近年来,桌面计算机附带Wi-Fi与Bluetooth®功能的比例逐渐提高,其优点是不被Ethernet(线材LAN)连接限制摆放位置,并且可以随时与Wi-Fi、蓝牙装置进行联机,让桌面计算机的便利性提高。
在市场上,高阶定位的主板附带Wi-Fi与Bluetooth的网卡是非常常见的,虽然可以让使用者更便利,但在ODM的开发难度与成本则会提高,主流的桌面计算机开发厂商的RD背景为电子专长,而较大型的开发厂商会有专门的RF工程师团队进行射频相关设计与测试与整合,同时让有线信号(LAN)与无线信号(Wi-Fi/Bluetooth)的电路保持一定通讯质量。
各式桌面计算机,隐藏式天线或外接式天线
本篇文章主题探讨为ODM所设计的小型桌面计算机,如遇到吞吐量(Throughput)达不到规格时,ODM商可透过百佳泰与天线厂商三方进行讨论合作的案例。
从基本设计规格、天线设计、硬件电路布局、机构设计到驱动程序确认,多个方向同时下手一一排除问题,经验来看,过往发生状况通常都是多个小问题累积起来造成的,若只针对单一或两个问题排解处理,最终在Throughput测试时可能得不到明显改善,此篇文章也将以Wi-Fi通讯质量问题的实例进行分析与介绍。
一般RF Performance Debugging,遵照一定顺序进行确认,可减少找问题时的错误方向机率。百佳泰提供步骤参考如下:01 进行原始状态Throughput测试数据(即Baseline数据),做为后续修改比较资料。
02 确认基本软件、韧体与OS相关是否正确,或存有已知问题作为判断,可参考以下范例。
◈设备管理器不可出现黄色惊叹号(Yellow Bang),惊叹号代表该装置的驱动程序安装不完全,处于非正常工作状态,可能发生以下情况:
- 网络适配器:使用者无法确定状态是否正常,可能造成Throughput或联机等问题。
- 显示适配器:因驱动装置不完整,可能造成显示适配器频率变动或者一直处于全功率状态,进而对Wi-Fi/Bluetooth频段造成干扰影响。
- USB装置:USB 3.x差分信号频率为2.5GHz,会对Wi-Fi/Bluetooth产生干扰,当未使用时,工作状态需确时关闭,避免影响Wi-Fi/Bluetooth性能。
03 确认天线性能是否符合需求,若未符合就需要进行微调,因为天线是最直接影响高频性能的零件,若天线的操作频率偏移,Throughput数据与传输接收距离随即变差,故需要确认VSWR、Isolation(隔离度)性能参数,或者进一步确认天线场型(Antenna Pattern)。
04 确认噪声(Noise)问题,所谓噪声即是通讯系统不需要的讯号都可称为噪声,噪声包含非该传输系统的标准化讯号、热噪声、频率讯号等,例如Wi-Fi与Bluetooth在同个频率下同时工作,两者互为对方的噪声,噪声会导致Throughput与传输接收距离变差,通常噪声透过两种路径来影响整个系统,分别为:辐射性传导(Radiation)、接触性传导(Conductive)。
◈辐射噪声干扰(Radiation),可能造成的原因如下:
- 确认机构金属屏蔽密合度,是否因结构开孔与缝隙造成噪声泄漏而影响到天线。
- 确认产品内部那些零件噪声辐射强度较高,可进行屏蔽处理(e.g. 覆盖金属屏蔽、金属胶带)。
◈接触性传导噪声干扰(conductive),可能造成的原因如下:
噪声透过电路板上的传输线、零组件传输至每个区块或空间。
以下为百佳泰按照顺序确认,一步一步将问题排除的案例分享
1.待测物原始状态Throughput测试数据(即Baseline数据):
下表为厂商Wi-Fi吞吐量(Throughput)规格,以及第一次原始机台Throughput测试。