一、杂散是什么？——射频世界的“多余信号”
杂散（Spurious Emissions）指射频设备在必要带宽之外产生的、可被抑制且不影响信息传输的离散频率发射。
需特别注意：杂散不等于带外发射，它特指除载频、正常调制边带及邻道以外的辐射，主要包括以下四类：
- 谐波发射：主信号频率的整数倍信号（如1GHz主频产生2GHz、3GHz谐波）；
- 互调产物：多信号在非线性器件中混合生成的和频/差频信号；
- 寄生发射：电路自激、布线寄生参数引发的意外信号；
- 变频产物：混频器等器件工作时产生的额外频率分量。
二、杂散从哪来？——五大核心源头解析
杂散并非凭空出现，其根源集中在射频链路的关键器件与设计缺陷中。
1. 非线性器件的“副作用”
功率放大器（PA）和混频器是最主要的杂散发生器：
功放工作在近饱和区时，单音输入产生谐波，双音输入还会出现交调；
混频器通过非线性混频生成mRF±nLO（射频×本振）系列杂散，本振泄漏更会直接引入干扰。
2. 频率源的“纯净度不足”
锁相环（PLL）构成的频率源易产生五类杂散：
- 参考杂散：电荷泵电流失配、电源退耦不良引发；
- 整数边界杂散：输出频率接近参考频率整数倍时出现（如20MHz参考源在1000.1MHz输出时产生1000MHz杂散）；
- 小数杂散：小数分频比设计导致的鉴相/泵电流干扰；
- 电荷泵杂散：泄漏电流与时钟串扰引发；
- 电源杂散：纹波与共模干扰耦合而入。
3. ADC/DAC的转换“失真”
- ADC（模-数转换）因采样不足产生混叠杂散；
- DAC（数-模转换）受非线性、阻抗失配影响，生成离散干扰信号。
4. 电源系统的“波纹干扰”
DC-DC电源通过开关动作生成固定频率杂散，且开关速度越快、输入输出压差越大，高次谐波越丰富。例如1.8MHz开关频率的DC-DC，其二次谐波可能调制本振信号，导致300MHz杂散超标。
5. 布局与屏蔽的“设计缺陷”
PCB走线过长形成“天线效应”、模拟地与数字地分割不当、屏蔽罩接触不良等，会导致杂散信号泄漏与耦合。2.4GHz设备中，未做阻抗控制的射频走线可能引发数十MHz至GHz级杂散。
三、杂散有何危害？——从设备失灵到系统瘫痪
杂散的危害呈“双向扩散”特征，既影响自身又干扰外界。
1. 对自身设备：性能断崖式下降
FDD（频分双工）系统中，发射端杂散落入接收机频段，直接降低灵敏度。例如手机功放产生的谐波可能导致通话信噪比下降，出现掉线、杂音。
2. 对其他系统：引发“连锁干扰”
- 通信领域：CDMA基站杂散曾导致移动用户单通，手机屏蔽器杂散引发TD-SCDMA基站上行异常；
- 工业场景：传感器受杂散干扰误动作，导致流水线产品报废；
- 医疗设备：MRI受杂散影响出现图像失真，可能延误病情诊断。
四、如何“捕捉”杂散？——测试方法与工具
杂散测试核心工具是频谱仪，关键技巧包括：
- 降低分辨率带宽（RBW）以识别低电平杂散，但需平衡测量时间；
- 利用自动测试模板，快速定位杂散频点与幅度；
- 结合近场探头：定位PCB上的辐射热点，区分传导杂散与辐射杂散。
测试流程可遵循“三步走”：先测传导杂散（断开天线接50Ω负载），再测辐射杂散，最后通过断电排查法锁定源头。
五、杂散治理：从源头抑制到系统优化
针对不同杂散来源，需采取“精准打击”策略。
杂散源头 |
核心抑制方法 |
工程实例 |
功放非线性 |
增加滤波器阶数、优化偏置点避免饱和 |
2.4G设备加π型LC滤波器抑制7.2GHz谐波 |
混频器杂散 |
频率规划（将杂散推至远离主频区）+镜像抑制 |
设计时使mRF±nLO产物避开接收频段 |
PLL杂散 |
调整环路滤波器、优化泵电流与分频比 |
更换低相噪TCXO，降低参考杂散 |
电源杂散 |
π型滤波+LDO隔离、减少纹波 |
用TPS7A47 LDO为PA单独供电 |
布局缺陷 |
50Ω阻抗控制、地平面完整、屏蔽罩接地 |
射频走线过孔背钻，设接地围栏 |
六、总结：杂散不是“玄学”，是可解的工程问题
杂散的本质是“器件非线性+设计不完善”的产物，从PA到电源，从布局到屏蔽，每一步都决定了杂散水平。掌握“定义-定位-抑制”的逻辑链，就能突破射频“玄学”壁垒，设计出高纯净度的射频系统。