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2024-10-17 17:24
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无线效能对个人电脑 (PC) 的重要性快速提升,随着人们对网络连接的需求不断增加,无线效能已成为现代生活和工作的关键元素之一。无线效能对PC的重要性在于它直接影响着用户体验、生产力和工作效率。一台PC具有优异的无线效能,将使用户能够充分利用产业数字化世界所提供的各种服务和应用;而当产品设计出来后,无线效能低落时,就需要专业的顾问团队给予建议跟协助。 电脑无线效能低落,内部噪声抑制与改善实例分享 承上篇 『电脑无线效能低落如何改善?专家实测案例传授,手把手教你Debug!』 ,我们经过天线调整的验证,吞吐量 (Throughput) 有了一定程度改善,但在2.4GHz Channel 1, 11的RX (downlink) 数值仍是不甚理想,TX (uplink)的数值则非常好,通常此现象是因为产品内部噪声造成,因此本篇将进一步地针对DUT内部噪声的分析与抑制实作提供经验分享。 噪声生成主要来自于电源、高速运算与通讯等主动组件与电路(下图),噪声透过辐射以及实体电路传导,进而影响到天线收发或者无线通信模块,造成Wi-Fi、BT等无线性能变差,因此噪声越小越好。 通常处理噪声有两大方向: PCB电路 、 机构设计 PCB电路设计:噪声电路新增滤波器与电容等零件、更改电路走线与大量铺地 (Ground),降低噪声能量,减少影响其系统或天线的机会。 机构设计:封堵噪声源与天线附近的结构缝隙,阻止噪声泄漏影响天线收发。 百佳泰透过隔离室 (Shielding Room)、频谱分析仪、高频探棒 (RF Probe) 等设备以及工程师协助客户收敛噪声来源与噪声处理建议。 近场高频探棒(下图左):高频探棒外观结构通常有圆形与棒状,不同大小的圆形结构,会影响量测区域大小与不同频率的能量强度,通常用于大范围快速搜寻噪声用;棒状探棒可直接接触小区域、电路板线路与零件接脚,用于小范围确认噪声源。 量测架设(下图右):在隔离室 (Shielding Room) 内利用频谱分析仪与高频探棒搜寻电子产品噪声来源。 接续上篇案例的处理过程,因机台的空间尺寸小且无法用屏蔽阻绝噪声辐射源,调整PCB零件与走线有可能成效不彰,为避免浪费过多开发成本,噪声对策采取进行机构修改。上篇中,已经将天线修改为一前一后,所以机构对策也要分别对两支天线独立处理,下方图表为相关对策: 解決方案說明 方法 1卡片阅读机 (Card Reader) 与箱体 (Chassis) 接触的地方用金属胶带或导电泡棉加强搭接并减少缝隙,可减少箱体内部噪声往箱体外泄露,减少前墙天线 (Front-End Antenna) 的影响。方法 2卡片阅读机 (Card Reader) 本体覆盖金属胶带,减少PCBA裸露程度,降低噪声辐射对前墙天线 (Front-End Antenna) 的影响。方法 3片阅读机 (Card Reader) 的连接线用金属胶带包覆,减少连接线的辐射噪声向外影响。方法 4箱体 (Chassis) 与滑盖 (Cover) 的接触区域,增加导电泡棉,减少活动件的缝隙泄漏噪声而影响前后墙天线 (Front/Back -End Antenna)。 经过以上解决方案的调整,下图使用频谱分析仪来看2.4GHz频带噪声的变化量。通常噪声对策不会一次到位,因为每个噪声泄漏的地方有可能会互相影响,必须逐个量测并且加上对策,噪声能量才会逐渐明显降低。 各项增加噪声对策的量测结果(上图),在所有对策都使用后,看出噪声能量在前墙天线 (Front-End Antenna) 于Channel 1降低6.92dB、Channel 11降低4.08dB,并且整个2.4GHz频段明显改善。 而后墙天线 (Back-End Antenna) 于Channel 1反而提高2.53dB、Channel 11降低1.34dB,考虑2.4GHz中后段明显改善以及2.4GHz频段噪声峰值 (Peak) 降低,故也将Solution 5纳入有效对策。 目前在频谱分析仪上能够看出差异,接着进行Throughput测试,确认这些解决方法对于Throughput的改善程度,并依Throughput结果来决定采用全部或者部分噪声对策。若是Throughput数据与Criteria仍有落差,也可以继续增加对策,但这些对策还需考虑开发成本与开发进度,质量与时程需要取得一个平衡。 由上表得知,经噪声除错后,20m模拟衰减距离的RX (downlink) Throughput皆已优化至Pass,代表解决方案为有效的。100m 模拟衰减距离的Throughput结果,同样可看到Throughput的大幅改善,协助解决终端使用者体验不佳的问题。