在无线通讯下，如何测量无线通讯讯号及电磁兼容分析（二）

实例说明

如前所述，触控面板是各类以触控为核心应用的新式装置中所占面积最大的组件，相应产生的干扰问题也就越多，因此，确保其所造成的载台噪声能控制在噪声预算内，自然是验证时的第一要务。根据百佳泰的验证经验，目前在智能型手机及平板装置中，约莫有60%的干扰问题都来自于触控面板，其中又有70%是源于面板里的IC控制芯片，接下来我们就将针对触控面板的验证要点进行说明。

触控面板顾名思义，就是具备触控功能的面板，然而，触控面板第一个所需要克服的干扰，不是来自同一装置内的其它模块或接口，而是面板本身对触控功能所产生的干扰。包括像是面板的像素电极（Pixel Electrode）、像素频率（Pixel Clock）、储存电容（Storage Capacitor）、逐线显示（Line-by-Line Address）背光板模块（Back Light Unit）等都会造成面板对触控的干扰。

此时就要去量测触控时的电压，扫瞄并观察在不同时间以及使用不同触控点的电压变化，以了解实际载台噪声的状况，才能进行适当的调变。基本而言，触控的扫瞄电压约是100~200k，而屏幕的更新率则是五毫秒（ms），以检查所有触控点，这种低周期的频率便非常容易造成对GPS及SIM卡的干扰。因此，触控面板必须提高电压才能解决面板的干扰，也就是透过微幅降低触控感应的灵敏度，以换来载台噪声降低；而在实际量测观察时，除了需要透过精确的夹具与仪器外，也必须量测时域（而非频率），才能得到真正的错误率（BER）数据。

在量测出触控面板本身的噪声后，并设定出合理的噪声预算值后，就可以开始进行触控面板对各种不同模块的噪声量测，就是我们根据经验归纳研究出的量测与验证顺序，必须透过对噪声预算的控制，来观察触控面板对不同模块的干扰状况。

以下我们便来探讨几个与触控面板相关的干扰实例：

LVDS

目前许多新规装置如平板电脑或Ultrabook在设计面板显示的讯号传输时，都会采取所谓的LVDS进行传导，LVDS也就是低电压差动讯号（Low Voltage Differential Signaling），是一种可满足高效能且低电压数据传输应用需求的技术。然而在实际应用上，这些讯号也许可能部分进入如3G等行动通讯频段，而产生很大的地面电容不平衡（Ground Capacitance Unbalance）电流、并致使干扰。然而，传统的处理方式是透过贴铜箔胶带或导电布，来缓和这样的情况，但实际对地不平衡的现象并未解决，未真正将LVDS线缆的问题有效处理。唯有透过量测LVDS讯号本身在封闭环境与系统平台上的噪声差异，才能从问题源头加以进行调整。

线路逻辑闸

此外，触控面板接有许多的线路，这些线路的逻辑闸都会因不断的开关而产生频率干扰。举例来说，当逻辑闸产生约45MHz的干扰时，像GSM 850（869-896 MHz）跟GSM 900（925-960 MHz）间的发射接收频率差距小于45MHz，便会产生外部调变（External Modulation）而造成干扰；另一个例子则是蓝牙受到逻辑闸的开关而使电流产生大小变化，这样的外部调变使得讯号进入GSM1800、GSM1900的频谱而产生干扰。

因此，我们必须使用频域模拟法进行S-parameter分析取样，确认电脑仿真与实机测试的误差值在容许范围内，以掌握噪声传导的状况。才能不牺牲消费者的良好触控经验，又能减少触控面板对产品其它模块及组件造成的干扰。

固态硬盘

新兴的储存媒介-固态硬盘（SSD）尽管受闪存的市场价格波动影响，而在成本上仍居高不下，但因其体积轻薄与低功耗的特性，已被广泛应用在平板电脑及其它形式的行动装置中。然而，传统磁盘式硬盘容易受到外来通讯状况影响的情形（例如当手机放在电脑硬盘旁接听使用，有可能干扰到硬盘造成数据毁损），也同样出现在SSD上。

图2：无线通讯的测量

在SSD上的状况时，SSD会随着使用抹写次数（P/E Cycle）的增加，而使得其噪声容限（Noise Margin）随之降低，经过一万次的抹写使用后，噪声容限就产生了明显的恶化，而更容易受到触控面板或其它噪声源的干扰，而影响实际功能。在这个情境下，若能作到SSD的均匀抹写，便是有效缓和噪声容限下降速率的方法之一。

模块多任务运作

触控面板所使用的电来自系统本身，而其它如通讯或相机等模块等，也都同样透过系统供电，因此，电压的稳定与充足便是使这些组件模块能良好运作的关键所在。在所有需要使用电源的模块中，其中尤以3G或Wi-Fi模块在进行联机上网（数据传输）时最为耗电，在所有这些通讯模块开启的同时，就很可能造成电压不足，而影响到触控面板的稳定吃电；另外，此时通讯模块的电磁波，也可能同时直接打到面板上，造成严重的噪声干扰。这时我们就必须回到前面的鱼骨图，依序进行不同模块设定、位置建置、通讯环境的验证。

在本文的最后，百佳泰也提供我们根据经验归纳设计出的完整验证步骤，以作为开发验证时的参考，透过这样的验证顺序，才能按部就班的降低噪声干扰，提升通讯质量。一个完整具有各式通讯模块与触控功能的装置，主要可分成以下三个验证步骤：

1. 传导测试（Conductive Test）：

在验证初始必须先透过传导测试，精确量测出装置本身的载台噪声、接收感度恶化情形、以及传送与接受（Tx/Rx）时的载台噪声。

2. 电磁兼容性（Near Field EMC）：

在掌握了传导测试所能取得的相关信息，并设定噪声预算后，便可进行包括天线表面电流量测、噪声电流分布量测及耦合路径损失（Coupling Path Loss）的量测，以及相机、触控面板的噪声和射频共存外部调变。

3. OTA测试（Over The Air Test）：

完成传导与EMC测试后，便可针对不同通讯模块进行独立与共存的量测、总辐射功率（Total Radiation Power，TRP）与全向灵敏度（Total Isotropic Sensitivity，TIS）的量测、GPS载波噪声比（C/N Ratio）的量测乃至DVB的接收灵敏度测试。

本文所探讨的内容虽然仅是噪声验证的其中一个例子，但我们已可以见微知着的了解到，无线通讯讯号技术的博大精深，以及干扰掌控的技术深度。所有相关厂商业者在开发时，均需透过更深入的研究、更多的技术资源与精力投入，以对症下药的找出相应的量测方式及与解决方案，克服通讯产品在设计上会产生的讯号劣化与干扰状况。