LCM對手機GPS干擾的分析及優化

馬雨生

【摘 要】隨著科技的不斷發展，手機趨向高度集成智能化，同時密集的空間產生了較多的電磁干擾，合理解決系統間互相干擾問題是保證智能手機通信質量的關鍵。本文研究了LCM（LCD Module）對手機GPS干擾的問題，通過分析干擾產生的原因，提出優化問題的解決思路及設計建議。

【關鍵詞】LCM；GPS；干擾

0 引言

GPS定位技術給我們生活帶來極大的便利，也已經成為智能手機的標準配置。其中，GPS接收機性能的準確性是重中之重，如果受到手機內部其它設備的干擾，容易導致接收靈敏度劣化，定位發生漂移等問題，嚴重影響實際應用。因此，解決手機系統內對GPS接收機的干擾尤為重要。

1 原因分析

電磁干擾的形成有三個因素：電磁騷擾源、耦合路徑和敏感設備[1]。現在手機空間密集程度很高，內部構成的電磁干擾也較復雜，文章只針對干擾較明顯的電磁干擾源LCM及敏感設備GPS接收機的進行研究。

耦合路徑。FPC（Flexible Printed Circuit）柔性電路板由于柔性好、體積小、傳輸特性穩定等特點，在智能手機中使用廣泛，手機屏幕一般由FPC與主板連接，其本身阻抗較大，互連信號的回流經過FPC排線，將產生壓降，從而導致共模輻射。當FPC接口及其附近電流靠近GPS天線時，FPC及其接口容易充當天線將其它信號耦合到GPS接受機中，從而產生GPS接收機耦合靈敏度劣化。

電磁騷擾源。隨著MIPI（Mobile Industry Processor Interface）的規范不斷更新和改進，其成熟的DSI顯示串行接口在手機行業得到廣泛的應用[2]。MIPI（DSI接口）clk頻率跟屏幕分辨率成正比關系，現在手機LCD技術發展迅速，分辨率可以已可達到2560x1440，clk頻率也需達到上百MHz，一般在150～700+MHz范圍。而手機GPS工作頻段為1575.42±1.023MHz，容易發現clk諧波可能通過FPC或接口耦合到GPS天線。同時對于MIPI屏幕，當有2/4lane data線時，容易產生clk/12的諧波；當有3lane data線時，容易產生clk/4的諧波。所以data線上的最小頻率的倍頻很有可能會達到GPS頻段，從而對GPS信號形成干擾。

圖1背光驅動原理圖，由DC-DC芯片U1201組成的升壓型穩壓電路。電感L1上的電流變化會產生電壓紋波；同時DC-DC芯片內部switch的開關動作會產生陡峭的信號沿變化在納秒范圍，從而產生高頻電磁輻射，而其高次諧波分量耦合到GPS天線，會對GPS信號形成干擾。

2 干擾的優化

根據上述分析，干擾的耦合路徑主要來自FPC及其接口；而電磁騷擾源主要來自LCM頻率的諧波、背光電路形成的高次諧波分量。因此，我們可以從以下兩個方面進行優化：（1）切斷耦合路徑。FPC及接口用導電布或銅箔紙將包住，設計時考慮鍍銀漿，同時走線盡量短，從而減小輻射強度；LCM FPC及其接口走線遠離GPS天線并考慮充分接地。（2）抑制屏蔽騷擾源[3]。調整LCM clk頻率避免其整數倍落在GPS頻段中；背光電路輸入口加EMI filter濾除降低噪聲，也可加磁珠等EMI器件用于抑制噪聲，設計時考慮添加0歐姆電阻，為EMI器件預留位置；MIPI及背光電路等強信號線遠離GPS天線或著盡量埋入內層，增強抗干擾能力。

3 結論

本文研究了LCM對手機GPS信號干擾的原因及優化，希望對實際工作具有指導意義。手機內部干擾器件較多，例如memory、camera、BT、WIFI等等還需繼續深入研究。

【參考文獻】

[1]何宏.電磁兼容原理與技術[M].西安電子科技大學出版社，2008，07：6-7.

[2]Allen Tung.移動互聯網設備的MIPI顯示標準[J].今日電子，2009，06：40.

[3]周國清.電子設備中基于接地與屏蔽的電磁兼容性設計[J].西南大學學報：自然科學版，2014，36（8）：186-187.