高温 EVM问题请教

项目遇到了EVM问题，大家有什么建议嘛?
1、问题描述
项目（高通平台），其中B39在高温测试时，16QAM时EVM指标临界超标（10~12%，RMS值）。但是常温测试时EVM指标正常（2%~3%），温度大概在40~50°时开始恶化。其余TDD频段指标常温、高低温正常；PCB没有同频段的Band2
2、已做实验：
1）EVM指标随温度升高而恶化
2）与功率无关：因为高温下降功率降为closeloop（-20dbm）时，EVM指标无改善
3）EVM指标恶化时，频偏、相位误差指标正常；线性度ACLR正常，余量基本上有5~6db
4）对比了另外一个项目，电源处理上的滤波电容一致
5）将PA干掉，在PA输入口量测 load，并使用风枪加热到120°，发现常温和高温时，PA输入端的load位置变化不明显。也可以基本排除高温下laod变化造成了EVM的恶化。其余TDD频段的EVM指标正常
3、现在怀疑是RFIC或者基带在处理IQ信号时可能有问题，大家还有那些验证方案吗?
下面打算将PA BYPASS，逐级分析了。但是觉得PA应该不会影响信号调制吧

『2）与功率无关：因为高温下降功率降为closeloop（-20dbm）时，EVM指标无改善』
-20 dBm 不保证EVM就一定Pass！
当你有Carrier Leakage时 若输出功率处于Low Power Mode时，
其Carrier Leakage的能量，会比主讯号还大，这导致SNR变差



而SNR跟EVM成反比



所以有Carrier Leakage时 低功率反而会让EVM劣化



检查步骤 :
1. 你Power不要降到-20 dBm那么低 降到5 dBm就可以了
如果还是Fail 那说明跟PA线性度无关(但不代表PA是清白的 下面会讲)
2. 用频谱仪观察 功率-20 dBm时 主频处是否有上图那样一根突起
因为你功率打23.5 dBm时 Carrier Leakage可能看不出来
所以要用-20 dBm下去看 如果有 表示Carrier Leakage在作祟
你重新Calibration看看
『3）EVM指标恶化时，频偏、相位误差指标正常』
正常归正常 重点是有没有差异！
因为EVM包含振幅跟相位



如果高温跟常温的频偏、相位误差 差异不大
方可说明跟I/Q讯号 晶振 甚至是VCO无关

检查步骤 :
1. 观察高温跟常温的频偏、相位误差 差异多少?

『将PA干掉，在PA输入口量测 load，并使用风枪加热到120°，发现常温和高温时，
PA输入端的load位置变化不明显。也可以基本排除高温下laod变化造成了EVM的恶化。其余TDD频段的EVM指标正常』
你还忽略了一点 PA的input



但由上图可知，PA输入端的Matching，其实也是DA(Driver Amplifier)的Load-pull，
因此这部分的Load-pull若没调校好，会使DA输出功率的平坦度不够，
导致在PA输入端，EVM已偏高的情况发生，再加上PA是主要的非线性贡献者，如此便会导致EVM更差。
另外，若PA输入端的Matching未收敛至50奥姆，则表示会有功率反射，进而干扰LO，导致EVM变差，
检查步骤 :
1. 直接PA拔掉 焊铜管在PA input 去观察EVM
如果高低温有所差异 表示你这现象跟PA无关 收发器一出来就有了
那就跳到步骤2

2. 拿一块裸版(上面完全没打组件) 或是废板
观察收发器输出到PA输入这端的阻抗
(因为要把收发器拔掉 再焊回去几乎不可能 所以要拿裸版或废板)
先看常温时的阻抗 如果已经50奥姆 那就加热到120度
看会不会因电感电容在高温下的误差 而导致阻抗偏移
如果高温下阻抗会跑 你就换个温度稳定度较好的电感电容试试
如果常温时 就已经离50奥姆很远 那就把PA input调到50奥姆
然后把调好的电感电容值 更换到测试版子的PA input 再去做测试
『现在怀疑是RFIC或者基带在处理IQ信号时可能有问题，大家还有那些验证方
案吗? 下面打算将PA BYPASS，逐级分析了』

承上题 如果这现象 收发器一出来就有
但是PA input的阻抗 高温常温都50奥姆附近
那就是收发器问题 要嘛你重新校正
不然就是发Case给高通 因为有可能高温会让DA的bias偏掉
以致于高温下 收发器一出来EVM就很差
那就是韧体或软件 这要高通才能解决



由上图可看出 bias确实会影响EVM
或是基频的Modem有问题 那还是要请高通解决

如果PA input没这现象 那基本上就是PA问题了
那就是换料试试 看是单体问题 还是厂商问题
如果换了两三颗结果都一样 那就是厂商问题
要嘛请FAE来帮忙看
或是换颗Pin-to-pin的PA试试

好帖，cri回答的真详细

这个问题只在B39上出现吗?其他频段有吗?

是不是边缘信道fail还是?用的哪家的saw?

其他频段没有发现类似问题
B39采用双频PA（B34/39），其他频段采用另外的PA

B39的低中高信道都会临界超标（应该不是SAW的温飘造成的）
SAW用的MURATA家的

恶.murata的双工器和saw可能有温漂问题,但也只是边缘信道,这个你根据cri的解答挨个看下吧...

好贴值得一顶

有结论了吗?小编

2楼果然是大神

很多看似高深难解无思路的问题往往都出在电源上，我觉得可以从供电上去排查

这有可能！ 原先我的想法是
如果跟电源有关 理论上常温就Fail了 不会等到高温才Fail
但是 电源线一定会有稳压电容
而稳压电容的ESR会将涟波电流，转换为热能，若ESR越高，则转换的热能就越多





换句话说，随着涟波电流越大，ESR会使电容温度上升，ESR越大，则温度上升越多，




而温度上升，不仅对散热有所影响，对于电容值也会有所影响，
MLCC在温度稳定性，就不如钽质电容与铝电解电容，尤其是Y5V，温度升高时，
其电容值会大幅下降。



而由下图可知，电容值的大小，也会影响稳压能力，
换句话说，Y5V会因涟波电流加大，温度升高，电容值下降，而导致稳压能力下降，
因此在挑选电容时，需额外注意温度的耐受度因素。




所以简单讲 若要证实问题是否出在
高温使稳压电容的稳压能力下降
这个环节上
可以用示波器去观察 电源电压的Ripple
是否会在高温时变大
(PA跟收发器的都要看 因为不确定是哪个电源的稳压出问题)
如果是
换一个
1. ESR较小
2. 电容值较大 (理论上电容值越大 ESR越小 刚好跟第一点吻合)
3. 温度稳定度较好
稳压电容试试 如果问题依旧
那应该就跟电源的稳压无关

至于SAW Filter的影响
一个是温飘 但理论上这个因素 其主频功率会大幅衰减
而且只发生在高低通道
另一个是Group Delay 有可能高温时Group Delay过大
导致EVM Fail
一样 做实验 把SAW Filter拔掉
然后在input pin跟output pin
用铜管焊接 切记不可直接用锡短路 这样才能确保通路50奥姆



如果会有改善 表示凶手是SAW
但近几年我是很少看到SAW引起的EVM Fail 而且还是只在高温

mark, 希望小编分享解决成果.....

小编，PA输入端测试EVM正常吗?如不正常很可能是layout上的问题，不知道你用的是哪个transceiver，之前我遇到类似的问题WTR1605L（TDD B38 B40EVM高温差），后来通过改PCB弄好了。高通的transceiver很多都要求做净空，且transceiver第二层最好是相对完整地，TX线旁和下面不要走电源线。你可以先调下NV 04212，尝试在原来值的基础上增大或减小一个值（不能改动太大不然注册不上），看看有没有改善，有改善的话跟layout关系就比较大

以WTR1605L的Layout Guide而言
确实是开宗明义就说

Does Not Have Copper Fill Under the WTR1605(L)



记得之前问过Qualcomm 他们是回答说
若铺铜 寄生效应会影响VCO的性能
假设真的有铺铜好了 那理论上寄生效应肯定是常温就有
为啥EVM在常温是OK 到高温才Fail?
我的理解是 Phase Noise会在高温时恶化



由上图可看出 温度越高 Phase Noise越大
而由下图可知 Phase Noise大 会提升讯号的Noise Floor
意即信噪比会下降



而信噪比又跟EVM成反比
因此EVM升高 导致Fail

整个关系就是
高温 => Phase Noise恶化 => 信噪比下降 => EVM上升

所以总结就是
铺铜的寄生效应 会使VCO的Phase Noise变差
但常温时 还不至于使Phase Noise变差到使EVM Fail
但高温时 Phase Noise本身就已经会变差了
再加上个寄生效应 那Phase Noise就会劣化到使EVM Fail的地步了

如果要确认是否这原因
那肯定是PA input就会有高温EVM Fail的现象了
顺便检查Layout

mark 学习大神

baishui兄你好，我也遇到了B38/40的问题，1605L,也根据高通要求做了，可能还有地方不到位。请问下你们是改了哪个地方好的?

围观学习，有高手出没啊

厲害呀,圍觀學習一下

学习了 2楼

学习了，二楼！

Hi,
最近还在处理EVM的问题，供给RFIC的电源可以排除了。因为1.3V和2.2V两路电源都有外供，EVM指标并没有改善；
另外这两路电源外供时又提升了0.2V即1.5V和2.4V，同样没有改善
所以电源基本排除了

PA输入端常温正常，高温异常
高温时确实从WTR输出就异常了
1）修改了NV04212项，Band39的EVM有改善
2）高通已经Review了PCB，暂没发现WTR净空区和XO布线方面明显异常；对比了实验室另外一个项目，WTR的净空区处理基本一致。我项目上WTR对应的第二层地比另外一个项目要更多一些。另外两个项目的XO布线完全一致
请教几个问题：
1）你的项目出问题时，所有单板的B38/40在高温时EVM都偏高吗，还只是一部分单板会偏高?出问题的单板，有没有尝试过信号源外供19.2MHz，外供后问题板是否可以恢复正常?
2）我把不良板的XO干掉，在XO_OUT PIN脚外供19.2MHz的信号源后，不良板的EVM恢复正常（高温EVM 4.5%左右）
3）还有一个现象比较奇怪：将不良板的晶振换同一厂家的新芯片后（XO已经重新校准），此时EVM又可以回到5%左右。就是说同一厂家的两个晶振，在同一块不良板上的表现不一样。如果是净空区处理有问题的话，无论是否更换XO都有类似的问题吧；另外我手上的单板不是所有单板在高温时EVM都偏高，也有EVM正常的单板

Cri大神
最近还在做实验确认EVM问题
1）高温时确实从WTR的输出就已经恶化了
2）高通Review了PCB，暂时没有发现净空区处理明显异常的地方
3）单板在60°左右时EVM最差，过了65°后EVM指标又开始下降至5%~7%左右。如果是相噪引起该问题的话，那么相噪随着温度的上升又下降了一些，这个我不是很懂，请问相噪随着温度的升高会再降低吗?
4）同一块不良板，更换同一晶振厂家的新芯片【XO重新校准】，再去测试高温EVM，此时EVM在4~5%左右，不良板恢复正常了。如果是寄生效应引起的EVM恶化，我的理解是无论是否更换XO，不良单板的EVM都会恶化的。因为寄生效应是不变的，相噪也是不变的
——有没有这个可能性：晶振间的相噪不一致，导致叠加寄生效应产生的相噪后的总相噪不一致。所以不良板在同一厂家的晶振上表现也不一致?
5）频谱仪测量了下PMIC输出（WTR的相噪），没有明显的突起
6）如果是相噪恶化的话，我的理解是所有频段的EVM都会受到影响吧

好贴，要是52rd上的都是这样的贴就好了

厲害呀,圍觀學習一下

请问最后是怎么解决的

分几个问题来讨论好了:
1. 『请问相噪随着温度的升高会再降低吗?』

由你的实验看来 现象大概是这样吧



由下图可知 VCO 的Phase Noise确实是会跟着温度变化
当Offset Frequency = 20MHz跟1MHz时(绿色跟灰色曲线)
我们可看到其Phase noise在室温时(25度C)是最小的
之后随着温度上升 其Phase Noise也跟着上升



但其他的Offset Frequency 就未必是这种趋势
例如Offset Frequency = 10KHz时(黑色曲线)
60度的Phase Noise就比40度还小
所以还要看你的Offset Frequency
所以换句话说 还要看真正影响TX讯号的Phase Noise
是哪个Offset Frequency
但原则上 不管哪个Offset Frequency 室温的Phase Noise都会是最小

当然你会说 上图那是VCO啊 跟XO有啥关联?
问题是 你VCO也是由XO来的啊



如果XO有这趋势 VCO或多或少也会有这趋势

2. 『把不良板的XO干掉，在XO_OUT PIN脚外供19.2MHz的信号源后，不良板的EVM恢复正常』
『同一块不良板，更换同一晶振厂家的新芯片【XO重新校准】，再去测试高
温EVM，此时EVM在4~5%左右，不良板恢复正常了』

如果今天你外灌19.2 MHz 依旧无改善
那我就会怀疑那Phase Noise的劣化 是来自于VCO
那就是要进一步作WTR的SWAP实验
但你这样看来 现象就是跟着XO在跑啊 Root Cause应该就是XO

3. 『有没有这个可能性：晶振间的相噪不一致，导致叠加寄生效应产生的相噪后的总相噪不一致。
所以不良板在同一厂家的晶振上表现也不一致?』
绝对有啊！ 因为你说手上的单板不是所有单板在高温时EVM都偏高，也有EVM正常的单板
那基本上就先屏除Design因素 也就是Layout
因为如你所说 若是Layout造成
不管换不换XO 都是会Fail
更何况高通也Review过了 认为没啥问题 那应该更可屏除这因素
一般而言 若是Design issue 原则上会每个单板都有问题
但若是部份单板有问题 Fail Rate并非百分百 那就比较会是Material issue
量产时 因为量大 更可看出这趋势

当然你会说 同一厂家的晶振 理论上Peformance都一致啊
怎会是Material issue ?
这说法基本上不太对 即便是同一厂家 同一型号的料
也会有些料的Performace特别差
因为可能某批料在生产过程中 也许是制程因素或封装因素之类的
导致性能特别差
每颗料都会有Date Code 这看Date Code或许可观察出
所以量产时常会出现这现象



某段时间的不良率特别高 那可能就是那段时间 工厂进来的料有问题
所以简单讲 你不良单板的XO有问题
可能要看一下其Date Code与好板的XO 是否有所差异

4. 『如果是相噪恶化的话，我的理解是所有频段的EVM都会受到影响吧』

理论上是这样 因为所有频段的LO 都是要来自XO
既然XO是凶手 应该所有频段的EVM都会受影响
这你可以做实验 同样温度下
好板跟坏板在其他Band的EVM 是否有所差异?
有可能其实其他Band也是有差异 只是因为都Pass 所以你忽略了
建议直接用Band 7作实验 因为由下图可知
Phase Noise会跟频段有关



而Band 7的频率范围跟B38/B40最相近
所以理论上 坏板Band 7的EVM 应该也会比好板来的高 只是没有Fail

如果没啥太大差异 那合理解释就是Offset Frequency不同



仔细看 Band7的TX频率范围 跟B38/B40是不同的
因此即便同温度 同一颗XO
但Phase Noise的影响不同

另外还有一点 解Bug时 常会遇到
『牵一发不动全身』的现象 如下图:



如你讲的 理论上XO出问题 所有Band都要出事
但实际上只有B38/B40出事
因此 解Bug时
不可因为只有B38/B40出事 其他Band都无事
就判定XO是清白的

再举个例子 天下Bug出电源
理论上PA电源有问题 所有Tx 性能都会劣化
但实际上 很可能就只有EVM出事 ACLR是好的
所以解Bug时 不可因为Tx性能劣化非全面性
就判定PA电源是清白的

这种『牵一发不动全身』的现象
我不太会解释 但实际作案子时 遇过非常多次
这点要特别注意

请问外灌19.2是指从PMU的crytstal_19m_out还是_in灌进去?

好贴~~必须顶

好贴！学习学习学习

RFMD的PA，之前一样的问题，换一颗之前PIN TO PIN的PA就好了

好贴，学习一下

好贴，希望能多看到类似的案例分享。

MARK 好

好牛逼，学习了

同一块不良板，更换同一晶振厂家的新芯片【XO重新校准】，再去测试高温EVM，此时EVM在4~5%左右，不良板恢复正常了。如果是寄生效应引起的EVM恶化，我的理解是无论是否更换XO，不良单板的EVM都会恶化的。因为寄生效应是不变的，相噪也是不变的
——有没有这个可能性：晶振间的相噪不一致，导致叠加寄生效应产生的相噪后的总相噪不一致。所以不良板在同一厂家的晶振上表现也不一致?
换不同颗晶振(即使是同一lot)EVM会变好，很明确变因影响就是来自晶振


晶振 ESR也是影响 EVM (Phase noise )的一个绝对因素，如图即使同一lot 也有可能会有变异的晶振，其在常温下的ESR 变化正常，但到高温时就有劣化的情形，因而影响高温EVM performance.

Cri 神一样的存在

我也遇到了过EVM挂的问题，TDD所有的频段都挂了，不良率有50%，当时换了其他家的XO就好了，就让TST的人拿去分析了，到现在他们也没个说法，现在我还在怀疑是不是我没找对方向。看了大神的回帖，受益匪浅啊。

新手路过 谢谢大神们解析

分析的很透彻

这个问题有结果了吗?

mark一下

好贴，顶一个。

分析的很好。

果然厉害，理论加实践，学习

本公司专业研发生产和销售169M--5.8G各频率段天线，可提供技术支持，公司研发产品有手机天线,智能家居天线,路由器天线（外置+内置),AP天线,NFC天线，GPS天线，车载天线，智能穿戴天线等。专业销售贴片，插件，电容，电阻，电感，钽电容，磁珠。
TEL:0769-87888306--8003
QQ：1356674964

好贴，学习

这么好的贴，必须插一脚

学习了

小编应该回来告诉大家最终的原因。

好贴好贴，分析思路严谨！

C神高手，哪位知道C神画图用的什么软件；其次，C神用于论证的图像来自于哪里呢?

cri资深攻城狮啊！

细细揣摩了下，私认为案子的结论是：Failed的板子，因为个别XO的相噪在高温环境下导致B39 EVM Failed，而且其他Band的EVM也偏高，但未超标。更换性能正常的XO后板子OK。而常温环境下，Offset Frequency受温度曲线的影响，相噪是正常的，高温后恶化。