(2021年整理)射頻電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試

1、射頻電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試射頻電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對(duì)文中內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)校對(duì)，但是難免會(huì)有疏漏的地方，但是任然希望（射頻電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來(lái)便利。同時(shí)也真誠(chéng)的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進(jìn)步的源泉，前進(jìn)的動(dòng)力。本文可編輯可修改，如果覺(jué)得對(duì)您有幫助請(qǐng)收藏以便隨時(shí)查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績(jī)進(jìn)步，以下為射頻電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試的全部?jī)?nèi)容。一：wifi產(chǎn)品的一般射頻電路設(shè)計(jì) (general rf design in wifi product)2011-01-20 18:

2、18:41寫在前面的話：這篇文章是我結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐編寫而成的,具有一定的實(shí)用性，希望能夠?qū)Υ蠹业脑O(shè)計(jì)工作起到一定的幫助作用。i. 前言這是一篇針對(duì)性很強(qiáng)的技術(shù)文章。在這篇文章中,我只是分析研究了wifi產(chǎn)品的一般射頻電路設(shè)計(jì)，而且主要分析的是atheros 和ralink的解決方案,對(duì)于其他廠商的解決方案并沒(méi)有進(jìn)行研究.這是一篇針對(duì)性很不強(qiáng)的技術(shù)文章。在這篇文章中，我研究，討論了wifi產(chǎn)品中的射頻電路設(shè)計(jì)，包括各個(gè)組成部分，如無(wú)線收發(fā)器，功率放大器，低噪聲放大器，如果把這里的某一部分深入展開討論，都可以寫成一本很厚的書.這篇文章具有一般性。雖然說(shuō)這篇文章主要分析了atheros和r

3、alink的方案,但是這兩家廠商的解決方案很具有代表性，而且具有很高的市場(chǎng)占有率，因此，大部分wifi 產(chǎn)品也必然是具有一致或者類似的架構(gòu).經(jīng)常瀏覽相關(guān)網(wǎng)站的人一定知道，在中國(guó)市場(chǎng)熱賣的無(wú)線路由器，無(wú)線ap很多都是這兩家的解決方案。這篇文章具有一定的實(shí)用性。這篇文章的編寫是基于我們公司的二十余種參考設(shè)計(jì)電路，充分吸收了參考設(shè)計(jì)的精華，并提取其一般性，同時(shí)，本文也重在分析實(shí)際的電路結(jié)構(gòu)和選擇器件時(shí)應(yīng)該注意的問(wèn)題，并沒(méi)有進(jìn)行深入的理論研究，所以，本文具有一定的實(shí)用性。這篇文章是我在自己的業(yè)余時(shí)間編寫的（也可以說(shuō)我用這種方式消磨時(shí)間），如果這篇文章能夠?yàn)榇蠹业墓ぷ鲙?lái)一點(diǎn)幫助,那將是我最高興的事。我

4、平時(shí)喜歡關(guān)注一些業(yè)界的新技術(shù)新產(chǎn)品，但是內(nèi)容太多,沒(méi)有辦法寫在文章中,感興趣的同事可以訪問(wèn)我的博客：。由于時(shí)間有限，編寫者水平更加有限，錯(cuò)誤之處在所難免，歡迎大家批評(píng)指正。第1章. 射頻設(shè)計(jì)框圖做技術(shù)的，講解某個(gè)設(shè)計(jì)的原理時(shí)，都會(huì)從講解框圖開始，本人也不例外，先給大家展示一下wifi產(chǎn)品的一般射頻設(shè)計(jì)框圖。圖1-1 wi-fi產(chǎn)品的一般射頻設(shè)計(jì)框圖如圖1-1所示，一般wi-fi產(chǎn)品的射頻部分由五大部分組成（這是我個(gè)人的見解，不同的工程師可能會(huì)有不同的想法），藍(lán)色的虛線框內(nèi)統(tǒng)一看成是功率放大器部分。無(wú)線收發(fā)器（radio transceiver）一般是一個(gè)設(shè)計(jì)的核心器件之一，除了與射頻電路的關(guān)系

5、比較密切以外，一般還會(huì)與cpu有關(guān)，在這里，我們只關(guān)注其與射頻電路相關(guān)的一些內(nèi)容.發(fā)送信號(hào)時(shí),收發(fā)器本身會(huì)直接輸出小功率的微弱的射頻信號(hào)，送至功率放大器（power amplifier，pa）進(jìn)行功率放大，然后通過(guò)收發(fā)切換器(transmit/receive switch）經(jīng)由天線（antenna）輻射至空間。接收信號(hào)時(shí),天線會(huì)感應(yīng)到空間中的電磁信號(hào)，通過(guò)切換器之后送至低噪聲放大器（low noise amplifier，lna）進(jìn)行放大,這樣,放大后的信號(hào)就可以直接送給收發(fā)器進(jìn)行處理,進(jìn)行解調(diào)。在后續(xù)的講解中，我會(huì)將圖11中的各個(gè)部分逐個(gè)展開,將每一個(gè)都暴露在大家眼前，也會(huì)詳細(xì)講解每一部分的

6、設(shè)計(jì)，相信大家在認(rèn)真仔細(xì)的閱讀這篇文檔之后，就可以對(duì)射頻的各個(gè)組成部分有一個(gè)比較清晰的認(rèn)識(shí).第2章。 無(wú)線收發(fā)器我把無(wú)線收發(fā)器（在本章的以下內(nèi)容中簡(jiǎn)稱收發(fā)器）放在了第一個(gè)模塊，主要原因就是因?yàn)?，它一般?huì)是一個(gè)設(shè)計(jì)的核心器件之一，有的時(shí)候還可能集成在cpu上,就會(huì)是一個(gè)設(shè)計(jì)中的最重要的芯片，同時(shí),理所當(dāng)然，收發(fā)器的重要性決定了它的外圍電路必然很復(fù)雜，實(shí)際上也是如此。而且，如果沒(méi)有參考設(shè)計(jì)，完全由我們自主設(shè)計(jì)的時(shí)候，這顆芯片也是我們應(yīng)該放在第一優(yōu)先的位置去考慮，這顆芯片從根本上決定著整個(gè)設(shè)計(jì)的無(wú)線性能。這樣，這一部分的設(shè)計(jì)講解起來(lái)會(huì)比較困難，可是還是想最先講解這里。收發(fā)器通常會(huì)有很多的管腳，在如圖

7、2-1中,我只給出了射頻電路設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)關(guān)注的管腳，可以看到，有幾個(gè)電源管腳，數(shù)字地,模擬地,射頻輸出，功率放大器增益控制,功率檢測(cè)，溫度檢測(cè)，射頻輸入，低噪聲放大器增益控制,發(fā)射、接收切換等管腳，在接下來(lái)的內(nèi)容中,我會(huì)把這些管腳分模塊逐個(gè)講解.圖21 一般的無(wú)線收發(fā)芯片(射頻電路設(shè)計(jì)相關(guān)）2.1。 無(wú)線收發(fā)器芯片的技術(shù)參數(shù)不同的設(shè)計(jì)，收發(fā)器一般會(huì)很不一樣，我們大多數(shù)時(shí)候都不會(huì)想著去更換它。一般我們選用收發(fā)器,會(huì)直接按照參考設(shè)計(jì)進(jìn)行，盡管如此,我還是像從一個(gè)研發(fā)人的角度出發(fā)，說(shuō)一說(shuō),在選擇無(wú)線收發(fā)器時(shí)應(yīng)該關(guān)注的一些參數(shù)(射頻電路相關(guān)的參數(shù)）。2.1。1。 協(xié)議，頻率，通路與傳輸速率在收發(fā)器的dat

8、asheet中，一般會(huì)在開始的幾段話中就指出該芯片支持哪些協(xié)議，工作在什么頻率上，幾條通路（也就是幾發(fā)幾收），我們公司目前的主打產(chǎn)品設(shè)計(jì)都是支持802.11n的。這三項(xiàng)參數(shù)的重要性想必不用我說(shuō)，大家也應(yīng)該體會(huì)得到，它們參數(shù)決定著最終的產(chǎn)品的功能。一段典型的描述如:the atheros ar9220 is a highly integrated singlechip solution for 2.4ghz and 5ghz 802。11nready wireless local area network （wlans） that enables highperformance 22 mimo

9、configurations for wireless stations applications demanding robust link quality and maximum throughput and range。從這段描述中，我們可以知道，ar9220支持802.11n草案（一般來(lái)說(shuō)都會(huì)兼容802.11b/g）.同時(shí)，ar9220也支持雙頻，2.4ghz和5ghz，這樣，我們就可以得知,它也支持802。11a.22 mimo說(shuō)明ar9220是二發(fā)二收（2t2r）。傳輸速率和協(xié)議及通路密切相關(guān)，感興趣的同事可以查閱相關(guān)資料。從ar9220的datasheet中我們可以得知,20mh

10、z帶寬，最高傳輸速率可以達(dá)到130mbps，40mhz帶寬時(shí),最高的傳輸速率可以達(dá)到300mbps。2.1.2。 調(diào)制方式調(diào)制方式和傳輸速率是密切相關(guān)的,不同的傳輸速率對(duì)應(yīng)著不通的調(diào)制方式。芯片支持的調(diào)制方式一般會(huì)在datasheet的特性描述中給出。例如，ar9220支持的調(diào)制方式有bpsk，qpsk，16qam,64qam,dbpsk,dqpsk，cck.2.1.3. 時(shí)鐘頻率時(shí)鐘頻率，時(shí)鐘頻率包括兩種，收發(fā)器外接晶振的頻率和內(nèi)部倍頻后的工作頻率，這項(xiàng)參數(shù)同樣應(yīng)該是我們關(guān)注的。2。1.4。 輸出功率有一個(gè)現(xiàn)象我一直也弄不清楚，為什么在收發(fā)器的datasheet中不給出其發(fā)射功率？這項(xiàng)參數(shù)對(duì)

11、于我們r(jià)f工程師是很重要的，因?yàn)檫@項(xiàng)參數(shù)決定著后續(xù)功率放大電路的設(shè)計(jì)，我們要保證收發(fā)器的輸出功率足以驅(qū)動(dòng)功率放大器，這樣，我們才能夠設(shè)計(jì)合理有效的放大器.2.1.5。 接收靈敏度和輸出功率一樣,收發(fā)器接收靈敏度這項(xiàng)參數(shù)也不會(huì)在datasheet中給出,在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，有了這項(xiàng)參數(shù)，我們才能合理地設(shè)計(jì)低噪聲放大器的放大倍數(shù)，才能保證低噪聲放大器的輸出可以被收發(fā)器有效的接受。2.1。6. 射頻接口這項(xiàng)參數(shù)關(guān)系著我們后續(xù)的射頻電路的結(jié)構(gòu)。一般來(lái)說(shuō)，收發(fā)器應(yīng)該具有的射頻輸入管腳包括：射頻輸出管腳,功率放大器增益控制管腳，功率放大器輸出功率檢測(cè)輸入管腳，低噪聲放大器增益控制管腳,切換器收發(fā)控制管腳，

12、一般ralink的方案還會(huì)有pa溫度檢測(cè)管腳。2。1.7。 供電電壓與功耗從全局的角度看,供電電壓與功耗同樣會(huì)是我們不得不關(guān)注的技術(shù)參數(shù),這兩項(xiàng)參數(shù)關(guān)系著電源電路的設(shè)計(jì)和散熱的設(shè)計(jì).2。2. 差分射頻信號(hào)的處理2.2.1. 收發(fā)器本身具有的管腳對(duì)于射頻信號(hào)，為了增強(qiáng)收發(fā)器的抗干擾能力，一般會(huì)采用差分信號(hào)的處理方式，也就是說(shuō),收發(fā)器會(huì)以差分形式將信號(hào)發(fā)送出去,同時(shí)外部電路也必須為收發(fā)器提供差分射頻信號(hào)的輸入。如圖2-2所示，紅色方框內(nèi)的四只管腳就是這個(gè)收發(fā)器的差分射頻信號(hào)的輸入，輸出管腳，也是最重要的射頻信號(hào)管腳.圖2-2 收發(fā)器的射頻輸入與輸出管腳這里必須指出的是，atheros的收發(fā)器一般會(huì)

13、同時(shí)對(duì)輸入與輸出做差分處理。但是ralink一般要求外部輸入的信號(hào)是差分的，而自身輸出的射頻信號(hào)則不是差分的.圖23和圖2-4分別給出了rt3052（ralink)和ar9220（atheros）的主要射頻信號(hào)管腳。不難發(fā)現(xiàn)，atheros的設(shè)計(jì)相比ralink要更加細(xì)膩,不只是收發(fā)器芯片，在后續(xù)電路的設(shè)計(jì)中，也會(huì)發(fā)現(xiàn)，atheros考慮的問(wèn)題很周全,我想，這也是我們作為研發(fā)人應(yīng)該具備的一種精神.圖2-3 rt3052的主要射頻信號(hào)管腳圖24 ar9220的主要射頻信號(hào)管腳2。2。2. 收發(fā)器發(fā)送的差分信號(hào)收發(fā)器發(fā)送的差分信號(hào)，我們要想辦法把他們合二為一。為什么要這樣做,收發(fā)器送出的信號(hào)是要給

14、功率放大電路的，功率放大電路處理的是單端信號(hào)。平衡器通常用來(lái)處理差分信號(hào)的問(wèn)題，除此之外，我們知道，電感和電容都能夠改變信號(hào)的相位，從差分信號(hào)到單端信號(hào)，基本的方法就是用電感和電容組成兩條不同的通路，這樣，經(jīng)過(guò)處理電路的兩路信號(hào)就在相位上相差了180，從而可以使原本相位相差180的差分信號(hào)同相，得到單端信號(hào)。相反，使單端信號(hào)通過(guò)兩條不同的通路,就得到了差分信號(hào)。下面讓我們來(lái)分別看一下這兩種方法的電路形式。方法一，使用平衡器.原本相位相差180的差分信號(hào)經(jīng)過(guò)平衡器(balun，俗稱巴倫），就可以得到合二為一的單端射頻信號(hào)。如圖2-5所示，圖中的f1就是一個(gè)平衡器，差分信號(hào)rfout_p和rfou

15、t_n經(jīng)過(guò)f1得到單端信號(hào)rf_out.圖2-5 典型的平衡電路方法二，使用分立元件。典型的使用分立元件的處理電路如圖26所示。圖2-6 典型的分立元件處理電路2。2。3。 平衡器的參數(shù)與選擇在atheros的方案中，平衡器往往使用的很多，我在這里給出平衡器的主要參數(shù)和簡(jiǎn)要的選型指南。如前所述，在我們的wifi產(chǎn)品中，平衡器常用于處理差分信號(hào)，其主要的參數(shù)如下： 不平衡阻抗 平衡阻抗 工作頻率 不平衡端口回波損耗 相位變化 插入損耗 例如,常用的平衡器hhm1711d1典型參數(shù)如圖2-7所示.這樣我們?cè)谠O(shè)計(jì)是就可以根據(jù)我們的需求選擇合適的平衡器了。圖27 hhm1711d1的典型參數(shù)2.2。4

16、. 收發(fā)器接收的差分信號(hào)收發(fā)器接收的信號(hào)來(lái)自于前端的低噪聲放大器，和功率放大器一樣,低噪聲放大器處理的也是單端射頻信號(hào)，這樣，我們必須將低噪聲放大器輸出的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換.同樣，對(duì)于低噪聲放大器的輸出信號(hào)同樣有兩種處理方式：使用平衡器和使用分立元件。atheros的方案中，有些使用平衡器;ralink的方案中，至今還沒(méi)有使用過(guò)。其實(shí)大家也一定想到了，收發(fā)器接收信號(hào)和收發(fā)器發(fā)送信號(hào)差不多就是互為逆過(guò)程，因此電路的結(jié)構(gòu)也差不多是相反的。沒(méi)錯(cuò)，看了下面的實(shí)際電路圖就知道了。先來(lái)介紹使用平衡器的方案。在某實(shí)際案例中,采用了如圖2-8所示的平衡器電路。單端信號(hào)rf_in經(jīng)過(guò)平衡器f5后得到差分的射頻信號(hào)rf

17、in_p和rfin_n。圖2-8 某案例采用的平衡器電路再來(lái)看看采用分立元件實(shí)現(xiàn)的方法，圖2-9是ralink慣用的方式，圖210是atheros常用的處理方式?？梢钥闯?，這兩種設(shè)計(jì)方法大同小異.圖29ralink常用的分立元件信號(hào)處理方式圖210 atheros常用的分立元件信號(hào)處理方式2。3. 收發(fā)器的電源管腳收發(fā)器一般會(huì)有很多個(gè)電源管腳，可以大概分為幾類，從圖2-2也可以看出來(lái)，一般會(huì)具有主電源管腳,核電壓電源管腳，io電源管腳，鎖相環(huán)(phase lock loop，pll）電源管腳等。在射頻電路設(shè)計(jì)中，我們一般會(huì)比較關(guān)注的是模擬電源。對(duì)于射頻電路的供電，如果讓我在線性穩(wěn)壓電源（ldo

18、）和開關(guān)電源（dc/dc）之間選擇，那么我會(huì)毫不猶豫的選擇線性電源。為什么？和開關(guān)電源有仇？的確有仇！直到現(xiàn)在我還清晰得記著在大學(xué)里面的遭遇。一次我為某高校設(shè)計(jì)一款校園廣播設(shè)備，考慮到校園廣播的較大的輸出功率，對(duì)電源的要求也就比較苛刻，我到科技市場(chǎng)轉(zhuǎn)了一圈發(fā)現(xiàn)了一款做工精良的開關(guān)電源，當(dāng)時(shí)我就被這個(gè)家伙華麗的外表欺騙了，毫不猶豫地買了下來(lái)?？墒钱?dāng)我完整設(shè)計(jì)后，接通電源,從收音機(jī)里面?zhèn)鱽?lái)的不是悅耳的音樂(lè)聲,而是令人極度反感的“嗡嗡”聲,巨大的交流聲。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我?guī)缀踅g盡腦汁，把有可能造成問(wèn)題的部分都重新設(shè)計(jì)了，可是問(wèn)題依然沒(méi)有解決。后來(lái)，我突然意識(shí)到：“是不是開關(guān)電源的問(wèn)題？”剛好手頭有

19、一臺(tái)車載電臺(tái)的電源(大功率線性穩(wěn)壓電源），當(dāng)我把這個(gè)電源接上去之后，哇,整個(gè)世界都安靜了!開關(guān)電源害得我不但損失了一些錢,還浪費(fèi)了我大量的時(shí)間，從那以后，我的設(shè)計(jì)再也沒(méi)用過(guò)開關(guān)電源.對(duì)于收發(fā)器的電源管腳,通常的處理方法就是在每個(gè)電源的管腳處都放置一個(gè)0.1uf的電容，耗電比較大的管腳旁，需要放置更大容量的電容，1-10uf或者更大.一般來(lái)說(shuō),收發(fā)器的模擬電源供電和數(shù)字電源供電要用電感或者磁珠隔開，并且一定要在電感或磁珠后放置容量比較大的電容，如果條件允許的話，最好放置電解電容，會(huì)對(duì)電源的性能起到很大的提升作用，同時(shí)并聯(lián)幾個(gè)容量比較小的瓷片電容，就可以濾除不同頻率的交流成分。2.4。 收發(fā)器完整

20、的外圍電路設(shè)計(jì)回想一下，我們?cè)谇懊娴臄⑹鲋兄v解了如何選擇收發(fā)器，收發(fā)器相關(guān)的差分信號(hào)處理，收發(fā)器的電源供給，這三方面的內(nèi)容基本上較完整的覆蓋了收發(fā)器射頻電路設(shè)計(jì)的內(nèi)容，也就是說(shuō),把這三部分弄清楚,基本上就完成了這部分的設(shè)計(jì).想必大家應(yīng)該比較清楚那三部分的結(jié)構(gòu)了，好，讓我們來(lái)試一下，在圖22那個(gè)芯片的外圍放置一些器件,再連上幾條線，完成無(wú)線收發(fā)器及其外圍電路設(shè)計(jì)。在這里，我們對(duì)收發(fā)器輸出的差分信號(hào)用平衡器處理得到單端信號(hào)rfout，來(lái)自低噪聲放大器的接收信號(hào)rfin用分立元件處理得到差分信號(hào)rfin_p，rfin_n。這樣，就得到了如圖2-11所示的原理圖.圖211 完整設(shè)計(jì)的無(wú)線收發(fā)器外圍電路

21、第3章. 功率放大器功率放大器，power amplifier，俗稱pa，主要的作用就是將無(wú)線收發(fā)器（radio transceiver)送來(lái)的射頻信號(hào)進(jìn)行功率放大,保證有足夠大的輸出功率滿足設(shè)計(jì)需求。功率放大器的設(shè)計(jì)是一個(gè)十分專業(yè)的話題，也有很多人，很多高級(jí)的射頻工程師在這方面進(jìn)行過(guò)十分深入的研究，我在這里只針對(duì)我們的wi-fi產(chǎn)品的常用的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行討論.我們的產(chǎn)品中,功率放大器的組成無(wú)非就是一顆芯片配上幾顆外圍的器件，但是在大功率的場(chǎng)合，幾乎不會(huì)有人用集成電路去做功率放大，一般都是用分立元件設(shè)計(jì)出來(lái)的，晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管.在我們目前的所有設(shè)計(jì)中，功率放大器都是用集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如圖31所

22、示，是通常的功率放大器的設(shè)計(jì)框圖。圖31 功率放大器的框圖功率放大器的設(shè)計(jì)會(huì)考慮很多參數(shù)，但主要分為三類：增益，噪聲，非線性。增益，和最終的輸出功率有關(guān),噪聲和非線性關(guān)系著信號(hào)質(zhì)量。我在這里把功率放大器（在本章的以下內(nèi)容中簡(jiǎn)稱功放）分為以下幾個(gè)部分進(jìn)行討論：功放芯片的選擇，功放芯片的供電,輸入回路，輸出回路，功率檢測(cè)，增益控制，溫度檢測(cè)。3。1。1. 功放芯片的管腳功放芯片屬于微波功率器件的范疇，圖32給出了一個(gè)典型的功放芯片的原理圖符號(hào),包括以下管腳：vcc 主電源供電管腳vc1 一級(jí)功率放大供電管腳vc2 二級(jí)功率放大供電管腳rfin 射頻信號(hào)輸入管腳rfout 射頻信號(hào)輸出管腳gain_

23、1 增益控制管腳之一gain_2 增益控制管腳之二power_detect 內(nèi)建功率檢測(cè)輸出管腳圖3-2 典型的功放芯片值得注意的是，gain_1和gain_2是來(lái)自收發(fā)器（transceiver）的控制信號(hào)，是直流電壓，power_detect是功放芯片輸出的發(fā)射功率檢測(cè)值，也是直流電壓,而rfin和rfout是最重要的射頻信號(hào)管腳。3.1.2。 功放芯片的主要廠商在市場(chǎng)上的產(chǎn)品中，功放芯片的供應(yīng)商基本上就是這四家：sige，sst，microsemi，richwave,表31，表32給出了幾個(gè)實(shí)際項(xiàng)目中所采用的功放芯片的型號(hào)。表3-1 atheros的設(shè)計(jì)中采用的功放芯片表3-2 rali

24、nk的設(shè)計(jì)中采用的功放芯片通過(guò)以上表格，我們很容易發(fā)現(xiàn),atheros很喜歡microsemi的芯片,而ralink則比較喜歡richwave和sst的，在bcm4323這個(gè)項(xiàng)目中，使用的功放芯片是sige的,在ap96現(xiàn)在的設(shè)計(jì)中，使用的也是sige的frontend module。3。1.3。 功放芯片的主要參數(shù)功放芯片的選擇是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,在實(shí)際的選擇過(guò)程中，我們一般會(huì)考慮如下的幾項(xiàng)參數(shù)： 工作頻率 小信號(hào)增益 最大線性輸出功率 1db壓縮點(diǎn)輸出功率 誤差向量幅度(evm） 相鄰信道功率比（acpr) 噪聲系數(shù) 是否內(nèi)建功率檢測(cè)功能 是否內(nèi)建增益控制功能 供電電壓 消耗的電流 以上的這

25、些參數(shù),并不是在每顆功放芯片的datasheet中都會(huì)完整給出，有些datasheet只能給出部分參數(shù)。各項(xiàng)參數(shù)的意義想必大家都很清楚，我在這里就不做過(guò)多的解釋了。一個(gè)典型的功放芯片的datasheet（片段）如下：2.3-2.5ghz operationsingle positive supply voltage vcc = 3。3vpower gain 27dbquiescent current 90maevm -30db at pout = +19dbmtotal current 150ma for pout = +19dbmpout +26dbm for 11g ofdm mask c

26、ompliancetotal current 220ma for pout = +23dbm 1 mbps dssson-chip input matchsimple output matchrobust rf input tolerance +5dbmsmall lowcost 3x3x0.9mm3 mlp packagecost reduction over lx5510, lx5510b從以上的敘述中我們了解到，這顆功放芯片的工作頻率是2.3-2.5ghz，采用3。3v單電源供電，靜態(tài)工作電流是90ma，19dbm功率輸出時(shí),evm的值是-30db,等等。功放芯片的性能很重要,當(dāng)然，在滿

27、足性能的前提下,我們會(huì)選擇最便宜的3。2。 功放芯片的供電圖32展示的一般功放芯片有三個(gè)電源管腳，分別是vcc,vc1，vc2,其中的vcc是主電源供電，vc1是芯片內(nèi)部第一級(jí)放大的供電,vc2是芯片內(nèi)部第二級(jí)放大的供電。這里有個(gè)很重要的問(wèn)題需要注意，vc1和vc2 不是簡(jiǎn)單的供電管腳，這兩個(gè)管腳通常不會(huì)直接連接到電源上，一般會(huì)串聯(lián)一個(gè)電感（或者電阻）再連接到電源上，為什么呢？這是因?yàn)檫@是為芯片內(nèi)的功率晶體管(或場(chǎng)效應(yīng)管）供電的管腳，通常在分離元件組成的功率放大電路中,我們都會(huì)看到在晶體管的集電極（或者場(chǎng)效應(yīng)管的漏極）上都串有電感，而電感是不容易集成到芯片中的，這樣，就需要在芯片的外部放置電感

28、,這樣,就得到了典型的功放芯片的供電方式,如圖33所示。圖3-3 典型的功放芯片供電方式除了上面提到的電感的問(wèn)題，另一個(gè)值得注意的就是，功放電路處理的模擬信號(hào)，是正統(tǒng)的模擬電路，因此需要尤其注意其電源要與數(shù)字電路的電源分開.另一個(gè)極為重要的問(wèn)題是，如圖3-3所示,在每個(gè)電源管腳處,都需要放置一個(gè)濾波電容組合,例如vcc管腳處放置的是100pf和1000pf的濾波電容組合，vc1管腳處是10pf的電容。濾波電容的組合形式是這樣的，對(duì)于主電源管腳vcc，需要盡量多地放置不同容量的電容，而且這些電容的容量最好是不同數(shù)量級(jí)的,例如可以這樣組合：10uf+1uf+0.1uf+1000pf+100pf+1

29、0pf，不同容量的電容用于濾除不同頻率成分的擾動(dòng)。對(duì)于vc1和vc2這兩個(gè)管腳,要注意，放置的濾波電容容量要較小，通常在1-10pf。3.3。 輸入回路功放電路的輸入回路一般包括兩個(gè)部分，一個(gè)是帶通濾波器（band pass filter，bpf），一個(gè)是型匹配網(wǎng)絡(luò)，我們分開兩部分來(lái)講。3.3.1。 帶通濾波器我們知道，2。4ghz頻段的子載波有13個(gè),頻率從2.412ghz到2.437ghz，相鄰兩信道之間的頻率間隔是500mhz，很容易理解，從收發(fā)器(transceiver）輸出的信號(hào)包括了從2.412ghz到2.437ghz這樣的一個(gè)頻率帶，因此，為了能夠使有用的信號(hào)順利地進(jìn)入功放芯片，

30、無(wú)用的雜亂信號(hào)被濾除，一般會(huì)在功放芯片的輸入回路上放置一個(gè)帶通濾波器。帶通濾波器有三種實(shí)現(xiàn)方法，一種是使用已經(jīng)設(shè)計(jì)好的專用帶通濾波器，這在ralink的方案中使用的很多；一種是使用分立元件組成的帶通濾波器，這種方法用的不是很多；第三種方法幾乎是atheros專有的，就是印制帶通濾波器，這種濾波器最突出的優(yōu)點(diǎn)就是沒(méi)有成本，最突出的缺點(diǎn)是占用的空間比較大,而且還需要凈空區(qū)，在ap51中就使用了這種濾波器.用分立元件設(shè)計(jì)帶通濾波器需要復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程，也需要較強(qiáng)的數(shù)學(xué)功底，我們?cè)谶@里不進(jìn)行過(guò)多的研究。接下來(lái)我們主要討論如何選擇一款已經(jīng)設(shè)計(jì)好的帶通濾波器.帶通濾波器的參數(shù)并不多，主要有： 輸入阻抗 輸出

31、阻抗 通頻帶 通頻帶內(nèi)的衰減 通頻帶以外的衰減 通常情況下,成品的帶通濾波器，輸入和輸出阻抗都會(huì)控制在50歐姆的標(biāo)稱值，對(duì)于通頻帶相關(guān)特性，一張圖表足以反映出來(lái)。如圖34給出了我們常用的hmd845h的s21參數(shù)與頻率之間的關(guān)系。很明顯，該帶通濾波器的通頻帶為2。4ghz2.5ghz，對(duì)于通頻帶以外的頻率，衰落的很快。圖34 hmd845h的s21參數(shù)3。3。2。 型匹配網(wǎng)絡(luò)匹配，這件事在射頻設(shè)計(jì)中是極其重要的,很多時(shí)候，我們?cè)O(shè)計(jì)或者調(diào)試射頻電路，都是在解決匹配的問(wèn)題，永遠(yuǎn)記住這樣一條經(jīng)典的準(zhǔn)則:共軛匹配傳輸功率最大。型匹配網(wǎng)絡(luò)一般直接放在功放芯片的輸入端,也就是放在rfin這個(gè)管腳處,通常芯

32、片的管腳不會(huì)匹配到50歐姆,我們也不會(huì)知道管腳的輸入特性，這樣的話,型匹配網(wǎng)絡(luò)的必要性就可想而知了。型匹配網(wǎng)絡(luò),顧名思義,形狀很像字母，我們來(lái)看一下實(shí)際的型匹配網(wǎng)絡(luò)。圖3-5給出的是ralink常用的一種型匹配網(wǎng)絡(luò)。圖3-5 ralink常用的型匹配網(wǎng)絡(luò)3.3.3. 完整設(shè)計(jì)的輸入回路以上我們討論了功放電路的輸入回路的兩個(gè)組成部分，帶通濾波器和型匹配網(wǎng)絡(luò)，有了這兩個(gè)部分，我們就可以設(shè)計(jì)一個(gè)完整的輸入回路了.如圖36所示,就是一個(gè)設(shè)計(jì)完整的功放電路輸入回路。圖中的u9就是一款成品的帶通濾波器，而c108，c109和l14就組成了一個(gè)型匹配網(wǎng)絡(luò)。圖36 完整設(shè)計(jì)的功放電路的輸入回路3。4. 輸出回

33、路在輸出回路中，最重要的組成部分（在很多設(shè)計(jì)中也是唯一的組成部分）就是低通濾波器，這時(shí)可能有人會(huì)問(wèn)，為什么這里要用低通濾波器,而不是像輸入回路那樣使用帶通濾波器？原因很簡(jiǎn)單，這里的低通濾波器要解決的主要問(wèn)題時(shí)由于功放引起的高次諧波,如二次諧波，三次諧波甚至更高次數(shù)的諧波，當(dāng)然，低通濾波器還要解決的問(wèn)題就是匹配問(wèn)題.其實(shí)，在射頻電路的設(shè)計(jì)中,匹配的這個(gè)問(wèn)題會(huì)一直伴隨著我們。濾波器的設(shè)計(jì)需要很復(fù)雜的計(jì)算，在這里我不想探討過(guò)多的理論知識(shí),所以，我就不給出如何計(jì)算的方法,只給出一般的低通濾波器的形式。這里需要指出的是，atheros的設(shè)計(jì)一般會(huì)使用三個(gè)元件,而ralink一般會(huì)使用五個(gè)元件.如圖37所

34、示，是ralink常用的濾波器形式.在圖中，c112,c111,c113，c110和c114就組成了一個(gè)低通濾波器，來(lái)自功放芯片的信號(hào)pa_out經(jīng)過(guò)濾波器后得到lpf_out這信號(hào)送至后續(xù)電路。圖3-7 ralink常用的低通濾波器這時(shí)，我們就可以把功放芯片的輸出端與低通濾波器相連接，就得到了一般射頻功率放大電路的完整的輸出回路,如圖3-8所示.圖3-8 完整設(shè)計(jì)的功率放大器輸出回路3.5。 功率檢測(cè)功率檢測(cè)功能在我們的很多設(shè)計(jì)中都可以找到，這項(xiàng)功能可以使無(wú)線收發(fā)器(radio transceiver）時(shí)刻監(jiān)視著功放電路的輸出功率，這樣，當(dāng)功放的輸出功率改變時(shí)，無(wú)線收發(fā)器就可以調(diào)整自身的輸出

35、功率或者改變功放電路的增益，使功放電路的輸出功率穩(wěn)定在一個(gè)固定的值。功率檢測(cè)電路輸出的是直流電壓值，這個(gè)電壓值送給無(wú)線收發(fā)器之后，無(wú)線收發(fā)器自身內(nèi)部進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換，就可以得知功放電路的輸出功率了。功率檢測(cè)實(shí)現(xiàn)的方法通常有兩種，在ralink的設(shè)計(jì)中，通常使用功放芯片自身的功率檢測(cè)功能;在atheros的設(shè)計(jì)中,除了使用功放芯片本身的功率檢測(cè)功能之外,一般還會(huì)有一種atheros特有的設(shè)計(jì)，我們將分成兩部分討論。3。5.1. 芯片內(nèi)建的功率檢測(cè)我們?cè)趫D32中已經(jīng)看到,一般的功放芯片會(huì)有power_detect這樣的一個(gè)管腳，這個(gè)管腳的作用就是用于功率檢測(cè)的。使用芯片內(nèi)建的功率檢測(cè)功能可以簡(jiǎn)化電路

36、設(shè)計(jì)，常見的完整形式如圖39所示。圖39 常見的使用內(nèi)建功率檢測(cè)功能的電路形式3.5.2。 芯片外圍的功率檢測(cè)電路我們?cè)谶@里用單獨(dú)的一節(jié)來(lái)討論外圍的檢測(cè)電路,其實(shí)要講的就是atheros的方案，因?yàn)檫@個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)在是太有個(gè)性了，讓我們來(lái)一起見識(shí)一下吧。如圖3-10所示，就是atheros常用的功率檢測(cè)方案。圖中的pc1就是一個(gè)印制耦合器(printed coupler）,來(lái)自功率放大器的輸出信號(hào)lpf_out經(jīng)過(guò)耦合器，就在2，3腳感應(yīng)到高頻交變電壓，這個(gè)電壓隨著輸出功率的增大而增大l18，l19，d1，c217，r248組成了常規(guī)的整流電路，這樣，就得到了隨著輸出功率的變化而變化的直流電壓pow

37、er_detect，無(wú)線收發(fā)器就可以得到這個(gè)電壓值從而做作出相應(yīng)的動(dòng)作.這里有一點(diǎn)需要注意的是,整流二極管d1一定要選擇工作頻率很高的二極管，例如這個(gè)設(shè)計(jì)中的sms7630的工作頻率就達(dá)10ghz。圖3-10 atheros常用的功率檢測(cè)方案3.6. 增益控制增益控制的作用就是可以改變功放電路的增益，從而能改變輸出功率。改變功率放大器最終輸出功率的方法有兩種，一種是無(wú)線收發(fā)器改變自身的輸出功率，另外一種就是改變功放電路的增益，在這里我們主要關(guān)注后者。通常功放芯片的增益控制管腳會(huì)有兩個(gè)或者兩個(gè)以上，分別改變的是第一級(jí)放大和第二級(jí)放大的增益值，圖311是典型的增益控制原理圖。來(lái)自收發(fā)器的控制信號(hào)p

38、a_gain經(jīng)過(guò)r245和c248組成的rc濾波電路（濾除來(lái)自收發(fā)器的可能的交流成分)通過(guò)兩個(gè)電阻作用于功放芯片的gain_1和gain_2兩個(gè)管腳，從而控制功率放大電路的增益，也控制著最終的輸出功率。圖311 典型的增益控制原理圖3.7. 溫度檢測(cè)溫度檢測(cè)功能在ralink的方案中使用的很多,但是在atheros的方案就未曾見過(guò)。這一功能可以檢測(cè)功放芯片的溫度,防止芯片溫度過(guò)熱而燒毀。另外一個(gè)更加重要的作用就是根據(jù)環(huán)境溫度調(diào)整功放電路的輸出功率。很多情況下,環(huán)境溫度的改變，會(huì)對(duì)功放芯片的輸出功率會(huì)造成比較大的影響,如果無(wú)線收發(fā)器通過(guò)溫度檢測(cè)電路得知當(dāng)前的溫度并適當(dāng)?shù)恼{(diào)整自身的輸出功率或者改變

39、功放的增益，就可以使功放電路在環(huán)境溫度改變時(shí)依然可保持穩(wěn)定的功率輸出,這對(duì)于提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性是有好處的。圖312給出的是ralink的典型的溫度檢測(cè)電路.圖中的rt1是熱敏電阻，當(dāng)環(huán)境溫度改變時(shí)，自身的阻值會(huì)發(fā)生變化，這樣，顯而易見，tmp_det的值就會(huì)發(fā)生變化，這樣,收發(fā)器就可以檢測(cè)到環(huán)境的溫度了。溫度檢測(cè)電路一般會(huì)放置在功放芯片的附近。圖312 ralink常用的溫度檢測(cè)電路3。8. 完整設(shè)計(jì)的功率放大電路在以上的內(nèi)容中,我們討論了功率放大電路的各個(gè)組成部分，現(xiàn)在，讓我們將這些部分組合到一起，就可以完成功率放大電路的設(shè)計(jì)了，如圖313所示。我們來(lái)看一看,試一試能否找出之前的各部分，如果可

40、以，那么你已經(jīng)基本了解wi-fi產(chǎn)品的一般功率放大電路的架構(gòu)了。通常情況下，在功放芯片的datasheet中會(huì)給出一份參考設(shè)計(jì)，這對(duì)于我們的設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)作用。圖313 完整設(shè)計(jì)的射頻功率放大電路第4章。 低噪聲放大器低噪聲放大器在框圖1-1中位于收發(fā)切換器（transmit/receive switch)和無(wú)線收發(fā)器（radio transceiver）之間,對(duì)天線感應(yīng)到的信號(hào)進(jìn)行放大，這樣才能使無(wú)線收發(fā)器進(jìn)行有效的處理?？梢哉f(shuō)，低噪聲放大器的性能直接影響著整個(gè)設(shè)計(jì)的靈敏度。低噪聲放大器的框圖如圖41所示，有四個(gè)部分組成，輸入回路，輸出回路，放大電路，增益控制，在以下的內(nèi)容中,我們將逐個(gè)

41、討論。圖4-1 低噪聲放大器的框圖4。1. 低噪聲的放大器的主要參數(shù)低噪聲放大器,顧名思義，就可以知道其具有極低的噪聲系數(shù)。噪聲系數(shù)的物理含義是：信號(hào)通過(guò)放大器之后，由于放大器產(chǎn)生噪聲,使信噪比變壞；信噪比下降的倍數(shù)就是噪聲系數(shù)。除了噪聲系數(shù)以外,以下幾個(gè)參數(shù)也是我們需要關(guān)注的： 功率增益 增益平坦度 工作頻帶 動(dòng)態(tài)范圍 功率增益主要就指低噪聲放大器的增益能力，增益平坦度描述放大器在工作頻帶內(nèi)頻率變化引起的功率增益的波動(dòng)，工作頻帶就是指放大器的正常工作的頻率范圍,動(dòng)態(tài)范圍是指放大器允許輸入的最小和最大功率范圍。4.2。 低噪聲微波器件的選擇芯片或者晶體管（場(chǎng)效應(yīng)管）的選擇，以下簡(jiǎn)稱微波器件的選

42、擇，往往對(duì)于低噪聲放大器的設(shè)計(jì)起著至關(guān)重要的影響.我們先來(lái)看一看在我們公司的設(shè)計(jì)中，通常選用什么微波器件。表41和表42給出了atheros和ralink常用的低噪聲放大器微波器件。我們不難發(fā)現(xiàn)，這些器件的選擇沒(méi)有太多的共性，我們能看到有四種解決方案，第一種是采用微波三極管來(lái)實(shí)現(xiàn)，第二種是使用專用低噪聲放大器芯片，第三種是集成在前端模塊（frontend module）中,第四種就是不使用低噪聲放大器。我們?cè)谶@里只討論采用晶體管和專用芯片的方法。表4-1 atheros常用的低噪聲放大器微波器件表42 ralink常用的低噪聲放大器微波器件微波器件(晶體管或芯片）的參數(shù)，基本上就決定了低噪聲放

43、大器的性能，我們來(lái)看一下最常用的sga8343的參數(shù)，如圖42所示。圖中給出的參數(shù)包括最大增益，噪聲系數(shù)，s21，工作頻率，供電電壓，消耗的電流等等。對(duì)于專用的低噪聲放大器芯片，參數(shù)也基本如此，在這里我們就不詳細(xì)說(shuō)了。圖4-2 sga-8343的參數(shù)表4。3。 輸入回路和功率放大器一樣,低噪聲放大器的輸入回路中也會(huì)有匹配網(wǎng)絡(luò)，但是atheros好像是不走尋常路，很少看到低噪放的輸入匹配網(wǎng)絡(luò)，而ralink則不一樣，幾乎在每個(gè)設(shè)計(jì)中都中規(guī)中矩的使用型匹配網(wǎng)絡(luò)，如圖43所示，就是ralink常用的型匹配網(wǎng)絡(luò),我個(gè)人是比較推崇這種做法的.有了匹配網(wǎng)絡(luò)，我們可以最大限度的保證我們的設(shè)計(jì)是高性能的,也就

44、是high-performance.圖4-3 ralink常用的型匹配網(wǎng)絡(luò)4.4。 輸出回路和輸入回路一樣,輸出回路通常也會(huì)放置匹配網(wǎng)絡(luò),同樣，atheros一般還是不這樣做,他們最多會(huì)放置一個(gè)專有的印制帶通濾波器（printed band pass filter)，ralink的輸出回路上的型匹配網(wǎng)絡(luò)基本上會(huì)輸入回路上的一致，在這里不給出具體的形式了。4.5。 電源與增益控制增益控制的作用是很明顯的，當(dāng)接收到的信號(hào)強(qiáng)度較低時(shí),我們可以提高低噪聲放大器的增益，保證信號(hào)可以正常被接收；當(dāng)接收信號(hào)的強(qiáng)度較高時(shí)，可以降低低噪聲放大器的增益，以免造成信號(hào)阻塞.這就是所謂的自動(dòng)增益控制（auto gai

45、n control,agc）同樣，這對(duì)于提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，是很重要的。我為什么要把電源與增益控制放在同一節(jié)呢？因?yàn)榈驮肼暦糯笃鞯脑鲆媸且揽扛淖児╇婋妷簛?lái)實(shí)現(xiàn)的,這樣就很容易理解了。學(xué)過(guò)模擬電路的都會(huì)知道,三極管放大電路的放大倍數(shù)和供電電壓有密切關(guān)系,對(duì)于芯片說(shuō)也同樣如此。圖4-4給出了常見的增益控制的電路形式。圖中的lna_gain既是來(lái)自無(wú)線收發(fā)器（radio transceiver）增益控制信號(hào)，又是低噪聲放大器的供電電源，c104是濾波電容，顯而易見，低噪聲放大器的增益直接與lna_gain的電壓有關(guān).圖44 常見的增益控制的電路形式4。6。 完整設(shè)計(jì)的低噪聲放大器在這里，我要向大家展示

46、的是一款設(shè)計(jì)十分細(xì)膩的低噪聲放大器，這也是我見過(guò)的設(shè)計(jì)最為優(yōu)秀的低噪聲放大器，就是來(lái)自某實(shí)際案例中的2。4ghz頻段的放大器，讓我們來(lái)一同領(lǐng)略它的風(fēng)采，如圖45所示。圖中的lna_gain是來(lái)自無(wú)線收發(fā)器（radio transceiver)的增益控制信號(hào)，放大器使用的晶體管就是最常用的sga-8343，r238，r239，r240是基極的偏置電阻，c219，l20，c220組成了低通濾波器,來(lái)自切換芯片（switch）的lna_in通過(guò)低通濾波器之后經(jīng)由c218耦合至低噪聲放大器，q2與c221，l51，c214，r240，c210，r239，r238，c211，r241，c215，l52組

47、成了共射極放大電路,最終輸出rfin送至收發(fā)器進(jìn)行處理。尤其值得我們注意的是，在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)處,都放置了濾波電容，這樣，就可以最大限度的消除任何可能的噪聲，從而實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)秀的低噪聲放大電路。圖4-5 某實(shí)際案例中設(shè)計(jì)精良的低噪聲放大器第5章。 收發(fā)切換電路收發(fā)切換電路實(shí)現(xiàn)的功能就是進(jìn)行發(fā)射與接收的切換，通常其最重要的組成部分就是一顆芯片，我們分成四個(gè)部分來(lái)討論：芯片的選擇，發(fā)射與接收回路，天線回路，控制管腳的處理。5.1。 切換芯片的選擇切換芯片在結(jié)構(gòu)上，通常就是一個(gè)單刀雙擲的開關(guān)，開關(guān)擲向哪一邊決定于加在控制管腳上的電壓.切換芯片的典型內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5-1所示。圖5-1 切換芯片典型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在

48、選擇切換芯片時(shí)，我們主要關(guān)注以下幾個(gè)參數(shù)： 工作頻率 切換速度 關(guān)斷的隔離度 導(dǎo)通的衰減 能夠承受的功率 控制電壓 功率消耗 有一個(gè)比較奇怪的現(xiàn)象時(shí)我們很少看到在datasheet中提到切換速度這樣的參數(shù)。在絕大多數(shù)設(shè)計(jì)中,幾乎無(wú)一例外的使用了nec公司的upg2179作為切換芯片（switch），其典型參數(shù)如圖52 所示。圖52 切換芯片的典型參數(shù)5。2. 發(fā)射與接收回路切換芯片位于靠近天線的地方，決定著天線作為發(fā)射天線還是作為接收天線。功率放大器和低噪聲放大器都會(huì)直接與切換芯片相連,這樣，發(fā)射與接收回路上的匹配就是必不可少的。關(guān)注一下atheros和ralink的方案，會(huì)發(fā)現(xiàn)，athero

49、s會(huì)在發(fā)射回路上放置型匹配網(wǎng)絡(luò)，但是ralink則不會(huì)，一般就是通過(guò)電容直接耦合。如圖5-3所示，就是atheros的典型發(fā)射與接收回路sw10就是那顆切換芯片.lpf_out是來(lái)自功率放大器的輸出信號(hào)，r186，c121與r194組成了型匹配網(wǎng)絡(luò)，lna_in是送至低噪聲放大器的信號(hào)，switch_tx與swicth_rx這兩個(gè)信號(hào)的組合就控制著是打開發(fā)射通路還是打開接收通路。圖53 atheros的典型的發(fā)射與接收回路5.3. 天線回路在54中我們已經(jīng)看到，在atheros的方案中,會(huì)在天線回路中放置一個(gè)印制濾波器（printed filter）,圖中的pf1就是atheros專有的印制濾

50、波器。同樣，ralink一般也不會(huì)在天線回路中設(shè)置濾波器或匹配電路.5.4。 控制信號(hào)的處理我們已經(jīng)知道，圖54中的switch_tx和switch_rx是來(lái)自無(wú)線收發(fā)器（radio transceiver)的控制信號(hào)，是直流電壓，這樣，為了穩(wěn)定這個(gè)電壓值，避免造成切換器的誤動(dòng)作，我們一般會(huì)在控制通路上串聯(lián)一個(gè)電阻（或電感)，一般是小于1k的電阻,并且在控制管腳的位置放置濾波電容（1-10pf），這樣,我們就可以很好的保證切換芯片沒(méi)有誤動(dòng)作,從而，我們就得到了如圖54所示的完整的切換電路的設(shè)計(jì)。圖54 完整設(shè)計(jì)的切換電路第6章。 天線與天線連接器在這一章里,我要講的不是天線的設(shè)計(jì)，因?yàn)槟壳拔疫€

51、不太懂天線設(shè)計(jì)，而且天線設(shè)計(jì)是一個(gè)十分專業(yè)和復(fù)雜的學(xué)科。在這里我想要說(shuō)的其實(shí)就只是一個(gè)問(wèn)題：一定要在天線或者天線連接器的附近放置一個(gè)型匹配網(wǎng)絡(luò)，這一點(diǎn)是我們做射頻設(shè)計(jì)的人必須要牢記的事實(shí).看一下atheros 和ralink的方案，會(huì)發(fā)現(xiàn)型匹配網(wǎng)絡(luò)是必不可少的，典型的設(shè)計(jì)如圖61所示。圖61 典型的天線連接器電路設(shè)計(jì)第7章。 完整設(shè)計(jì)的射頻電路在前面幾章的內(nèi)容中，我們分成五章分別講解了射頻電路的無(wú)線收發(fā)器（radio transceiver），功率放大電路（power amplifier，pa），低噪聲放大器（low noise amplifier，lna），收發(fā)切換電路（transmit/r

52、eceive switch)，天線與天線連接器（antenna and connector）,在每章的最后一節(jié)，我們都給出了每一部分的完整設(shè)計(jì).我想你已經(jīng)知道了-沒(méi)錯(cuò),只要把我們每個(gè)部分的完整設(shè)計(jì)組合在一起，那么我們就得到了wi-fi產(chǎn)品的一般射頻電路的完整設(shè)計(jì)，我們不要急，我們?cè)賮?lái)回顧一下在本文一開始提到的射頻設(shè)計(jì)框圖,如圖71。相信大家這時(shí)一定已經(jīng)可以把每一個(gè)部分細(xì)化，得到更加詳細(xì)的射頻設(shè)計(jì)框圖.圖7-1 射頻設(shè)計(jì)框圖通過(guò)前面的討論，我們已經(jīng)知道，功率放大器是由帶通濾波器,型匹配網(wǎng)絡(luò)，功率微波器件，增益控制,供電電路,功率檢測(cè)，溫度檢測(cè)低通濾波器這些部分組成的；低噪聲放大器是由型匹配網(wǎng)絡(luò)，

53、低噪聲放大電路和增益控制組成的；收發(fā)切換器是由型匹配網(wǎng)絡(luò)，切換芯片，濾波器組成的；天線和連線連接器部分是由型匹配網(wǎng)絡(luò)和連接器組成的.于是，我們得到了wi-fi產(chǎn)品一般射頻電路的詳細(xì)框圖,如圖7-2所示。圖72 射頻設(shè)計(jì)詳細(xì)框圖現(xiàn)在，讓我們將各個(gè)模塊的詳細(xì)電路圖，看看我們得到了什么.沒(méi)錯(cuò)，我們得到了完整的設(shè)計(jì)圖,如圖73所示.在這個(gè)原理圖中,我們?cè)O(shè)計(jì)的是一收一發(fā)的情況，如果是二發(fā)二收，那么原理圖就是兩個(gè)圖73,復(fù)制而已。圖7-3 完整詳細(xì)的原理圖iii。 下一版精彩內(nèi)容預(yù)告在下一版中，我將設(shè)計(jì)一個(gè)虛擬案例中的射頻電路，那將是在沒(méi)有參考設(shè)計(jì)的情況下進(jìn)行設(shè)計(jì)。這聽起來(lái)似乎有些瘋狂,但是我覺(jué)得是可以實(shí)

54、現(xiàn)的，因?yàn)槲覀冇兄R(shí),有智慧.在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我將首先從prd出發(fā),找到和射頻設(shè)計(jì)有關(guān)的參數(shù),然后進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，將密切配合理論計(jì)算與ads仿真，最終完成完整的射頻電路的設(shè)計(jì)。在下一版中，我也會(huì)用一章的內(nèi)容去講解frontend module的使用。更多精彩內(nèi)容敬請(qǐng)關(guān)注wifi產(chǎn)品的一般射頻電路設(shè)計(jì)第二版(general rf design in wi-fi product， edition 2）。認(rèn)真讀過(guò)這篇文章的人有福了.二：wifi產(chǎn)品射頻電路調(diào)試經(jīng)驗(yàn)談20110120 19：09:10這份文檔是生花通信的一線射頻工程師總結(jié)了的wifi產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中的一些射頻調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，記錄并

55、描述在實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)中遇到并解決問(wèn)題的過(guò)程。1 前言這份文檔總結(jié)了我工作一年半以來(lái)的一些射頻(radio frequency）調(diào)試（以下稱為debug)經(jīng)驗(yàn),記錄的是我在實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)中遇到并解決問(wèn)題的過(guò)程.現(xiàn)在我想利用這份文檔與大家分享這些經(jīng)驗(yàn)，如果這份文檔能夠?qū)Υ蠹业墓ぷ髌鸬揭欢ǖ膸椭饔?那將是我最大的榮幸。個(gè)人感覺(jué)，debug過(guò)程用的都是最簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)知識(shí)，如果能夠?qū)f的基礎(chǔ)知識(shí)有極為深刻(注意，是極為深刻)的理解，我相信,所有的bug解起來(lái)都會(huì)易如反掌.同樣，我的這篇文檔也將會(huì)以最通俗易懂的語(yǔ)言，講述最通俗易懂的debug技巧。在本文中，我盡量避免寫一些空洞的理論知識(shí)，但是第二章的內(nèi)容除

56、外。“微波頻率下的無(wú)源器件”這部分的內(nèi)容截取自我尚未完成的“長(zhǎng)篇大論wi-fi產(chǎn)品的一般射頻電路設(shè)計(jì)（第二版）.我相信這份文檔有且不只有一處錯(cuò)誤，如果能夠被大家發(fā)現(xiàn),希望能夠提出，這樣我們就能夠共同進(jìn)步.2 微波頻率下的無(wú)源器件在這一章中，主要講解微波頻率下的無(wú)源器件。一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題:一個(gè)1k的電阻在直流情況下的阻值是1k，在頻率為10mhz的回路中可能還是1k，但是在10ghz的情況下呢？它的阻值還會(huì)是1k嗎?答案是否定的。在微波頻率下，我們需要用另外一種眼光來(lái)看待無(wú)源器件。2.1。 微波頻率下的導(dǎo)線微波頻率下的導(dǎo)線可以有很多種存在方式,可以是微帶線，可以是帶狀線，可以是同軸電纜，可以是元件的引腳等等。2。1。1. 趨膚效應(yīng)在低頻情況下,導(dǎo)線內(nèi)部的電流是均勻的，但是在微波頻率下,導(dǎo)線內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場(chǎng)，這種磁場(chǎng)迫使電子向?qū)w的邊緣聚集，從而使電流只在導(dǎo)線的表面流動(dòng)，這種現(xiàn)象就稱為趨膚效應(yīng)。趨膚效應(yīng)導(dǎo)致導(dǎo)線的電阻增大，結(jié)果會(huì)怎樣?當(dāng)信號(hào)沿導(dǎo)體傳輸時(shí)衰減會(huì)很嚴(yán)重。在實(shí)際的高頻場(chǎng)合，如收音機(jī)的感應(yīng)線圈，為了減少趨膚效應(yīng)造成的信號(hào)衰減,通常會(huì)使用多股導(dǎo)線并排繞線，而不會(huì)使用單根的導(dǎo)線。我們通常用趨膚深度來(lái)描述趨膚效應(yīng)。趨膚深度是頻率與導(dǎo)線本身共同的作用，在這里我們不會(huì)作深入的討論。2。1。2。