TONG Xiangjie，XIE Fengling，SUN Chengwen

(ZTE Corporation，Nanjing 210012，China)

A Processing Method of Typical and Complex Ground Connection in Mixed Signal System

TONG Xiangjie*，XIE Fengling，SUN Chengwen

(ZTE Corporation，Nanjing 210012，China)

According to the matter of TDMA noise in the project process，it is systematically explained the fundamentals and usual solutions of TDMA noise．Unfortunately，these common measures can’t play a part in our mobile terminal design．With the conscientious researches on our task，a perfect method was found to solve this problem which was that the star ground connection in partial audio circuits and the ground plane design were organically employed．At last，the main measure of ground connection was summarized in mixed signal system in order to obtain the best system performance．

mixed signal system;star ground connection;time domain multiple access(TDMA)noise;burst period

所有信號(hào)處理系統(tǒng)都要求混合信號(hào)器件，例如:模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC或數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC等。但是要在高噪聲數(shù)字環(huán)境下保持性能，依賴于優(yōu)秀的電路設(shè)計(jì)方法，例如:正確的信號(hào)布局、去耦和接地等。這其中，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，接地毫無(wú)疑問(wèn)是我們討論最多的話題之一。盡管基本概念十分簡(jiǎn)單，但實(shí)現(xiàn)起來(lái)卻并不容易。主要原因有:(1)就線性系統(tǒng)而言，接地是信號(hào)建立的參考基準(zhǔn)，而不幸的是，它也成為單極電源系統(tǒng)中電源電流的返回通路。錯(cuò)誤的接地方法會(huì)降低高精度線性系統(tǒng)的性能;(2)沒(méi)有哪一種教程能夠保證一定能獲得理想的結(jié)果。

正因?yàn)槿绱?，混合信?hào)系統(tǒng)要解決好接地問(wèn)題，只能根據(jù)實(shí)際情況，采用不同的設(shè)計(jì)策略。但是，可能一提到接地，大家的焦點(diǎn)會(huì)不自覺(jué)的集中到數(shù)字地和模擬地的連接問(wèn)題，可能這類討論也是在各類論文中出現(xiàn)最多的，比如分析數(shù)字地和模擬地如何劃分，如何連接。誠(chéng)然，數(shù)字地和模擬地的設(shè)計(jì)是混合信號(hào)系統(tǒng)中接地設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，但是大家很可能會(huì)忽略系統(tǒng)地的設(shè)計(jì)。如何使模擬地、數(shù)字地和系統(tǒng)地有機(jī)結(jié)合起來(lái)，是接地方案設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，接下來(lái)通過(guò)實(shí)際案例的調(diào)試與分析，混合應(yīng)用了不同的接地處理策略，使得混合數(shù)字系統(tǒng)性能可靠，具有非常強(qiáng)的代表性!

1　技術(shù)背景

眾所周知，移動(dòng)終端的基本功能就是語(yǔ)音通話，只有清晰的語(yǔ)音質(zhì)量才能滿足用戶對(duì)移動(dòng)終端的基本需求，或者說(shuō)，通話不清晰的移動(dòng)終端，其他功能再?gòu)?qiáng)，是沒(méi)有用戶會(huì)為之買(mǎi)單的。在包含第2代(2G)移動(dòng)通訊GSM制式(全球移動(dòng)通系統(tǒng)，Global System for Mobile Communications)產(chǎn)品研發(fā)中，如果電路設(shè)計(jì)不科學(xué)，在GSM通話語(yǔ)音中很可能存在時(shí)分多址噪音(TDMA Noise)，這個(gè)噪音也被稱作電流音/脈沖噪音(Burst Noise)或者217Hz噪音(217 Hz Noise)。

為了更好地了解時(shí)分多址噪音產(chǎn)生的機(jī)理，首先我們需要清楚GSM工作的基本原理。該技術(shù)綜合采用了頻分多址(FDMA)和時(shí)分多址(TDMA)技術(shù)。在頻分部分，它將最大25 MHz帶寬按照每200 kHz分成124個(gè)載頻，一個(gè)或者多個(gè)載頻被分配到每個(gè)基站，然后這個(gè)或者這些載頻會(huì)被實(shí)時(shí)地分成時(shí)分多址序列，時(shí)分多址序列基本時(shí)長(zhǎng)被稱作突發(fā)脈沖序列周期(Burst Period)，周期為15 ms/26 ms (約等于0．577 ms)，8個(gè)突發(fā)脈沖序列周期集合成一個(gè)時(shí)分多址幀(TDMA Frame)(120/26 ms，約4．615 ms)，由它組成邏輯信道的基本單元，一個(gè)物理信道是指每個(gè)時(shí)分多址幀中的一個(gè)突發(fā)脈沖序列周期。圖1是時(shí)分多址幀示意圖。其實(shí)，我們經(jīng)常聽(tīng)到突發(fā)脈沖頻率指的是幀頻率，它的頻率就等于1/4．615 ms=217 Hz。但是，我們不是說(shuō)要濾除這個(gè)217 Hz，這個(gè)是載頻內(nèi)部的突發(fā)脈沖序列。

圖1　時(shí)分多址幀示意圖

從電路域的角度來(lái)看，包含GSM制式的移動(dòng)終端，在GSM工作時(shí)，射頻功放每隔4．615 ms會(huì)有一個(gè)發(fā)射信號(hào)，在該信號(hào)中包含900 MHz/1 800 MHz/ 1 900 MHz的2G GSM信號(hào)以及功放PA(Power Amplifier)的包絡(luò)線(Envelope)。而PA在每次發(fā)射是都會(huì)有一個(gè)Burst大電流的需求，正是因?yàn)榘l(fā)射功率較大要抽取大量的電流，加上電池有內(nèi)阻，這樣電源上出現(xiàn)很大的紋波，致使整個(gè)系統(tǒng)的電流就會(huì)不停的大范圍波動(dòng)。由于電流總是從源頭最終下地，如果電路通路不是很通暢，電源電路就會(huì)把這個(gè)噪聲串到整個(gè)電路板上。

圖2是PA工作時(shí)的功耗示意圖，事實(shí)上PA開(kāi)關(guān)導(dǎo)致的電源紋波、地彈，已經(jīng)強(qiáng)烈影響到音頻輸入或者輸出的采樣部分低噪音放大器(LNA)的電源以及相關(guān)AD或者DA轉(zhuǎn)換的參考電源。此時(shí)，如果電路沒(méi)有合理設(shè)計(jì)，音頻電路就會(huì)受到干擾，即PA在發(fā)射時(shí)就會(huì)產(chǎn)生Envelope雜音，因?yàn)槿硕穆?tīng)覺(jué)頻率范圍為20 Hz～20 kHz，217Hz確實(shí)是落在人耳可聽(tīng)到的范圍，這樣，如果手機(jī)來(lái)電，則在移動(dòng)終端聽(tīng)筒中會(huì)聽(tīng)到“吱吱”或“嗡嗡”的聲音或者對(duì)方能聽(tīng)到明顯的此類噪音。

圖2　PA工作時(shí)的功耗

產(chǎn)生時(shí)分多址噪音的主要方式有兩種:傳導(dǎo)和輻射。輻射產(chǎn)生電流音主要原因是當(dāng)PA工作時(shí)，移動(dòng)終端輻射電磁波，而這些電磁波被移動(dòng)終端內(nèi)部音頻相關(guān)電路所接收，并且解調(diào)出217 Hz脈沖串，這些解調(diào)后的信號(hào)要么直接影響相關(guān)音頻電路性能，要么通過(guò)音頻功放放大后影響語(yǔ)音通話質(zhì)量。

而傳導(dǎo)影響語(yǔ)音質(zhì)量的途徑主要是:地和電源。從移動(dòng)終端的設(shè)計(jì)實(shí)踐來(lái)看，如果系統(tǒng)中存在由輻射引起的電流音問(wèn)題，只要通過(guò)必要的濾波等手段切斷輻射途徑，問(wèn)題就能夠得到很好的解決。然而，系統(tǒng)中一旦存在由傳導(dǎo)引起的電流音問(wèn)題，通常一方面比較難定位，由于芯片的高集成度和電源種類也比較多，不知道是哪路或者哪些電源受到干擾后引起的，如果是接地不合理引起的，就更難定位，因?yàn)樗械囟际墙右黄鸬?，通常很難驗(yàn)證;另外一個(gè)方面，一旦是定位為傳導(dǎo)原因引起的，通常需要重新設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件，而且即使重新設(shè)計(jì)也非常難保證就一定能解決。

由此可見(jiàn)，移動(dòng)終端設(shè)計(jì)中要盡可能避免由傳導(dǎo)原因引起的時(shí)分多址噪音，特別是由地傳導(dǎo)所帶來(lái)的。這樣就需要設(shè)計(jì)中合理統(tǒng)籌數(shù)字地、模擬地和系統(tǒng)地的連接。在接地設(shè)計(jì)中經(jīng)常使用的一個(gè)術(shù)語(yǔ)是星形接地。這個(gè)術(shù)語(yǔ)的意思是，某個(gè)電路中所有電壓均指一個(gè)單接地點(diǎn)，也即星形接地點(diǎn)。它的關(guān)鍵特性是，在接地網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)特定點(diǎn)的所有電壓進(jìn)行測(cè)量，而不僅僅是某個(gè)非定義接地(不管探針定在何處)。特別需要指出，這種方法實(shí)現(xiàn)起來(lái)很困難。例如，在一個(gè)星形接地系統(tǒng)中，為了最小化信號(hào)相互作用和高阻抗信號(hào)或接地通路產(chǎn)生的效應(yīng)而擬定出所有信號(hào)通路，會(huì)帶來(lái)實(shí)現(xiàn)問(wèn)題。當(dāng)給電路添加電源時(shí)，它們會(huì)增加非理想接地通路，或者其現(xiàn)有接地通路中電源電流較強(qiáng)或噪聲較多，以致于破壞信號(hào)傳輸。此外，在混合系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)中，另外一種典型方法是數(shù)字地和模擬地的分割設(shè)計(jì)，但是經(jīng)常遇到的課題是:數(shù)字地和模擬地是否要做分割以及如何分割。圖3就是數(shù)字地和模擬地分割設(shè)計(jì)的示意圖，數(shù)字地和模擬地通常用磁珠連接，圖中紅色的代表磁珠，這種地的分割設(shè)計(jì)比星形接地容易實(shí)現(xiàn)，也是經(jīng)常被采用的設(shè)計(jì)方案。第3種接地設(shè)計(jì)，就是不分模擬地和數(shù)字地，即將模擬地和數(shù)字地就近連接后接入系統(tǒng)地，相對(duì)于前兩種地設(shè)計(jì)從表面上來(lái)看是最簡(jiǎn)單的，但是從我們上面的分析來(lái)看，這種設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)也是比較大的，如在射頻PA工作時(shí)候所引起的地彈，容易引入噪音，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)缺陷。因此接地方案需要慎重選擇，下面通過(guò)研發(fā)實(shí)踐進(jìn)行進(jìn)一步分析和研究。

2　移動(dòng)終端研發(fā)中時(shí)分多址噪音問(wèn)題

通常，包含GSM制式的移動(dòng)終端研發(fā)調(diào)試過(guò)程，經(jīng)常提到的一個(gè)話題就是時(shí)分多址噪音，如前所述，可以認(rèn)為該噪音也是GSM工作時(shí)的副產(chǎn)品，如果設(shè)計(jì)過(guò)程中不加以充分考量，語(yǔ)音通話質(zhì)量就大打折扣，甚至成為產(chǎn)品的缺陷。在移動(dòng)終端中的音頻通路通常有:主麥克、聽(tīng)筒(Receiver)、揚(yáng)聲器(Speaker)，還有耳機(jī)相關(guān)的副麥克和左右聲道聽(tīng)筒，當(dāng)然如在帶有藍(lán)牙(Bluetooth)功能的移動(dòng)終端中，當(dāng)然還包括藍(lán)牙語(yǔ)音通路等。那么一旦出現(xiàn)一個(gè)回路通話時(shí)有電流音，是否所有音頻通路都會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題呢?

從工程研發(fā)實(shí)際來(lái)看，項(xiàng)目中出現(xiàn)的電流音問(wèn)題通常部分通路有問(wèn)題，只有在非常惡劣的情況下，所有音頻通路都有電流音問(wèn)題，而且一般情況下，在信號(hào)等級(jí)良好的情況下，由于射頻的驅(qū)動(dòng)功率較小，通常不會(huì)直觀感受電流音問(wèn)題的存在。工程設(shè)計(jì)中通常讓移動(dòng)終端GSM最大發(fā)射功率下測(cè)試音頻客觀數(shù)據(jù)，一般來(lái)講，正常音量下接收空閑信道底噪需要小于－57 dBPa(A)，最大音量下要小于－54 dBPa(A)，且接收空閑信道底噪的峰峰值要小于10 dB，通常超過(guò)－57 dBPa(A)就會(huì)感覺(jué)到電流音。對(duì)于工程設(shè)計(jì)來(lái)看，如果在極限條件下滿足這些客觀要求指標(biāo)，那么用戶在使用過(guò)程中就不會(huì)感知由電流音引起的語(yǔ)音通話異常問(wèn)題，因?yàn)樵摌O限功率下，移動(dòng)終端和基站之間通常很難建立可靠的網(wǎng)絡(luò)連接了。

圖3　數(shù)字地和模擬地分割設(shè)計(jì)示意圖

我們?cè)陧?xiàng)目過(guò)程中，就遇到了這樣的電流音問(wèn)題，主要表現(xiàn)為:在GSM最大發(fā)射功率下，主麥克，聽(tīng)筒和揚(yáng)聲器通路性能正常，而在耳機(jī)和副麥克通路存在音頻問(wèn)題，主要是耳機(jī)下行語(yǔ)音通路(左右聲道)存在較明顯的電流音，GSM最大發(fā)射功率下相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)如圖3所示?？梢钥闯?客觀數(shù)據(jù)在－54 dB，臨界標(biāo)準(zhǔn)，且接收空閑信道底噪峰峰值已經(jīng)大于10 dB，與主觀體驗(yàn)是吻合的。

圖4　耳機(jī)電流音測(cè)試數(shù)據(jù)

3　項(xiàng)目時(shí)分多址噪音問(wèn)題的分析

在移動(dòng)終端研發(fā)中，一旦遇到時(shí)分多址噪音時(shí)，通常采用如下步驟定位故障問(wèn)題:

3．1確定是輻射還是傳導(dǎo)原因引起的時(shí)分多址噪音

通常，把射頻信號(hào)通過(guò)同軸線引入移動(dòng)終端，在最大功率下測(cè)試，一般而言，音量越大，TDMA noise也會(huì)越大，所以我們要在增益最大的模式下測(cè)試。而且由于一般與RF功率強(qiáng)度有關(guān)，所以研發(fā)調(diào)試方法是:可以鏈接綜測(cè)儀，調(diào)節(jié)小區(qū)(cell)功率，采用回環(huán)模式，看通話電流音是否有變化。通過(guò)這兩個(gè)方法結(jié)合，便于快速?gòu)?fù)現(xiàn)故障。如果移動(dòng)終端通過(guò)上述方法，發(fā)現(xiàn)故障消失，說(shuō)明項(xiàng)目中的故障問(wèn)題不是由輻射干擾造成的;反之，故障現(xiàn)象存在，且隨著發(fā)生功率的變化而變化，說(shuō)明是傳導(dǎo)干擾造成的。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)我們項(xiàng)目研發(fā)中所遇到的問(wèn)題，屬于后者。

3．2進(jìn)一步分析由傳導(dǎo)引起時(shí)分多址噪音的主因

如前所述，由傳導(dǎo)引起時(shí)分多址噪音主要的可能因素是電源和地，當(dāng)然也可能存在信號(hào)之間的串?dāng)_(Crosstalk)，因此，為定位此問(wèn)題，就需要對(duì)項(xiàng)目初始設(shè)計(jì)情況進(jìn)行重新仔細(xì)審查。發(fā)現(xiàn)耳機(jī)電路與另外一個(gè)同平臺(tái)項(xiàng)目設(shè)計(jì)一樣，而且同該項(xiàng)目沒(méi)有該問(wèn)題，所以硬件原理圖設(shè)計(jì)不存在錯(cuò)誤。

接下來(lái)就是對(duì)該項(xiàng)目的PCB設(shè)計(jì)進(jìn)行檢查。通常，為工程師相對(duì)熟悉的且能預(yù)防時(shí)分多址噪音的設(shè)計(jì)主要原則有:(1)音頻走線盡可能的短，避免或者減少耦合干擾;(2)音頻線采用并行走線，以提高共模抑制比(CMRR);(3)麥克走線采用差分接法，以減小主板內(nèi)電氣噪音的干擾，并且正負(fù)信號(hào)線需要對(duì)稱走線，同時(shí)之間的距離越近越好，(4)保證所有音頻信號(hào)走PCB內(nèi)層;(5)確保工作電源的穩(wěn)定，電源噪音是所有模擬電路的禍根，直接關(guān)系到音頻性能。圖5是符合上述規(guī)則的音頻走線示意圖，主板下方是麥克，中間是音頻編碼解碼器(Codec)，其主要作用是進(jìn)行音頻信號(hào)的AD、DA轉(zhuǎn)換以及相關(guān)處理，上方是聽(tīng)筒。根據(jù)以上原則和設(shè)計(jì)參考，進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)PCB設(shè)計(jì)完全符合，耳機(jī)左右聲道走線通過(guò)地層包地處理，非常完整，且音頻走線側(cè)包地處都通過(guò)過(guò)孔接到地平面上，應(yīng)該說(shuō)接地是可靠的，所以可排除信號(hào)串?dāng)_導(dǎo)致電流音的可能性。

下一步檢查是否由電源引起的，從原理圖上就可以分析出來(lái)，由于主麥克和副麥克供電電源是一樣的，而且AD轉(zhuǎn)換和DA轉(zhuǎn)換用的參考電源是同一個(gè)，而主麥克和聽(tīng)筒工作時(shí)，同樣的測(cè)試環(huán)境下，沒(méi)有時(shí)分多址噪音的發(fā)生，所以就可以斷定該項(xiàng)目故障不是由電源噪音引起的。

圖5　符合音頻PCB設(shè)計(jì)規(guī)則示例

在具體分析主板接地前，我們先說(shuō)明一下移動(dòng)終端接地的一般處理原則。像移動(dòng)終端這樣的混合信號(hào)系統(tǒng)，首先由于內(nèi)部模擬部分的AD轉(zhuǎn)換或者DA轉(zhuǎn)換的精度要求相對(duì)不是很高，加上子單元功能模塊布局很難規(guī)則，這樣就不便于模擬地和數(shù)字地的集中處理，比如說(shuō)攝像頭的模擬電源通常在主板的最上側(cè)，而主麥克的地通常是在最下側(cè)，這樣就很難對(duì)地平面進(jìn)行分割，加上各子單元供電復(fù)雜，比如說(shuō)攝像頭就有3路供電，接口電源、核電源和模擬電源，因此采用全面星形接地就更沒(méi)有可能性了。所以，通常移動(dòng)終端通常采用不分模擬地或者數(shù)字地的接地方法。這種處理策略是得到實(shí)踐證明有效的，如圖5設(shè)計(jì)方案，就沒(méi)有發(fā)生過(guò)時(shí)分多址噪音問(wèn)題。

在沒(méi)有遇到本項(xiàng)目的時(shí)分多址噪音之前，幾乎所有項(xiàng)目都采用了不分地接法，都是把所有器件地信號(hào)管腳統(tǒng)一接到地平面，然后地平面接到系統(tǒng)地上，需要特別說(shuō)明的是，這類設(shè)計(jì)需要保證地平面的完整性的。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)布局如圖6所示，相關(guān)音頻單元和射頻PA等在主板位置做了標(biāo)識(shí)，其中電池連接器是電池接入位置，代表系統(tǒng)接地點(diǎn)，其他音頻單元直接就近接入地完整地平面，然后地平面在電池連接器處與系統(tǒng)地相連。

圖6　項(xiàng)目主板功能單元示意圖

為發(fā)現(xiàn)線索，進(jìn)一步對(duì)比圖5所示的成熟方案(5)和圖6所示的本項(xiàng)目方案(6)，從板型可以發(fā)現(xiàn)，成熟方案(5)板型是長(zhǎng)方形，而本項(xiàng)目方案(6)成“L”型，且音頻編碼解碼器處的豎邊比較窄，相當(dāng)于方案(5)中挖掉右下側(cè)部分，就成方案(6)了，有此可見(jiàn)，耳機(jī)處到系統(tǒng)地的阻抗發(fā)生了很大變化，當(dāng)PA大功率工作時(shí)，情況有可能就凸顯出來(lái)了。同時(shí)，必須說(shuō)明一下，耳機(jī)左右聲道是由Codec模塊驅(qū)動(dòng)的。基于此考量，懷疑大功率發(fā)射下，耳機(jī)左右聲道回流受到干擾，因?yàn)槎鷻C(jī)左右聲道的參考地在Codec處，音頻功能單元電源由Codec內(nèi)部集成低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)提供的。

基于上述假設(shè)，將耳機(jī)的地從靠近耳機(jī)座的位置斷開(kāi)，通過(guò)外部跳線方式從耳機(jī)端挪到芯片端，即采用星形接地，如圖7所示。

圖7　耳機(jī)座接地外部跳線示意圖

耳機(jī)地線遠(yuǎn)端星形接地后的，接收空閑信道底噪峰峰值降低，耳機(jī)下行底噪測(cè)試客觀數(shù)據(jù)為－67 dB，如圖8所示，整體底噪和峰值都有所改善，主觀音質(zhì)也可接受，說(shuō)明修改是有效的。

圖8　耳機(jī)地線Codec處接地下行底噪測(cè)試數(shù)據(jù)

進(jìn)一步觀察PCB，發(fā)現(xiàn)左右聲道是平行走線的，而且左右聲道在芯片端預(yù)留了串聯(lián)電阻，為進(jìn)一步證明上述方案的有效性，進(jìn)一步做了如下實(shí)驗(yàn):耳機(jī)斷開(kāi)右聲道，耳機(jī)地線利用與左聲道平行走線的右聲道在Codec遠(yuǎn)端星形接地再進(jìn)行驗(yàn)證。如圖9所示。

圖9　利用右聲道走線遠(yuǎn)端接地

圖10　利用右聲道走線遠(yuǎn)端接地接收底噪數(shù)據(jù)

4　時(shí)分多址噪音解決方案驗(yàn)證結(jié)果

根據(jù)上述耳機(jī)接地單獨(dú)采用星形接地方案的測(cè)試情況，于是項(xiàng)目就采用了該方案，重新進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)，并對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了測(cè)試驗(yàn)證，如圖11所示。

圖11　改板PCB耳機(jī)下行電流音測(cè)試結(jié)果

發(fā)現(xiàn)改板后的主板耳機(jī)下行電流音客觀數(shù)據(jù)為－72．7 dB，尖峰大大減小，主觀音質(zhì)很好。為了進(jìn)一步驗(yàn)證星形接地的有效性，反之，將改板后主板的耳機(jī)由遠(yuǎn)端接地，修改為在耳機(jī)座側(cè)近端接地(相當(dāng)于恢復(fù)成改版前設(shè)計(jì))，發(fā)現(xiàn)又出現(xiàn)耳機(jī)電流音問(wèn)題了，客觀測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果如圖12所示。這樣充分證明了此處采用星形接地方法的重要意義。

圖12　改板主板耳機(jī)地改為近端地測(cè)試數(shù)據(jù)

5　結(jié)束語(yǔ)

從上述項(xiàng)目實(shí)踐可知，接地方案的合理與否，對(duì)混合信號(hào)系統(tǒng)的性能至關(guān)重要。這樣，就要求工程師在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)接地方案需要進(jìn)行充分評(píng)估，通常，評(píng)估接地設(shè)計(jì)所采用的主要策略有如下幾個(gè)方面:

首先，方案評(píng)估中必須將接地設(shè)計(jì)納入其中，即重視接地方案的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通常，一般工程師認(rèn)為，接地非常簡(jiǎn)單或者也很少專業(yè)資料指導(dǎo)，經(jīng)常忽略方案設(shè)計(jì)中的接地評(píng)估，把關(guān)注點(diǎn)集中在子系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)中去，為混合信號(hào)系統(tǒng)可靠性埋下隱患。

其次，硬件布局設(shè)計(jì)中就要充分考慮接地策略，通常，布局的不同接地策略是不相同的。由于硬件布局設(shè)計(jì)是硬件系統(tǒng)方案的重要組成部分，這也是為什么系統(tǒng)方案要充分評(píng)估系統(tǒng)接地策略的重要原因。如圖5和圖6的接地方案就不能完全一樣，方案(6)就遇到了耳機(jī)左右聲道的時(shí)分多址噪音問(wèn)題，而方案(5)則沒(méi)有問(wèn)題。即使針對(duì)同一方案，如果系統(tǒng)地(電池連接器)接入不同，接地方案也會(huì)不同。我們?cè)陧?xiàng)目過(guò)程中，在方案(6)中做了如下實(shí)驗(yàn):如果在耳機(jī)座附近接入系統(tǒng)地，即把電池連接器挪到耳機(jī)座附近，發(fā)現(xiàn)時(shí)分多址噪音也得到有效抑制的，主觀音質(zhì)良好。因此，布局設(shè)計(jì)的不同，需要采用不同的接地策略的;

其次，還必須要充分了解混合信號(hào)系統(tǒng)各功能單元的電氣特性，特別是共模抑制比、電源抑制比等重要電氣參數(shù)，以及如本文中提到的PA開(kāi)關(guān)時(shí)的大電流特點(diǎn)，布局和設(shè)計(jì)中需要充分考慮各相關(guān)敏感電路的電流回流路徑，判斷是否可能存在類似本文中提到的傳導(dǎo)干擾，提前采用必要的預(yù)防措施，保證項(xiàng)目目標(biāo)的達(dá)成;

對(duì)于上級(jí)撥付專項(xiàng)資金搞的工程，在審查過(guò)程中應(yīng)注意資金支出是否做到?？顚Ｓ?、是否按期足額到位，日后設(shè)置專戶存儲(chǔ)等，對(duì)于村集體經(jīng)濟(jì)組織進(jìn)行的服務(wù)全村得建設(shè)性及公益性建設(shè)項(xiàng)目，還應(yīng)注意賬目決策是否經(jīng)過(guò)村民大會(huì)批準(zhǔn)，是否有可行性規(guī)劃，建設(shè)承包商是否正規(guī)，村干部有沒(méi)有在建設(shè)過(guò)程中私自扣除建設(shè)撥款。力爭(zhēng)做好整個(gè)過(guò)程的財(cái)務(wù)審計(jì)審查記錄，對(duì)待問(wèn)題絕不姑息。

最后，就是接地方案本身的選擇，無(wú)論是星形接地、數(shù)字地模擬地分割，還是不分?jǐn)?shù)字地和模擬地，一種策略不一定能夠解決所有問(wèn)題，雖然星形接地和數(shù)字地模擬地分割相對(duì)難實(shí)現(xiàn)，但是并不代表不用，通常需要根據(jù)布局、電氣特性等綜合考慮，一個(gè)項(xiàng)目中可以同時(shí)采用兩種接地策略，從本項(xiàng)目的實(shí)踐來(lái)看，效果非常好。

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童向杰(1976－)，男，漢族，浙江臨安人，中興通訊股份有限公司，碩士研究生，工程師，從事電子產(chǎn)品研發(fā)近15年，具有豐富的電子產(chǎn)品及信號(hào)完整性設(shè)計(jì)從業(yè)經(jīng)歷;

謝鳳玲(1977－)，女，江西贛州人，中興通訊股份有限公司，碩士研究生，工程師，從事電子產(chǎn)品研發(fā)近10年，具有豐富的電子產(chǎn)品從業(yè)經(jīng)歷;

孫承文(1983－)，男，安徽合肥人，中興通訊股份有限公司，碩士研究生，工程師，從事電子產(chǎn)品研發(fā)近5年，具有豐富的電子產(chǎn)品及移動(dòng)終端音頻設(shè)計(jì)從業(yè)經(jīng)歷。

EEACC:1110;6450F10．3969/j．issn．1005－9490．2015．01．025

混合信號(hào)系統(tǒng)中一種典型復(fù)合接地策略

童向杰*，謝鳳玲，孫承文
(中興通訊股份有限公司，南京210012)

結(jié)合項(xiàng)目過(guò)程遇到的一個(gè)時(shí)分多址噪音問(wèn)題，系統(tǒng)闡釋了時(shí)分多址噪音發(fā)生的機(jī)理和常用解決途徑，但是這些常用的措施并不能解決該項(xiàng)目的時(shí)分多址噪音問(wèn)題。通過(guò)該項(xiàng)目調(diào)試實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)除了相關(guān)音頻單元部分采用星形接地外，其他部分模擬地和數(shù)字地不進(jìn)行分割的綜合策略，很好的解決了時(shí)分多址噪音問(wèn)題。最后，進(jìn)一步對(duì)混合數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)接地策略的選擇進(jìn)行了總結(jié)，以期在混合信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中能夠獲得最佳性能。

混合信號(hào)系統(tǒng);星形接地;時(shí)分多址噪音;突發(fā)脈沖序列周期

TN912

A文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:1005－9490(2015)01－0115－07

2014－03－21修改日期:2014－04－15