产品 EVM Fail 分析

本文探讨了BNSL产品Gawv1.4U10Y-B1试产后EVM不过的问题,通过分析发现无线屏蔽罩和PA供电设计缺陷导致振荡信号。调整供电旁路电容和改进走线布局解决了问题,强调了供电分离原则和屏蔽罩测试的重要性。

1、现象

BNSL产品 Gawv1.4U10Y-B1在试产时,出现批量性EVM不过的现象。

2、参考电路

 

3、参考PCB

4、原因分析

分析原因时发现,拿掉无线屏蔽罩EVM问题有改善,大部分板测试可以通过,还有部分板EVM仍然测试不过。将不良品的RF信号通过频谱仪分析,发现靠近主频信道左右两边存在振荡信号。

对比好的板,RF信号频谱仪分析的结果如下:

调整PA最后一级电路的旁路电容为22PF时,发现靠近主频信道左右两边的振荡信号消失了,再次盖上无线屏蔽罩验证,主频信道左右两边的振荡信号也消失了。

5、问题规避

从参考PCB看,由于PA的后两级供电走线直接接到一点,PA的两级供电走线没有分开走线后再接到主电源上,两级放大器存在干扰的问题。以及供电旁路电容选型不对等这些原因造成无线主频信道左右两边产生振荡信号。通过实际验证调整供电的旁路电容,问题解决。

6、结论

1.对无线PA供电设计而言,设计者必需遵循供电走线分开的原则,这样每级放大器工作不会相互影响。

2.无线设计使用屏蔽罩时,一定要实际测试验证,早发现问题早解决。

全部硬件调试经验案例
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<think>我们正在分析PA(可能是功率放大器)的老化日志。老化测试通常是在高温、高电压等加速条件下进行,以评估器件在长期使用后的性能退化情况。分析老化日志的目的是评估器件的可靠性、预测寿命以及发现潜在问题。 根据引用[1]中的示例,日志分析通常包括以下步骤: 1. 检查日志中是否有错误信息(如"error") 2. 分析关键参数的变化趋势(如电流、电压、温度、增益等) 3. 与预设的阈值或标准进行比较 4. 生成报告 由于引用[1]提供了简单的日志分析函数示例,我们可以扩展这个思路。同时,引用[3]提供了一些工程计算函数(如风速风压转换、混凝土碳化深度),虽然不直接相关,但提醒我们可能需要特定的转换公式(例如,将温度转换为热应力)。 分析方法和工具建议: 1. **日志解析工具**:由于日志文件通常是文本格式,我们可以使用Python、Perl、AWK等脚本语言进行解析。对于大型日志,可以考虑使用LogParser(微软工具)或ELK(Elasticsearch, Logstash, Kibana)堆栈。 2. **关键参数提取**:老化日志中可能包含时间戳、温度、偏置电压、电流、输出功率、增益等参数。我们需要提取这些参数并分析其变化。 3. **趋势分析**:使用数学工具(如MATLAB、Python的NumPy/SciPy)进行趋势拟合。常见的退化模型有: - 线性模型:$y = a + b \cdot t$ - 指数模型:$y = a \cdot e^{b \cdot t}$ - 对数模型:$y = a + b \cdot \ln(t)$ 其中$t$是老化时间。 4. **异常检测**:使用统计过程控制(SPC)方法,如控制图(Control Chart),设定参数的上限(UCL)和下限(LCL)。如果数据点超出控制限,则视为异常。 5. **寿命预测**:根据Arrhenius方程(用于热老化)或其他加速模型,推算正常使用条件下的寿命。Arrhenius方程为: $$ AF = \exp\left[\frac{E_a}{k}\left(\frac{1}{T_{use}}-\frac{1}{T_{stress}}\right)\right] $$ 其中$AF$是加速因子,$E_a$是活化能(eV),$k$是玻尔兹曼常数(8.617333262145×10⁻⁵ eV/K),$T_{use}$是使用温度(K),$T_{stress}$是加速老化温度(K)。 6. **可视化工具**:使用Python的Matplotlib、Seaborn或Tableau等工具生成图表,直观展示参数变化。 7. **报告生成**:根据分析结果生成报告,包括关键参数趋势、异常点、寿命预测等。 具体步骤示例(使用Python): ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from scipy.optimize import curve_fit # 假设日志文件格式:时间(小时), 温度(℃), 电流(A), 增益(dB) # 解析日志文件 def parse_log_file(log_file): times = [] temperatures = [] currents = [] gains = [] with open(log_file, 'r') as f: for line in f: if line.startswith('#'): # 跳过注释行 continue parts = line.strip().split(',') if len(parts) < 4: continue times.append(float(parts[0])) temperatures.append(float(parts[1])) currents.append(float(parts[2])) gains.append(float(parts[3])) return times, temperatures, currents, gains # 定义线性退化模型 def linear_degradation(t, a, b): return a + b * np.array(t) # 分析增益退化 def analyze_gain_degradation(times, gains): # 拟合线性模型 popt, pcov = curve_fit(linear_degradation, times, gains) # 计算拟合值 gain_fit = linear_degradation(times, *popt) # 计算残差(实际值与拟合值的差) residuals = gains - gain_fit # 计算残差的标准差 std_residual = np.std(residuals) # 异常检测:残差超过3倍标准差视为异常 anomalies = np.abs(residuals) > 3 * std_residual return popt, residuals, anomalies # 主函数 def main(): log_file = 'pa_aging.log' times, temperatures, currents, gains = parse_log_file(log_file) # 分析增益 popt, residuals, anomalies = analyze_gain_degradation(times, gains) # 输出结果 print(f"线性退化模型参数: 初始增益={popt[0]:.2f} dB, 退化速率={popt[1]:.4f} dB/小时") print(f"发现异常点数量: {sum(anomalies)}") # 绘制增益退化曲线 plt.figure() plt.plot(times, gains, 'b-', label='Measured') plt.plot(times, linear_degradation(times, *popt), 'r--', label='Linear Fit') plt.scatter(np.array(times)[anomalies], np.array(gains)[anomalies], c='red', s=50, label='Anomalies') plt.xlabel('Time (hours)') plt.ylabel('Gain (dB)') plt.legend() plt.savefig('gain_degradation.png') plt.close() if __name__ == '__main__': main() ``` 注意:以上代码仅为示例,实际日志格式可能不同,需要调整解析函数。另外,退化模型的选择需要根据实际退化机制确定。 §§相关问题§§ 1. 如何确定PA老化测试中的关键参数阈值? 2. 除了线性模型,还有哪些常用的退化模型? 3. 如何根据加速老化测试数据推算正常使用条件下的寿命? 4. 老化日志中常见的错误类型有哪些?</think>### PA老化日志分析方法和工具 PA(功率放大器)老化日志分析是评估设备长期可靠性的关键环节,主要涉及以下方法和工具: #### 分析方法 1. **参数趋势分析**: - 监控关键参数随时间变化:$V_{cc}$(供电电压)、$I_{q}$(静态电流)、$P_{out}$(输出功率)、$Gain$(增益)、$EVM$(误差矢量幅度) - 建立退化模型:$$ \Delta P_{out}(t) = k \cdot \ln(t) + C $$ 其中$k$为退化系数,$t$为老化时间[^3] 2. **异常检测**: - 基于统计过程控制(SPC)设置阈值:$ \mu \pm 3\sigma $ - 识别参数跳变点:$ |x_t - x_{t-1}| > \delta_{threshold} $ 3. **故障模式关联**: - 温度与性能关联:$ T_j = T_a + R_{th} \cdot P_{diss} $ - 分析热循环次数与焊点疲劳的关系 4. **寿命预测**: - 应用Arrhenius模型:$$ AF = \exp\left[\frac{E_a}{k}\left(\frac{1}{T_{use}}-\frac{1}{T_{test}}\right)\right] $$ 其中$E_a$为活化能,$k$为玻尔兹曼常数 #### 分析工具 ```python # Python示例:老化日志分析框架 import pandas as pd import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt def analyze_aging_log(log_path): # 读取日志数据 df = pd.read_csv(log_path, parse_dates=['timestamp']) # 关键参数趋势分析 plt.figure(figsize=(12,6)) for param in ['Vcc', 'Iq', 'Pout']: plt.plot(df['timestamp'], df[param], label=f"${param}$") plt.legend() plt.title("关键参数老化趋势") # 异常检测(基于3σ原则) outliers = {} for param in ['EVM', 'Gain']: mean = df[param].mean() std = df[param].std() outliers[param] = df[np.abs(df[param]-mean) > 3*std] # 生成报告 report = { 'max_temp': df['Temperature'].max(), 'pout_degradation': (df['Pout'].iloc[-1] - df['Pout'].iloc[0])/df['Pout'].iloc[0]*100, 'outlier_count': {k: len(v) for k,v in outliers.items()} } return report ``` #### 专业工具推荐 1. **半导体专用工具**: - Keysight PathWave(提供$S_{21}$参数退化分析) - MATLAB RF Toolbox(支持$$ \Gamma = \frac{Z_L - Z_0}{Z_L + Z_0} $$阻抗匹配分析) 2. **通用分析平台**: - ELK Stack(Elasticsearch+Logstash+Kibana)实时可视化 - JMP Pro(高级SPC和退化建模) 3. **定制化开发**: - 使用Python科学计算栈: ```bash pip install pandas scipy statsmodels matplotlib ``` #### 实施步骤 1. **数据预处理**: - 清洗无效数据点 - 时间序列对齐($ \Delta t = 1 \text{min} $) 2. **退化特征提取**: - 计算关键参数斜率:$ \beta = \frac{\sum (t_i - \bar{t})(y_i - \bar{y})}{\sum (t_i - \bar{t})^2} $ 3. **根本原因分析**: - 关联环境数据(温度/湿度) - 对比不同批次的$k$值差异 4. **生成预测报告**: - 计算MTTF(平均无故障时间) - 输出$P_{fail}$随时间变化曲线 [^1]: 日志分析需要关注异常模式识别和参数关联性 [^3]: 工程计算模型可辅助退化分析
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