叶分析可知，这种脉冲状的波形包含丰富的三次谐波成分。
脉冲状的电流中包含了高次谐波成分，3次谐波电流最大。
传统负荷与现代符合的重要区别是，传统负荷大部分是线性负荷，现代负荷大部分是非线性负荷：1.通信设备、ＵＰＳ电源2.电脑为代表的信息设备、办公自动化设备3.大型医疗设备4.电视机为代表的家用电器，特别是变频空调、电磁炉等5.节能灯、调光灯等照明设备6.大尺寸的ＬＥＤ屏幕电视机和计算机电流波形调光灯和节能灯电流波形电视机和计算机的电流为很窄的脉冲波，这是很典型的单相整流电路的电流波形，实际上，任何使用开关电源作为直流电源的设备都。
会产生这种电流的波形。
这是三次谐波电流的主要来源。
目前大量使用的大尺寸LED屏幕，采用很多开关电源并联供电，因此LED 屏幕产生的3次谐波电流很大。
节能灯也是目前常见的负载，他的电流也是脉冲状的。
实际上，现代建筑物中，节能灯导致的三次谐波电流已经成为主要的危害。
三次谐波引起跳闸常识告诉我们，电流的持续时间短了，要保持一定的有效值，就必须具有更高的峰值。
这个图中所显示的是一台1500W的设备，按照正弦波电流计算，电流的有效值应该为7A左右，峰值电流为10A左右，但是，这里的峰值达到了60A。
这就会导致通过检测峰值电流工作的保护装置误动作三次谐波引起变压器过热普通变压器消谐波变压器谐波电流在流过变压器时，会造成变压器的损耗增加，从而导致变压器的温度过高。
GSM基站互调干扰介绍(三阶、五阶、七阶)
GSM基站互调干扰
通信系统中的无源互调干扰（PIM）来自于两种无源非线性，即无源接触非线性和无源材料非线性，无源非线性将引起射频信号产生大量的谐波信号，通常我们说的三阶、五阶、七阶互调产物都是由于射频电路无源器件的非线性引起的互调谐波。
PIM受射频电路中的无源器件性能、馈线接头性能、天线性能影响，当无源器件采用材质较差，杂质较多的铝合金，或接头等镀层磨损氧化后，另外器件接头部分工艺粗造等原因都有可能导致器件的非线性性增强，从而引起较大的谐波互调信号。
中国移动互调分量干扰分析（见附件）
中国移动GSM互调模拟图
对于GSM系统来说，由下行信号产生的互调分量中三阶分量并没有落到上行的频段内，但是5阶分量却大量落到上行频段内，至于7阶和9阶分量由于其强度已衰减过大，在考虑对上行信号的干扰时可以忽略不计算，因此对于GSM900系统来说，无源器件的互调分量干扰主要来自于5阶互调干扰，5阶互调干扰也是造成GSM系统上行干扰的一个重要原因。
对于DCS1800系统来说，3阶和5阶分量都不会落到上行频段，7阶、9阶分量会落到上行频段，但由于其强度衰减过大，故DCS1800系统无需考虑无源器件互调干扰的影响。
GSM900二次谐波互调干扰案例-诺基亚
当闭锁 GSM 小区（大士院 9 栋 CI:43856）后,实时监控 LTE 侧相 应 PRB 干扰变化，发现干扰已消除，基本已定位干扰小区。
大士院 9 栋 CI:43856 更换 BCCH 频点后,干扰未复现。
4. 小结
借助诺基亚底噪打印工具“UserPlanTraceViever_Tool”，可以监 控全网诺基亚站点干扰情况，并通过分析处理，实时监控干扰变化， 可以很便捷的配合定位干扰问题。
2. 干扰分析
通过地理位置分析，初步判断为大士院 9 栋、大士院半步街旺中 旺等 GSM 站产生的二次谐波/二阶互调产物将落入 1880-1920MHz 频 段内,使用 UserPlanTraceViever_Tool 查看大士院 9 栋 1 小区的实时 干扰,如下图所示：
3. 定位原因
协 调 2G 侧 配 合 依 次 闭 锁 相 应 GSM 小 区 ， 并 实 时 关 注 UserPlanTraceViever_Tool 中 LTE 小区的 PRB:21 和 22 干扰情况。
1. 现象描述
对南昌诺基亚区域 LTE 干扰小区排查时,发现大士院 9 栋 1 小区 (基站 ID:507921,频点:38400)虽然 100 个 PRB 干扰均值-110dBm 左 右，但是第 21、22 个 PRB 值却达到-96dBm。针对此种情况，初步怀 疑该小区存在 GSM900 二次谐波/互调干扰。
GSM900 二次谐波/互调 干扰报告
南昌诺基亚专项 现象描述 .................................................................................................................................. 3 2. 干扰分析 .................................................................................................................................. 3 3. 定位原因 .................................................................................................................................. 5 4. 小结 .......................................................................................................................................... 5
电感在射频上的应用注意
•
◆绕线结构的特点 所谓绕线构造，是在氧化铝芯上将铜线绕成螺旋状。 与积层、薄膜方式相比，绕线结构能够用粗线绕制线圈，具备下列特点。 1) 能够实现低直流阻抗 2) Q(Quality factor)非常高 3) 能够对应大电流 利用该特点，可以在Q值要求较高的天线、PA电路中用于耦合及IF回路的共振。 ◆积层结构的特点 所谓积层结构，是将陶瓷材料及线圈导体层压成一体的单片结构。与绕线结构相 比，能够实现小型化、低成本化。 虽然Q值比绕线结构要低，但L值偏差、额定电流、大小、价格等整体的平衡性较 好，用途也较为广泛。 适用于移动通信设备的RF电路的耦合、扼流以及共振等各类用途。 ◆薄膜结构的特点 薄膜结构也是采用积层构造，在制作线圈上采用村田独自的微细加工技术，是一 种实现了高精度陶瓷材料的贴片电感器。 线圈的制作精度非常高，具有如下特点。 1）即便是0603规格的小型贴片电感，也能够实现高性能的电气特性 2）能够实现稳定电感值及细小电感值的阶跃响应 3）高Q、高SRF 因此，该电感符合移动通信设备的小型、轻量化趋势，适用于需要偏差较小及较 高Q值的RF电路的耦合及共振。
• 滤波器中的元件越 多，频率特性的斜 率就越大。元件较 少的滤波器的频率 特性范围较窄（斜 率较小），衰减频 率及通过频率的选 择度较低，有可能 导致部分信号衰减 或者噪声没有彻底 去除。另一方面， 元件较多的滤波器 的频率特性范围较 宽（斜率较大）， 频率的选择度较高， 信号可以在几乎不 衰减的状态下去除 噪声。
手机射频GSM传导杂散（谐波）的解决之道
⼿机射频GSM传导杂散（谐波）的解决之道⼏个⽅向:1. 降功率，这是最简单的。
由上图可知，谐波是来⾃于组件的⾮线性效应[1]，当然PA是最可能。
同时也可看出，主频功率降了，其谐波功率也会跟着降。
依照经验，主频功率降个0.5 dBm，其⼆阶谐波⼤概就会差个2~3 dBm，当然三阶的就降更多了。
假设GSM 850/EGSM 900在PCL5的Target Power为32.5 dBm，可以调NV或DAC，降成32 dBm试试。
2. 若是⾼通平台，可以调NV。
下图是PA_Enable、ANT_SEL、V_ramp三条曲线。
这三条曲线，对于谐波以及开关频谱，都会有影响，建议PA_Enable⽐V_ramp 早开启，⽽且最好能早⼀段时间。
⽽Ant_sel可以⽐PA_en早开启，也可以⽐PA_en 晚开启，看怎样的NV值，其谐波以及开关频谱会最低[2]。
3. 检查DC Block由第⼀点的图可知，DC Offset也是⾮线性效应之⼀，若流⼊PA跟ASM，会使其线性度下降。
除⾮是PA跟ASM已有内建DC Block，否则PA的input跟output，都要摆放DC Block，检查⼀下是否有放。
4. 在PA输⼊端，就将谐波砍掉，避免因为PA的⾮线性效应，使其谐波更加恶化。
但这要看PA input的摆放零件，假设PA input只放⼀个串联的DC Block，那只能⾃⼰额外放⼀个落地电容来砍谐波。
以GSM 850为例，可以放⼀个5.6 pF的落地电容[3-5]。
由上图可以看到，对于⼆阶谐波，⼤概有5 dB的insertion Loss，对于三阶谐波，⼤概有8 dB的insertion Loss。
特别注意的是，在设计电容值时，不是谐波抑制能⼒越⼤越好，因为⼀般普通的COG电容，其频率响应，不会只砍到谐波，同时也会砍到主频。
假设放10 pF的落地电容，可以看到⼆阶谐波，⼤概有16 dB的insertion Loss。
关于GSM和WCDMA最大功率及耗电流―从调变方面解释讲解
我们先从PAR(Peak Average Ratio讲起，所谓PAR ，是指峰值功率与平均功率的差[1]，如下式 :而GSM 采GMSK 调变，只调变相位，不调变振幅，也就是只有PM 讯号，而没有AM 讯号。
其波形为恒包络，即包络固定不变，如下图:换句话说，GSM 的峰值功率等于平均功率，即PAR 为0。
而WCDMA 在Tx 端，是用BPSK 调变，相位跟振幅都有调变，亦即AM 跟PM 讯号都有[2] :换句话说，WCDMA 的峰值功率，不等于平均功率，即PAR 不为0。
而当输出功率在饱和区时，其PAE 最大，主要原因是PA 在饱和区时，其耗电流也最大，此时的PAE ，对通话时间长短，有关键性的影响，因此在设计PA 时，多半会将最大的PAE ，设计在饱和区。
所以若以效率考虑，应该用所谓的非线性PA ，即所谓的饱和PA ，将输出功率操作在饱和区，以降低耗电流。
如下图[1] :值得注意的是，用饱和PA ，固然可以降低耗电流，但由于饱和PA 是非线性PA ，因此只能放大那些其波形为恒包络的讯号，例如GSM ，虽然会有其非线性效应，造成失真，但可透过校正方式补偿回来。
如此便能在拥有可接受之失真度的情况下，达到最大PAE 。
而像WCDMA 这种非恒包络，亦即有用到振幅调变的讯号，只能用线性PA ，不能用饱和PA ，不然会有无法补偿的失真。
而线性PA ，顾名思义，会操作在线性区，也就是会以Back-off 的方式，将输出功率，操作在平均功率的范围 (线性区。
来确保线性度。
而Back-off 的量，以PAR 来决定，由下图可知，因为WCDMA 的PAR 为3.5 ~ 7 dB，故至少要Back-off 3.5 dB。
因此若PAR 高，则Back-off 就大，也就是对线性度越要求。
这由GSM 与WCDMA 的最大功率Spec 可得知，GSM 在Low Band的最大功率输出为33dBm ，High Band为30dBm 。
三次谐波滤波器原理与实现
三次谐波滤波器原理与实现三次谐波滤波器是一种电子滤波器，可以将输入信号中的三次谐波成分滤除，只保留基波成分。
它的原理是利用谐振电路的特性，通过合理的设计和参数选择，使得三次谐波频率的分量在谐振电路中受到衰减，从而实现滤波的效果。
三次谐波滤波器的实现可以采用多种电路结构，其中比较常见的是使用电容和电感构成的谐振电路。
谐振电路是一种具有特定共振频率的电路，当输入信号的频率等于共振频率时，谐振电路的阻抗最小，从而使得输入信号通过电路的能量最大化。
而当输入信号的频率不等于共振频率时，谐振电路的阻抗增加，从而使得输入信号通过电路的能量减小。
因此，通过选择合适的谐振频率，可以实现对三次谐波的滤除。
具体地说，三次谐波滤波器可以采用谐振电路与低通滤波器的结合。
首先，谐振电路可以通过电容和电感的串联或并联构成。
在串联谐振电路中，电感和电容的阻抗分别与频率成正比和反比，使得在共振频率附近的输入信号得到放大，而其他频率的信号被衰减。
在并联谐振电路中，电感和电容的阻抗分别与频率成反比和正比，使得在共振频率附近的输入信号得到衰减，而其他频率的信号得到放大。
通过合理选择电容和电感的数值，可以实现对三次谐波的滤除。
而低通滤波器则是一种可以通过选择合适的截止频率，使得高于该频率的信号成分被衰减，而低于该频率的信号成分通过的滤波器。
在三次谐波滤波器中，低通滤波器的作用是进一步滤除谐振电路中无法完全滤除的高频成分，以保证只有基波成分得以通过。
三次谐波滤波器的实现需要通过精确的设计和参数选择来满足滤波要求。
首先，需要确定需要滤除的三次谐波频率范围，并选择合适的谐振电路结构。
然后，根据谐振电路的特性，计算出所需的电感和电容数值。
接下来，可以加入低通滤波器来进一步提高滤波效果。
最后，通过实际的电路搭建和测试，对滤波器进行优化和调整，以达到预期的滤波效果。
三次谐波滤波器是一种能够滤除输入信号中的三次谐波成分，只保留基波成分的电子滤波器。
它利用谐振电路的特性，通过合理的设计和参数选择，实现对三次谐波的滤除。
MTK平台射频问题
图. 低功率等级的 PVT 不平，断成两截 原因分析：按键灯用 MT6318 的电源供电，当按键灯亮的时候，电源被干扰，不稳定导致。 解决办法：改原理图，在按键灯的供电电路加磁珠滤波。
M6025 按键供电原理图改之前
M6025 按键供电原理图改之后
5）低功率等级调制谱 Fail 或偏大的问题（M6036） 现象：
调制谱正常。后分析该电路发现，MT6139 的供点电路的走线有问题：从 MT6223 出来的 VRF 走线直接和 VRF_SENSE 走线在 MT6223 的网络处就连在了一起，正确的走法应该是从 MT6223 出来的 VRF 走线先走 到 MT6139，再从 MT6139 返回走到 MT6223 的 VRF_SENSE PIN 脚。
在按键灯的电源电路部分增加磁珠，减少电源的干扰。 6）电源不稳定引起的调制谱的问题（M7035） 现象：
按照 GSM 规范，调制谱标准规范要求在信道中心频率+-400KHz 位置的发射功率要小于-60dBc，在信 道中心频率+-200KHz 位置的发射功率要小于-30dBc。相位误差指标正常。
原因分析： 相位误差正常，可判断不是 PA 和 TC 之间的匹配电路引起的问题。 M7035 的 MT6139 的供电电源默认使用的是 MT6223 的 VRF 输出。当使用兼容的 LDO 供电的时候，
初次调试的时候 RMS PE 会比较大或者超过 5，Peak PE 会超过 20。同时调制谱指标会大于-60dBc， 有的项目在信道中心频率+-200KHz 位置也会超标。
原因分析： 导致传导的相位误差、调制谱 FAIL 需要对 MT6139 的发射架构进行了解。MT6139 的发射部分采用
的 DCT 的发射架构，VCO 的频率范围分别如下：
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先说结论你的Root Cause是来自电源的
1.高频噪声
2. Ripple
只是影响程度不同罢了
如果PA电源有问题其TX性能会受影响
不只谐波连带Tx Noise in Rx Band,或调制频谱/开关频谱都会受影响而所谓的电源有问题一般来讲因素有三:
1.高频噪声
2.稳压不好Ripple过大
3. IR Drop
先做一下仿真好了你三颗电容的频率响应如下:
我们以2218 MHz为分水岭可以看到2218 MHz之后的噪声抑制能力蓝色曲线是最好的
也就是说
不管你后来把Cap3拔掉(粉红曲线)或是把Cap3换成47 nF(绿色曲线)这段频率范围的噪声抑制能力都无改善
因此得到一个结论你辐射杂散的改善
其Root Cause不会是来自这段频率范围的噪声
再来我们观察1205 MHz到2218 MHz这段频率范围的噪声抑制能力可以发现到当你把Cap3拔掉时
这段频率范围的噪声抑制能力就已经大大改善了
当然如果把Cap3换成 47nF
其噪声抑制能力可以再更进一步改善但改善程度不大
因此Root Cause有可能是来自这段频率范围的噪声
因为可能1800 MHz的高频噪声流入PA内部
跟900 MHz的RF讯号产生2阶的Intermodulation也就是IMD2则计算得到IMD2的频率为2700 MHz正好为三次谐波的频率
因此得到一个结论如果辐射杂散的改善
其Root Cause主要是来自这段频率范围的噪声
也就是前述电源问题的因素一高频噪声
理论上你把Cap3拔掉辐射杂散就会改善了不用放47 nF
只是说放47 nF可以再更进一步改善
第三我们观察1KHz到1205 MHz这段频率范围的噪声抑制能力可以发现你把Cap3拔掉其噪声抑制能力完全无改善
惟有放了47nF才有所改善但改善程度也不大
这跟你的电源波形是吻合的
Cap3 = 10pF
Cap3 = 47nF
可以看到把Cap3从10pF换成47nF
其Ripple确实有所改善但改善程度不大只有38mV
(270 mV – 232 mV = 38 mV)
但有些PA的电源对Ripple很敏感
也许38mV的Ripple改善便足以大幅改善你的TX性能了
所以也不能说这边跟辐射杂散的改善毫无相关
因此得到一个结论如果辐射杂散的改善
其Root Cause主要是来自这段频率范围的噪声
也就是前述电源问题的因素二稳压不好Ripple过大
理论上你把Cap3拔掉其辐射杂散并不会改善
唯有把Cap3放47nF其辐射杂散才会有所改善
所以整体看来你的Root Cause是来自电源的
1.高频噪声
2. Ripple
只是影响程度不同罢了
如果Cap3拔掉辐射杂散就会大幅改善
那表示高频噪声的影响程度较大
如果Cap3拔掉辐射杂散没啥改善要放47nF才会大幅改善那表示Ripple的影响程度较大
另外你一开始的电容摆放顺序不对应该要如下:
PA电源的落地电容当然要靠近PA摆放
但是大家都要靠近PA总得有个优先顺序
优先顺序就是: 10pF => 1nF => 22uF
电容值越小的要越靠近PA
而你修改后的摆置应该是1nF => 47nF => 22uF
另外既然Root Cause是来自PA电源
原则上你传导杂散就会Fail了
怎会到了辐射杂散才发现Fail ?。