LCM对手机GPS干扰的分析及优化

马雨生

【摘 要】随着科技的不断发展，手机趋向高度集成智能化，同时密集的空间产生了较多的电磁干扰，合理解决系统间互相干扰问题是保证智能手机通信质量的关键。本文研究了LCM（LCD Module）对手机GPS干擾的问题，通过分析干扰产生的原因，提出优化问题的解决思路及设计建议。

【关键词】LCM；GPS；干扰

0 引言

GPS定位技术给我们生活带来极大的便利，也已经成为智能手机的标准配置。其中，GPS接收机性能的准确性是重中之重，如果受到手机内部其它设备的干扰，容易导致接收灵敏度劣化，定位发生漂移等问题，严重影响实际应用。因此，解决手机系统内对GPS接收机的干扰尤为重要。

1 原因分析

电磁干扰的形成有三个因素：电磁骚扰源、耦合路径和敏感设备[1]。现在手机空间密集程度很高，内部构成的电磁干扰也较复杂，文章只针对干扰较明显的电磁干扰源LCM及敏感设备GPS接收机的进行研究。

耦合路径。FPC（Flexible Printed Circuit）柔性电路板由于柔性好、体积小、传输特性稳定等特点，在智能手机中使用广泛，手机屏幕一般由FPC与主板连接，其本身阻抗较大，互连信号的回流经过FPC排线，将产生压降，从而导致共模辐射。当FPC接口及其附近电流靠近GPS天线时，FPC及其接口容易充当天线将其它信号耦合到GPS接受机中，从而产生GPS接收机耦合灵敏度劣化。

电磁骚扰源。随着MIPI（Mobile Industry Processor Interface）的规范不断更新和改进，其成熟的DSI显示串行接口在手机行业得到广泛的应用[2]。MIPI（DSI接口）clk频率跟屏幕分辨率成正比关系，现在手机LCD技术发展迅速，分辨率可以已可达到2560x1440，clk频率也需达到上百MHz，一般在150～700+MHz范围。而手机GPS工作频段为1575.42±1.023MHz，容易发现clk谐波可能通过FPC或接口耦合到GPS天线。同时对于MIPI屏幕，当有2/4lane data线时，容易产生clk/12的谐波；当有3lane data线时，容易产生clk/4的谐波。所以data线上的最小频率的倍频很有可能会达到GPS频段，从而对GPS信号形成干扰。

图1背光驱动原理图，由DC-DC芯片U1201组成的升压型稳压电路。电感L1上的电流变化会产生电压纹波；同时DC-DC芯片内部switch的开关动作会产生陡峭的信号沿变化在纳秒范围，从而产生高频电磁辐射，而其高次谐波分量耦合到GPS天线，会对GPS信号形成干扰。

2 干扰的优化

根据上述分析，干扰的耦合路径主要来自FPC及其接口；而电磁骚扰源主要来自LCM频率的谐波、背光电路形成的高次谐波分量。因此，我们可以从以下两个方面进行优化：（1）切断耦合路径。FPC及接口用导电布或铜箔纸将包住，设计时考虑镀银浆，同时走线尽量短，从而减小辐射强度；LCM FPC及其接口走线远离GPS天线并考虑充分接地。（2）抑制屏蔽骚扰源[3]。调整LCM clk频率避免其整数倍落在GPS频段中；背光电路输入口加EMI filter滤除降低噪声，也可加磁珠等EMI器件用于抑制噪声，设计时考虑添加0欧姆电阻，为EMI器件预留位置；MIPI及背光电路等强信号线远离GPS天线或着尽量埋入内层，增强抗干扰能力。

3 结论

本文研究了LCM对手机GPS信号干扰的原因及优化，希望对实际工作具有指导意义。手机内部干扰器件较多，例如memory、camera、BT、WIFI等等还需继续深入研究。

【参考文献】

[1]何宏.电磁兼容原理与技术[M].西安电子科技大学出版社，2008，07：6-7.

[2]Allen Tung.移动互联网设备的MIPI显示标准[J].今日电子，2009，06：40.

[3]周国清.电子设备中基于接地与屏蔽的电磁兼容性设计[J].西南大学学报：自然科学版，2014，36（8）：186-187.