射频电路调试测试流程
射频电路调试测试流程（准备阶段）
射频电路的调试作为通信整机研发工作中的重要一环，工作量非常大，几乎所有电路都需要调试，为了提高效率，需要对调试环境、调试方法等进行规范。
环境准备如下
1、防静电
佩戴“静电手环”，并良好接地，若着化纤、羊毛、羽绒服装，外层需加穿防静电服，或防辐射服；小功率、低电压、高频率、小封装的器件均ESD敏感，最容易被ESD击穿的射频器件：RF开关，其次是LNA；所有仪器，开机使用前必须将机壳良好接地；2、电源
稳压电源接入负载前，先校准输出电压，电压等于负载的额定电压；
3、仪器保护
为安全起见：只要射频功率大于20dBm，射频信号源（30dBm）、频谱分析仪(27dBm)、信号源分析仪（23dBm）输入端必须级联同轴衰减器，一般情况下，5W 5dB衰减器为常态配置，若测试功放模块需根据实际输出功率大小配置合适的衰减器；
4、仪器设置
射频信号源：Keysight输出功率<13dBm，R&S输出功率<18dBm，若超出，输出功率可能小于显示值，需实测并进行补偿；
频谱分析仪：屏幕显示的有效动态范围，FSV约70dB，FSW约80dB；仪器的线性输入功率<-3dBm，超出会恶化待测IM3（ACLR）、谐波，应选择合适的内部/外部衰减值；
矢量网络分析仪：仪器的IF带宽决定噪声，测无源器件的带外抑制，应适当降低IF带宽；调测任何电路，必须保证输出功率 5、工具准备 恒温烙铁、热风枪； 线缆检查 柔性同轴电缆最容易损坏的部位：与连接器相连处，使用前先检查； 半柔同轴电缆最容易损坏的部位：外导体有裂痕，使用前先检查； 电路连接方式 馈电 6、电流、电压测定 从限流电阻采样，计算V/R得到电流值； 电压测试点靠近电源输入端、输出端； 直流馈电导线需根据实际工作电流进行合理选择。对于一般数字芯片的供电，电流不大，使用0.5mm的细航空线即可，对于功放等大功率模块来说，工作电流最大可能达到几A甚至十几A，需要选择耐流值合适的导线。 7、测试点选取 射频（<3GHz） 将射频电路输入级隔直电容之前某器件断开，开口电缆接入激励仪器； 将射频电路输出级隔直电容之后某器件断开，开口电缆接到测量仪器； 射频电缆开口长度：<最短波长的1/100； 射频（>3GHz）若条件允许： 1、将整块PCB图以模块（LNA、Mixer、PA）为单位分割成若干小PCB图，输入/输出以 微带SMA形式引出，PCB介质、厚度与大PCB一致； 2、先分别调试小PCB匹配，再用同样匹配方法调试整块PCB； 若条件不允许： 使用耦合探头，在线调测；>5GHz完全用分布参数； 射频电路调试测试流程（实测阶段） 1、滤波器部分 二端口矢量网络仪，测S11/S22（互易）、S21，扫描功率不限； 用微扰法（借助磁棒、铜/铝片），调电感、电容，改变零极点； 若微扰变优，则器件值需要调整； 循环多次，完成调试； 2、LNA部分 先测电源工作电压和工作电流，符合标称值，方可进入下一步； 二端口矢量网络仪，测S11、S22、S21/S12，扫描功率=-20dBm； 调试过程中若发现S11/S22>0，说明自激，先消除自激后，再往下进行； 用微扰法（借助磁棒，铜/铝片），调电感、电容，观察S11、S22曲线； 若微扰变优，则器件值需要调整； S11→S22→S21/S12，循环多次，若符合标称值，调试完成； 3、Mixer部分 两台仪器：射频信号源，二端口矢量网络仪，频谱分析仪； 射频信号源输出功率=LO标称功率，矢量网络仪扫描功率=-20dBm； 先测电源工作电压，工作电流，符合标称值，方可进入下一步； RF/IF先端接50Ω。 用微扰法，匹配LO端，观察S11曲线； 用微扰法，匹配RF端，观察S11曲线； 用微扰法，匹配IF端，观察S11曲线； 循环多次，然后测出变频损耗。若符合标称值，调试完成； 4、DDS部分 先测电源工作电压和工作电流，符合标称值，方可进入下一步； 输入时钟非常重要，幅度、谐波、杂散、相位噪声直接影响输出相位噪声指标； 调时钟输入端匹配，影响时钟幅度； 调DDS输出端匹配，影响DDS输出谐波杂散； 5、PLL+VCO部分 先测电源工作电压和工作电流，符合标称值，方可进入下一步； VCO输出幅度是否符合标称值，电源是否干净影响VCO输出杂散； REF CLK非常重要，幅度、谐波、杂散、相位噪声直接影响输出相位噪声指标； 调RF输入端匹配，可能影响pulling frequency及换频时间； 为降低pulling frequency ，VCO输出端与LO之间要有足够隔离； 低通环路相位余量在换频时间与相位噪声之间平衡； 6、检波部分 先测电源工作电压和工作电流，符合标称值，方可进入下一步； 调输入端匹配，观察S11曲线，扫描功率=-20dBm； 射频信号源施加激励，检波电压值=检波曲线标称值±3dB*检波斜率； 信号源AM调制，调制频率=符号率，调制度80%，用示波器观察RC低通滤波后波形，（峰值-估值）/检波斜率<3dB，检波输出时延<1符号周期； 7、AMP部分 测量管子各级对地电阻，确保管芯没有损坏 测试静态工作点观察电压和电流的值，符合标称值，方可进入下一步； 小信号测量，将功放输入端接矢网port 1，输出端接衰减器后再接入port 2（设置衰减器补偿），给功放加电，观察S11和S21是否满足设计需求 大信号测量，当AMP饱和输出功率>35dBm，若自激，输入端功率可能会大于25dBm。 用频谱分析仪（级联衰减器）观察AMP是否自激，必须稳定，方可进入下一步； 将信号源初始输入功率设为很小的值（-20dBm左右），逐渐增大，观察输出功率增大情况以及电流增大情况，直至饱和点（一般为1dB压缩点）。观察频谱仪，记录各次频谱及漏极电流，收集数据，计算饱和输出功率、增益、谐波和效率等指标。 线性度测试。测量ACPR及EVM，用功率计测输出端VSWR； 8、天线部分 最基本的指标就是S11； 近场范围内净空，接地板大小符合设备安装实情，地板与大地之间耦合电容100pF； 调测S11； 双天线收发闭环，测EVM； 9、控制部分 示波器的模拟带宽>脉宽倒数（时钟频率）的5倍（否则显示的脉冲变形，上升/下降沿变缓）； 测逻辑是否争正确，电平是否符合标准，上升、下降时间是有符合要求 改变端接电阻值，使过冲幅度符合要求； 检查是否存在串扰； 射频电路调试测试流程（准备阶段） 射频电路的调试作为通信整机研发工作中的重要一环，工作量非常大，几乎所有电路都需要调试，为了提高效率，需要对调试环境、调试方法等进行规范。 环境准备如下 1、防静电 佩戴“静电手环”，并良好接地，若着化纤、羊毛、羽绒服装，外层需加穿防静电服，或防辐射服；小功率、低电压、高频率、小封装的器件均ESD敏感，最容易被ESD击穿的射频器件：RF开关，其次是LNA；所有仪器，开机使用前必须将机壳良好接地；2、电源 稳压电源接入负载前，先校准输出电压，电压等于负载的额定电压； 3、仪器保护 为安全起见：只要射频功率大于20dBm，射频信号源（30dBm）、频谱分析仪(27dBm)、信号源分析仪（23dBm）输入端必须级联同轴衰减器，一般情况下，5W 5dB衰减器为常态配置，若测试功放模块需根据实际输出功率大小配置合适的衰减器； 4、仪器设置 射频信号源：Keysight输出功率<13dBm，R&S输出功率<18dBm，若超出，输出功率可能小于显示值，需实测并进行补偿； 频谱分析仪：屏幕显示的有效动态范围，FSV约70dB，FSW约80dB；仪器的线性输入功率<-3dBm，超出会恶化待测IM3（ACLR）、谐波，应选择合适的内部/外部衰减值； 矢量网络分析仪：仪器的IF带宽决定噪声，测无源器件的带外抑制，应适当降低IF带宽；调测任何电路，必须保证输出功率 射频电路调试经验及问题分析 1前言 文档总结了我工作一年半以来的一些射频（Radio Frequency）调试（以下称为Debug）经验，记录的是我在实际项目开发中遇到并解决问题的过程。现在我想利用这份文档与大家分享这些经验，如果这份文档能够对大家的工作起到一定的帮助作用，那将是我最大的荣幸。 个人感觉，Debug过程用的都是最简单的基础知识，如果能够对RF的基础知识有极为深刻（注意，是极为深刻）的理解，我相信，所有的Bug解起来都会易如反掌。同样，我的这篇文档也将会以最通俗易懂的语言，讲述最通俗易懂的Debug技巧。 在本文中，我尽量避免写一些空洞的理论知识，但是第二章的内容除外。“微波频率下的无源器件”这部分的内容截取自我尚未完成的“长篇大论”——Wi-Fi产品的一般射频电路设计（第二版）。 我相信这份文档有且不只有一处错误，如果能够被大家发现，希望能够提出，这样我们就能够共同进步。 2微波频率下的无源器件 在这一章中，主要讲解微波频率下的无源器件。一个简单的问题：一个1K的电阻在直流情况下的阻值是1K，在频率为10MHz的回路中可能还是1K，但是在10GHz的情况下呢？它的阻值还会是1K吗？答案是否定的。在微波频率下，我们需要用另外一种眼光来看待无源器件。 2.1.微波频率下的导线 微波频率下的导线可以有很多种存在方式，可以是微带线，可以是带状线，可以是同轴电缆，可以是元件的引脚等等。 2.1.1.趋肤效应 在低频情况下，导线内部的电流是均匀的，但是在微波频率下，导线内部会产生很强的磁场，这种磁场迫使电子向导体的边缘聚集，从而使电流只在导线的表面流动，这种现象就称为趋肤效应。趋肤效应导致导线的电阻增大，结果会怎样？当信号沿导体传输时衰减会很严重。在实际的高频场合，如收音机的感应线圈，为了减少趋肤效应造成的信号衰减，通常会使用多股导线并排绕线，而不会使用单根的导线。我们通常用趋肤深度来描述趋肤效应。趋肤深度是频率与导线本身共同的作用，在这里我们不会作深入的讨论。 2.1.2.直线电感 我们知道，在有电流流过的导线周围会产生磁场，如果导线中的电流是交变电流，那么磁场强度也会随着电流的变化而变化，因此，在导线两端会产生一个阻止电流变化的电压，这种现象称之为自感。也就是说，微波频率下的导线会呈现出电感的特性，这种电感称为直线电感。也许你会直线电感很微小，可以忽略，但是我们将会在后面的内容中看到，随着频率的增高，直线电感就越来越重要。 电感的概念是非常重要的，因为微波频率下，任何导线（或者导体）都会呈现出一定的电感特性，就连电阻，电容的引脚也不例外。 2.2.微波频率下的电阻 从根本上说，电阻是描述某种材料阻碍电流流动的特性，电阻与电流，电压的关系在欧姆定律中已经给出。但是，在微波频率下，我们就不能用欧姆定律去简单描述电阻，这个时候，电阻的特性应经发生了很大的变化。 2.2.1.电阻的等效电路 电阻的等效电路。其中R就是电阻在直流情况下电阻自身的阻值，L是电阻的引脚，C 因电阻结构的不同而不同。我们很容易就可以想到，在不同的频率下，同一个电阻会呈现出不同的阻值。想想平时在我们进行Wi-Fi产品的设计，几乎不用到直插的元件（大容量电解 Wi-Fi产品射频电路调试经验 https://www.wendangku.net/doc/012451962.html,/article/11-04/422921302067041.html?sort=1111_1119_1438_0 2011-04-06 13:17:21 来源：电子发烧友 关键字：Wi-Fi 射频电路调试经验 这份文档是生花通信的一线射频工程师总结了的Wi-Fi产品开发过程中的一些射频调试经验，记录并描述在实际项目开发中遇到并解决问题的过程。 1 前言 这份文档总结了我工作一年半以来的一些射频（Radio Frequency）调试（以下称为Debug）经验，记录的是我在实际项目开发中遇到并解决问题的过程。现在我想利用这份文档与大家分享这些经验，如果这份文档能够对大家的工作起到一定的帮助作用，那将是我最大的荣幸。 个人感觉，Debug过程用的都是最简单的基础知识，如果能够对RF的基础知识有极为深刻（注意，是极为深刻）的理解，我相信，所有的Bug解起来都会易如反掌。同样，我的这篇文档也将会以最通俗易懂的语言，讲述最通俗易懂的Debug技巧。 在本文中，我尽量避免写一些空洞的理论知识，但是第二章的内容除外。“微波频率下的无源器件”这部分的内容截取自我尚未完成的“长篇大论”——Wi-Fi产品的一般射频电路设计（第二版）。 我相信这份文档有且不只有一处错误，如果能够被大家发现，希望能够提出，这样我们就能够共同进步。 2 微波频率下的无源器件 在这一章中，主要讲解微波频率下的无源器件。一个简单的问题：一个1K的电阻在直流情况下的阻值是1K，在频率为10MHz的回路中可能还是1K，但是在10GHz的情况下呢？它的阻值还会是1K吗？答案是否定的。在微波频率下，我们需要用另外一种眼光来看待无源器件。 2.1. 微波频率下的导线 微波频率下的导线可以有很多种存在方式，可以是微带线，可以是带状线，可以是同轴电缆，可以是元件的引脚等等。 2.1.1. 趋肤效应 在低频情况下，导线内部的电流是均匀的，但是在微波频率下，导线内部会产生很强的磁场，这种磁场迫使电子向导体的边缘聚集，从而使电流只在导线的表面流动，这种现象就称为趋肤效应。趋肤效应导致导线的电阻增大，结果会怎样？当信号沿导体传输时衰减会很严重。 在实际的高频场合，如收音机的感应线圈，为了减少趋肤效应造成的信号衰减，通常会使用多股导线并排绕线，而不会使用单根的导线。 实验三RFID标签的设计、制作及测试一、【实验目的】 在实际的生产过程中，RFID电子标签在设计并测试完成后，都是在流水线上批量制造生产的。为了让学生体会RFID标签天线设计的理念和工艺，本实验为学生提供了一个手工蚀刻制作RFID电子标签的平台，再配合微调及测试，让学生在亲自动手的过程中，不断地尝试、提炼总结，从而使学生对RFID标签天线的设计及生产工艺，有进一步深刻的理解。 二、【实验仪器及材料】 计算机一台、HFSS软件、覆铜板、Alien Higgs芯片、热转印工具、电烙铁、标签天线实物，UHF测试系统，皮尺 三、【实验内容】 第一步（设计）：从UHF标签天线产品清单中，挑选出一款天线结构，或者自己设计一款标签天线结构，进行HFSS建模画图 第二步（制作）：将第一步中设计好的标签模型用腐蚀法进行实物制作 第三步（测试）：利用UHF读写器测试第二步中制作的标签实物性能 四、【实验要求的知识】 下图是Alien（意联）公司的两款标签天线，型号分别为ALN-9662和ALN-9640。这两款天线均采用弯折偶极子结构。弯折偶极子是从经典的半波偶极子结构发展而来，半波偶极子的总长度为波长的一半，对于工作在UHF频段的半波偶极子，其长度为160mm，为了使天线小型化，采用弯折结构将天线尺寸缩小，可以适用于更多的场合。ALN-9662的尺寸为70mm x 17mm，ALN-9640的尺寸为94.8mm x 8.1mm，之所以有不同的尺寸是考虑到标签的使用情况和应用环境，因为天线的形状和大小必须能够满足标签顺利嵌入或贴在所指定的目标上，也需要适合印制标签的使用。例如，硬纸板盒或纸板箱、航空公司行李条、身份识别卡、图书等。 ALN-9662天线版图 ALN-9640天线版图 射频导纳物位计原理 FB8051系列为通用型连续物位仪表，适用于大多数场合。仪表由一电路单元和杆式或缆式传感元件组成，传感器可选多种材质，可整体或分体式安装。用于连续测量。 ★工作原理 射频导纳物位控制技术是一种从电容式物位控制技术发展起来的，防挂料、更可靠、更准确、适用性更广的物位控制技术，“射频导纳”中“导纳”的含义为电学中阻抗的倒数，它由阻性成分、容性成分、感性成分综合而成，而“射频”即高频，所以射频导纳技术可以理解为用高频测量导纳。高频正弦振荡器输出一个稳定的测量信号源，利用电桥原理，以精确测量安装在待测容器中的传感器上的导纳，在直接作用模式下，仪表的输出随物位的升高而增加。射频导纳技术与传统电容技术的区别在于测量参量的多样性、驱动三端屏蔽技术和增加的两个重要的电路，这些是根据在实践中的宝贵经验改进而成的。上述技术不但解决了连接电缆屏蔽和温漂问题，也解决了垂直安装的传感器根部挂料问题。所增加的两个电路是高精度振荡器驱动器和交流鉴相采样器。对一个强导电性物料的容器，由于物料是导电的，接地点可以被认为在探头绝缘层的表面，对变送器探头来说仅表现为一个纯电容，随着容器排料，探杆上产生挂料，而挂料是具有阻抗的。这样以前的纯电容现在变成了由电容和电阻组成的复阻抗，从而引起两个问题。射频导纳技术由于引入了除电容以外的测量参量，尤其是电阻参量，使得仪表测量信号信噪比上升，大幅度地提高了仪表的分辨力、准确性和可靠性;测量参量的多样性也有力地拓展了仪表的可靠应用领域。 第一个问题是物料本身对探头相当于一个电容，它不消耗变送器的能量，(纯电容不耗能)，但挂料对探头等效电路中含有电阻，则挂料的阻抗会消耗能量，从而将振荡器电压拉下来，导致桥路输出改变，产生测量误差。我们在振荡器与电桥之间增加了一个驱动器，使消耗的能量得到补充，因而会稳定加在探头的振荡电压。 第二个问题是对于导电物料，探头绝缘层表面的接地点覆盖了整个物料及挂料区，使有效测量电容扩展到挂料的顶端，这样便产生挂料误差，且导电性越强误差越大。但任何物料都不完全导电的。从电学角度来看，挂料层相当于一个电阻，传感元件被挂料覆盖的部分相当于一条由无数个无穷小的电容和电阻元件组成的传输线。根据数学理论，如果挂料足够长，则挂料的电容和电阻部分的阻抗和容抗数值相等，因此用交流鉴相采样器可以分别测量电容和电阻。测得的总电容相当于C物位+C挂料，再减去与C挂料相等的电阻R，就可以获得物位真实值，从而排除挂料的影响。 即C测量＝C物位＋C挂料 C物位＝C测量-C挂料＝C测量-R 这些多参量的测量，是测量的基础，交流鉴相采样器是实现的手段。 由于使用了上述三项技术，使得射频导纳技术在现场应用中展现出非凡的生命力。FB8010系列为通用型点位控制仪表，适用于大多数场合。仪表由一电路单元和杆式或缆式传感元件组成，传感器可选多种材质，可整体或分体式安装。用于限位控制和报警。 概述 1.1仪表简介 TV502系列射频导纳物位开关由传感探杆、电子测控单元和防护外壳组成，是根据射频导纳测量原理制造的点位式物位开关。当物位达到预先设置的位置时，传感探杆产生信号，经电子测控单元处理后的输出信号可提供继电器输出，其标准的双刀双掷继电器接点可控制警铃、电磁阀或其它低功率设备动作，实现对液体、固体物位的报警和控制。 该产品为机电一体化产品，用于存放液体或固体颗粒的罐、槽、筒仓或料斗的料位控制及报警。即使在极端恶劣的现场条件下，也能可靠工作，而不受挂料、压力、材料密度、湿度甚至物料化学特性变化的影响。本产品以其耐恶劣使用环境及高可靠等特点被成功应用 射频电路设计理论与应用答案 【篇一：《射频通信电路设计》习题及解答】 书使用的射频概念所指的频率范围是多少？ 解： 本书采用的射频范围是30mhz~4ghz 1.2列举一些工作在射频范围内的电子系统，根据表1-1判断其工作 波段，并估算相应射频信号的波长。 解： 广播工作在甚高频（vhf）其波长在10~1m等 1.3从成都到上海的距离约为1700km。如果要把50hz的交流电从 成都输送到上海，请问两地交流电的相位差是多少？ 解： 8??f?3?1?0.6???4km 1.4射频通信系统的主要优势是什么？ 解： 1.射频的频率更高，可以利用更宽的频带和更高的信息容量 2.射频电路中电容和电感的尺寸缩小，通信设备的体积进一步减小 3.射频通信可以提供更多的可用频谱，解决频率资源紧张的问题 4.通信信道的间隙增大，减小信道的相互干扰 等等 1.5 gsm和cdma都是移动通信的标准，请写出gsm和cdma的英文全称和中文含意。（提示：可以在互联网上搜索。） 解： gsm是global system for mobile communications的缩写，意 为全球移动通信系统。 cdma英文全称是code division multiple address,意为码分多址。???4???2?k?1020k??0.28333 1.6有一个c=10pf的电容器，引脚的分布电感为l=2nh。请问当频 率f为多少时，电容器 开始呈现感抗。 解： ?wl?f??1.125ghz2 既当f=1.125ghz0阻抗，f继续增大时，电容器呈现感抗。 1.7 一个l=10nf的电容器，引脚的分布电容为c=1pf。请问当频率f 为多少时，电感器开始呈现容抗。 解： 思路同上，当频率f小于1.59 ghz时，电感器呈现感抗。 1.8 1）试证明（1.2）式。2）如果导体横截面为矩形，边长分别为a和b，请给出射频电阻rrf与直流电阻rdc的关系。 解： r??l?s ???l,s对于同一个导体是一个常量 2s??a当直流时，横截面积dc 当交流时，横截面积sac?2?a? 2rdc?a??ac?a?? 661.9已知铜的电导率为?cu ?6.45?10s/m，铝的电导率为?al?4.00?10s/m，金的电导率 6为?au?4.85?10s/m。试分别计算在100mhz和1ghz的频率下，三种材料的趋肤深度。 解： 趋肤深度?定义为： 在100mhz时： cu为2 mm al 为 2.539mm au为 2.306mm 在1ghz时： cu为0.633 mm al 为 0.803mm au为 0.729mm 1.10某个元件的引脚直径为d=0.5mm，长度为l=25mm，材料为铜。请计算其直流电阻rdc和在1000mhz频率下的射频电阻rrf。解： r?s 它的射频电阻 adllrrf?rdc????22?4???? d2???d????0?r?4??10?1?????????7zdf?l?0.123???d? 1.11个电阻的标示分别为：“203”、“102”和“220r”。请问三个电阻的阻值分别是多少？（提示：可以在互联网上查找贴片元件标示的规则）解： 射频电路PCB的设计技巧 摘要：针对多层线路板中射频电路板的布局和布线，根据本人在射频电路PCB设计中的经验积累，总结了一些布局布线的设计技巧。并就这些技巧向行业里的同行和前辈咨询，同时查阅相关资料，得到认可，是该行业里的普遍做法。多次在射频电路的PCB设计中采用这些技巧，在后期PCB的硬件调试中得到证实，对减少射频电路中的干扰有很不错的效果，是较优的方案。 关键词：射频电路；PCB；布局；布线 由于射频(RF)电路为分布参数电路，在电路的实际工作中容易产生趋肤效应和耦合效应，所以在实际的PCB设计中，会发现电路中的干扰辐射难以控制，如：数字电路和模拟电路之间相互干扰、供电电源的噪声干扰、地线不合理带来的干扰等问题。正因为如此，如何在PCB的设计过程中，权衡利弊寻求一个合适的折中点，尽可能地减少这些干扰，甚至能够避免部分电路的干涉，是射频电路PCB设计成败的关键。文中从PCB的LAYOUT角度，提供了一些处理的技巧，对提高射频电路的抗干扰能力有较大的用处。 1 RF布局 这里讨论的主要是多层板的元器件位置布局。元器件位置布局的关键是固定位于RF路径上的元器件，通过调整其方向，使RF路径的长度最小，并使输入远离输出，尽可能远地分离高功率电路和低功率电路，敏感的模拟信号远离高速数字信号和RF信号。 在布局中常采用以下一些技巧。 1．1 一字形布局 RF主信号的元器件尽可能采用一字形布局，如图1所示。但是由于PCB板和腔体空间的限制，很多时候不能布成一字形，这时候可采用L形，最好不要采用U字形布局(如图2所示)，有时候实在避免不了的情况下，尽可能拉大输入和输出之间的距离，至少1．5 cm 以上。 射频电路的设计原理及应用 普通手机射频电路由接收通路、发射通路、本振电路三大电路组成。其主要负责接收信号解调；发射信息调制。早期手机通过超外差变频（手机有一级、二级混频和一 本、二本振电路），后才解调出接收基带信息；新型手机则直接解调出接收基带信息（零中频）。更有些手机则把频合、接收压控振荡器（RX—VCO）也都集成 在中频内部。 射频电路方框图 一、接收电路的结构和工作原理 接收时，天线把基站发送来电磁波转为微弱交流电流信号经滤波，高频放大后，送入中频内进行解调，得到接收基带信息（RXI-P、RXI-N、RXQ-P、RXQ-N）；送到逻辑音频电路进一步处理。 1、该电路掌握重点 （1）、接收电路结构。 （2）、各元件的功能与作用。 （3）、接收信号流程。 2、电路分析 （1）、电路结构。 接收电路由天线、天线开关、滤波器、高放管（低噪声放大器）、中频集成块（接收解调器）等电路组成。早期手机有一级、二级混频电路，其目的把接收频率降低后再解调(如下图)。 接收电路方框图 （2）、各元件的功能与作用。 1)、手机天线： 结构：（如下图）由手机天线分外置和内置天线两种；由天线座、螺线管、塑料封套组成。 作用： a)、接收时把基站发送来电磁波转为微弱交流电流信号。 b)、发射时把功放放大后的交流电流转化为电磁波信号。 2)、天线开关： 结构：(如下图)手机天线开关（合路器、双工滤波器）由四个电子开关构成。 图一、图二 作用：其主要作用有两个： a）、完成接收和发射切换； b）、 完成900M/1800M信号接收切换。 逻辑电路根据手机工作状态分别送出控制信号（GSM-RX-EN；DCS- RX-EN；GSM-TX-EN；DCS- TX-EN），令各自通路导通，使接收和发射信号各走其道，互不干扰。 由于手机工作时接收和发射不能同时在一个时隙工作（即接收时不发射，发射时不接收）。因此后期新型手机把接收通路的两开关去掉，只留两个发射转换开关；接收切换任务交由高放管完成。 3）、滤波器： 结构：手机中有高频滤波器、中频滤波器。 作用：其主要作用：滤除其他无用信号，得到纯正接收信号。后期新型手机都为零中频手机；因此，手机中再没有中频滤波器。 4）、高放管（高频放大管、低噪声放大器）： 结构：手机中高放管有两个：900M高放管、1800M高放管。都是三极管共发射极放大电路；后期新型手机把高放管集成在中频内部。 射频电路设计地困境及对策 hc360慧聪网通信行业频道 2004-04-16 11:23:41 射频电路地设计技术一度专属于少数专家掌握并拥有其自己地专用芯片组,如今已能和数字电路模块及模拟电路模块集成在同一块 IC 里了.再则,射频电路设计中固有地临界尺寸要求,更增加了工程压力. 要点●射频电路设计师必须经常采用间接测量电路性能地方式,来推断电路故障地原因. ●射频电路设计问题正在影响数字电路设计和模拟电路设计. ●将射频电路集成在同一块印制电路板或 IC 上,这会促使人们使用一种新地设计方法. ● EDA 厂商正在开始提供集成时域仿真和频域仿真地分析工具. 射频电路设计就是对发射电磁信号地电路进行设计.射频意为无线电频率,因为射频电路在其初期,只能发射调幅和调频两个波段地无线电信号.今天,把高频电路设计称为“射频电路设计”,只是沿用了历史名称.图1表明,自从 20 世纪 60 年代使用 UHF 电视技术以来,广播设备使用高于 300000 MHz地频率.从那时以来,通信设备地内容、频率和带宽都增加了.安捷伦科技 HY016射频设计6_射频匹配电路调试 全部频段在QSPR中校准通过后，便可以进行电路优化了，也就是我们通常说的调匹配。 我们实验室采用的是盲调，即以最终实测性能的好坏来决定最终的匹配电路；与之对应的另一种方法是根据器件规格书，用网络分析仪逐个端口调试，使其和规格书要求相对应。对于RDA PhaseII方案，盲调性能挺好。 对于频分电路（FDD LTE/WCDMA/CDMA），重点是调双工器的输入输出端匹配；对于时分电路(TDD-LTE/TDSCDMA)，重点是调滤波器的输入输出匹配。双工的调试相对复杂，本文会以HY016欧洲版中B20双工为例进行说明。 射频电路调试的最终原则包括： 1，发射端兼顾电流和线性度，也就是在ACLR余量足够的情况下尽可能的降低最大发射功率的电流，同时兼顾整个频段中高中低信道的平坦度。 2，接收端以提高接收灵敏度为最终原则 3，不是把某块板子的性能调到最佳为准；而是要留够余量，保证量产大批量板子的性能都能达到良好为准 双工器电路我通常的调试步骤： 1，初始bom采用datasheet的参考匹配 2，调节公共端的到地电感，让低、中、高信道特性一致，包括电流和ACLR 3，调节公共端的串联电感/电容，找出ACLR和电流的最佳权衡 4，调节发射端输入匹配，找出ACLR和电流的最佳权衡，最终确认发射端匹配 5，在QSPR下直接校准接收进行接收调试：若信道间差距过大就优先到地电感；若信道间差距不大则优化串联电感/电容；调试完成后实测灵敏度最终确认接收匹配 调试发射电路时，需要和仪表相连。通常在用QSPR完成校准后，再在QPST->PDC中导入并激活ROW_Gen_Commercial.MBN便可以和仪表通信了。关于MBN激活这部分，会在后续工厂文件部分详细说明，这里不再展开。 射频发射机电路设计 文献综述 前言 超外差接收是一种巧妙的接收方法，利用它，能使因无线电信号直接接收和放大而引起的一系列困难得到解决。在费森登思想的基础上，1912年，阿姆斯特朗在接收机中设置了本机振荡(简称“本振”)电路，通过双联可变电容器进行同步调谐，保证本振频率始终跟踪外来信号频率的变化，而且始终比外来信号高一个固定的中频。这样，不管所接收的各个电台的载波频率差别多大，与本振频率混频后，产生的都是统一的中频信号。再对这个统一的中频信号进行放大、检波，就可得到所需要的音频信号。利用超外差原理设计的电路，能使接收机电路大大简化，接收机的性能与灵敏度也得到提高。当时阿姆斯特朗还成功地组装出一台超外差接收机。同年，阿姆斯特朗与德·福雷斯特及兰茂尔各自独立发明了再生电路。 超外差接收原理不仅适用于收音机电路，还具有广泛的应用价值，它适用于电视广播、微波通信、雷达等无线电技术的各个领域。超外差原理已成为现代无线电接收理论的基础，凡是涉及无线电信号接收的电子设备，都离不开超外差接收电路。阿姆斯特朗的这项重要发明，不仅推动了无线电技术早期发展的进程，而且在无线电事业的征途上至今还闪现着它的技术光芒。 超外差原理的典型应用是超外差接收机。从天线接收的信号经高频放大器（见调谐放大器）放大，与本地振荡器产生的信号一起加入混频器变频，得到中频信号，再经中频放大、检波和低频放大，然后送给用户。接收机的工作频率范围往往很宽，在接收不同频率的输入信号时，可以用改变本地振荡频率f1的方法使混频后的中频fi保持为固定的数值。 概述 超外差接收机是超外差电路的典型应用，是全面学习模拟电路基础知识最好的切入点之一。通过简单分析超外差式接收机中输入电路、变频电 引言 0.3 解：利用公式l jZ Z in λπ 2tan 0=进行计算 （1）m n n l l jZ Z in 666 0102)12(32106)12(21062tan ?+=??+=∞=?=πππ 可见l 至少应该是1500Km （2）m n n l l jZ Z in 22 2 010)12(875.12105.72)12(105.72tan ---?+=??+=∞=?=πππ l 至少是1.875cm 。 0.4 解：利用公式C X L X C L ωω1,-==进行计算 （1）Hz f 40=所以ππω802==f 791051.210999.080--?=??=πL X 121210360.010 0111.0801?-=??-=-πC X （2）Hz f 9104?=，991081042?=??=ππω 3129991047.310 0111.0108109 .2510999.0108?-=???-==???=--ππC L X X 可见在低频时分布电感和分布电容可以忽略，但在射频时分布电感和分布电容却不能忽略。 0.5 解：集肤效应是指当频率升高时，电流只集中在导体的表面，导体内部的电流密度非常小。 而趋肤深度是用来描述集肤效应的程度的。 利用公式μσ πδf 1=来计算。 已知铜的磁导率m H /1047-?=πμ，电导率m S /108.57?=σ （1）m 00854.0108.5104601 77=?????=-ππδ （2）m m μππδ21.110121.0108.51041031 5779=?=??????=-- 由计算数据可得，用铜线传输电能时，60Hz 时是不需要考虑集肤效应的，但是当传输射频信号时，3GHz 时需要考虑集肤效应。 0.6 解：利用公式DC RF R a R δ2≈，μσ πδf 1=计算 已知铜的磁导率m H /1047-?=πμ，电导率m S /108.57?=σ （1）m 57761000.3108.5104105001 --?=??????=ππδ 7.161000.321015 3=???≈--DC RF R R （2）m 67 791031.3108.51041041--?=??????=ππδ 1.1511031.321016 3=???≈--DC RF R R 通过计算数据结果说明在射频状况下，电阻损耗很大。 第一章 传输线理论 1.4解： 特性阻抗计算公式C L C j G L j R Z ≈++=ωω0 平行双导线,ln ,ln 222 2d d D D C d d D D L -+=-+=πεπμ 其中,105.10,101.223m D m d --?=?= 因为介质为空气，有m F m H /3610,/1049 07 0πεεπμμ--==?== 故而该平行双导线的特性阻抗为： 第二部分原理篇 第一章手机的功能电路 ETACS、GSM蜂窝手机是一个工作在双工状态下的收发信机。一部移动电话包括无线接收机(Receiver)、发射机(Transmitter)、控制模块(Controller)及人机界面部分(Interface)和电源(Power Supply)。 数字手机从电路可分为，射频与逻辑音频电路两大部分。其中射频电路包含从天线到接收机的解调输出，与发射的I/Q调制到功率放大器输出的电路；逻辑音频包含从接收解调到，接收音频输出、发射话音拾取(送话器电路)到发射I/Q调制器及逻辑电路部分的中央处理单元、数字语音处理及各种存储器电路等。见图1-1所示 从印刷电路板的结构一般分为：逻辑系统、射频系统、电源系统，3个部分。在手机中，这3个部分相互配合，在逻辑控制系统统一指挥下，完成手机的各项功能。 图1-1手机的结构框图 注：双频手机的电路通常是增加一些DCS1800的电路,但其中相当一部分电路是DCS 与GSM通道公用的。 第二章射频系统 射频系统由射频接收和射频发射两部分组成。射频接收电路完成接收信号的滤波、信号放大、解调等功能；射频发射电路主要完成语音基带信号的调制、变频、功率放大等功能。手机要得到GSM系统的服务,首先必须有信号强度指示,能够进入GSM网络。手机电路中不管是射频接收系统还是射频发射系统出现故障,都能导致手机不能进入GSM网络。 对于目前市场上爱立信、三星系列的手机,当射频接收系统没有故障但射频发射系统有故障时,手机有信号强度值指示但不能入网；对于摩托罗拉、诺基亚等其他系列的手机,不管哪一部分有故障均不能入网,也没有信号强度值指示。当用手动搜索网络的方式搜索网络时,如能搜索到网络,说明射频接收部分是正常的；如果不能搜索到网络,首先可以确定射频接收部分有故障。 而射频电路则包含接收机射频处理、发射机射频处理和频率合成单元。 第一节接收机的电路结构 移动通信设备常采用超外差变频接收机，这是因为天线感应接收到的信号十分微弱,而鉴频器要求的输人信号电平较高,且需稳定。放大器的总增益一般需在120dB以上,这么大的放大量,要用多级调谐放大器且要稳定,实际上是很难办得到的，另外高频选频放大器的通带宽度太宽,当频率改变时,多级放大器的所有调谐回路必须跟着改变，而且要做到统一调谐, 射频电路（系统）的线性指标及测量方法 蒋治明 1、线性指标 1.1 1dB压缩点(P1dB——1dB compression point ) 射频电路（系统）有一个线性动态范围，在这个范围内，射频电路（系统）的输出功率随输入功率线性增加。这种射频电路（系统）称之为线性射频电路（系统），这两个功率之比就是功率增益G。 随着输入功率的继续增大，射频电路（系统）进入非线性区，其输出功率不再随输入功率的增加而线性增加，也就是说，其输出功率低于小信号增益所预计的值。 通常把增益下降到比线性增益低1dB时的输出功率值定义为输出功率的1dB压缩点,用P1dB表示（见图1）。 典型情况下，当功率超过P1dB时，增益将迅速下降并达到一个最大的或完全饱和的输出功率，其值比P1dB大3dB～4dB。 1db压缩点愈大，说明射频电路（系统）线性动态范围愈大。 图1 输出功率随输入功率的变化曲线 1.2 三阶交调截取点（IP3——3rd –order Intercept Poind） 当两个正弦信号经过射频电路（系统）时，此时由于射频电路（系统）的非线性作用，会输出包括多种频率的分量，其中以三阶交调分量的功率电平最大，它是非线性中的三次项产生的。假设两基频信号的频率分别是F1和F2，那么，三阶交调分量的频率为2F1-F2和2F2-F1。图2是输入信号和输出信号的频谱图。 图3反映了基频（一阶交调）与三阶交调增益曲线，当输入功率逐渐增加到IIP3时，基频与三阶交调增益曲线相交，对应的输出功率为OIP3。IIP3与OIP3分别被定义为输入三阶交调载取点（Input Third-order Intercept Point）和输出三阶交调载取点（Output Third-order Intercept Point）。 三阶交调截取点（IP3）是表示线性度或失真性能的重要参数。IP3越高表示线性度越好和更少的失真。 图3中A 线是基频（有用的）信号输出功率随输入功率变化的曲线，B 线是三阶失真输出功率随输入功率变化的曲线。B 线的斜率是A 线的斜率的3倍（以dB 为单位）,理论上会与A 相交,这个交点就是三阶截取点。 1.3 三阶互调（IM3——3rd –order inter-modulation） 三阶互调是指当两个基频信号在一个线性系统中，由于非线性因素存在使一个基频信号的二次谐波与另一个基频信号产生差拍（混频）后所产生的寄生信号。比如F1的二次谐波是2F1，他与F2产生了寄生信号2F1-F2。由于一个信号是二次谐波（二阶信号），另一个信号是基频信号（一阶信号），他们俩的 图3 增益曲线 图2 输入、输出频谱图 PO＝－10dBm △IM＝60dB c －70dBm 射频电路设计与仿真思路分析 发表时间：2020-03-25T06:34:04.616Z 来源：《防护工程》2019年21期作者：曾鸣 [导读] ADS电子设计自动化主要有频域电路仿真、时域电路仿真、三维电磁仿真、通信系统仿真以及数字信号处理仿真设计等. 南宁富桂精密工业有限公司广西南宁 530000 摘要：当前通信技术不断发展，通信设备使用的频率也逐渐提高，射频以及微波电路等被广泛的使用在通信等系统中，高频电路设计在工业领域得到了广泛的关注和重视。新型的半导体器件使高速数字系统和高频模拟系统不断扩张。本文就射频电路设计与仿真进行分析和研究。 关键词：射频电路设计；仿真；思路分析 ADS是当前世界上比较流行的一种微波射频电路、通信系统、RFIC 设计软件，是由美国 Agilent 公司推出的，是微波电路与通信系统的一种仿真软件。这种软件具有丰富的仿真手段，能够实现时域和频域、数字和模拟、线性和非线性等多种仿真功能，科学对设计结果进行分析，促进电路设计频率的提升，是一种比较优秀的微波射频电路，也是当前射频工程人员必备的一种软件。 1 射频电路与ADC分析 1.1 射频电路 射频电路就是一种具有超高频率的无线电波，工作频率比较高的线路，人们一般称作“高频电路”、“微波电路”等。在工程上，一般指的是工作频段的波长为10m-1mm之间的电路，或者是频率为30MHz-300MHz的电路。 当频率不断升高达到射频频段时，一般使用欧姆定律、电压电流或者是基尔霍夫定律对DC和低频电路进行分析，但是已经不够精确。还需要注重分布参数的影响。如果使用电磁场理论方法，虽然能够对全波、分布参数等影响进行分析，但是很难接触到VCO、混频器或者是高频放大器等实用内容。因此射频电路的设计已经成为当前信息技术发展的重要技术。 1.2 ADS ADS电子设计自动化主要有频域电路仿真、时域电路仿真、三维电磁仿真、通信系统仿真以及数字信号处理仿真设计等，被应用通信以及航天中，是当前研究最多的射频电路仿真软件。 2 ADS电子设计自动化的仿真设计方法 ADS软件能够使电路设计者进行模拟、射频微波等电路和通信系统设计，仿真方法主要有时域仿真、频域仿真、系统以及电磁仿真等。 2.1 高频SPICE分析和卷积分析 高频SPICE分析能够对线性以及非线性电路的瞬态效应进行分析，在SPICE仿真器中，对于不能直接使用频域分析模型，比如说微带线带状线等，就可以使用高频SPICE仿真器，仿真过程中，如果高于高频SPICE仿真器，频域分析模型会被拉式变换，然后进入到瞬态分析，并不需要使用者转化。这种高频SPICE不仅能够对低频电路进行瞬态分析，还能够对高频电路的瞬态响应进行分析。此外，还能够进行瞬态噪声的分析，对电路的瞬态噪声进行仿真。卷积分析法是以 SPICE 高频仿真器为基础的一种高级的时域分析的方法，通过卷积分析法能够更加科学的使用时域分析法对频率元件的进行分析。 2.2 线性分析方法 线性分析是一种频域电路仿真分析法，可以对线性、非线性的射频微波电路进行分析，进行线性分析时，软件先对电路中的元件计算需要的线性参数，如电路阻抗、稳定系数、反射系数、噪声以及S、Z、Y参数等，进而对电路进行分析和仿真。 2.3 谐波平衡分析 这种分析方法是对频域、稳定性好，大型号的电路进行分析的仿真方法，能够对多频输入信号的非线性电路进行分析，明确非线性电路的响应，比如谐波失真、噪声等。相比于时域的SPICE 仿真分析反复，这种谐波平衡分析在分析非线性电路时能够提供更加有效并且快速的方法。 SPICE瞬态响应分析、线性S参数分析在分析多频输入信号非线性电路仿真中还存在着一定的不足，而谐波平衡分析方法的出现很好的弥补了这一不足，在当前的高频通信系统中，有很多混频电路结构，谐波平衡分析方法的使用次数也就逐渐增加，重要性也日渐凸显。并 射频通信电路课程设计报告 引言 混频器在通信工程和无线电技术中，应用非常广泛，在调制系统中，输入的基带信号都要经过频率的转换变成高频已调信号。在解调过程中，接收的已调高频信号也要经过频率的转换，变成对应的中频信号。特别是在超外差式接收机中，混频器应用较为广泛，如AM 广播接收机将已调幅信号535KHZ-一1605KHZ要变成为465KHZ中频信号，电视接收机将已调48．5M一870M 的图象信号要变成38MHZ的中频图象信号。 常用的振幅检波电路有包络检波和同步检波两类。输出电压直接反映调幅包络变化规律的检波电路,称为包络检波电路,它适用于普通调幅波的检波。通常根据信号大小的不同,将检波器分为小信号平方律检波和大信号峰值包络检波两信号检波。 目前, 在应用较广泛的电路仿真软件中, Pspice是应用较多的一种。Psp ice 能够把仿真与电路原理图的设计紧密得结合在一起。广泛应用于各种电路分析,可以满足电路动态仿真的要求。其元件模型的特性与实际元件的特性十分相似,因而它的仿真波形与实验电路的测试结果相近,对电路设计有重要的指导意义。 由此可见，混频电路是应用电子技术和无线电专业必须掌握的关键电路。 [3] 目录 引言 (2) 一．概述 (3) 二. 方案分析 (4) 三．单元电路的工作原理 (6) 1．LC正弦波振荡器 (6) 2．模拟乘法器电路 (8) 3．谐振电路 (9) 4．包络检波 (12) 四．电路性能指标的测试 (16) 五．课程设计体会..................................................................................................... 错误！未定义书签。参考文献..................................................................................................................... 错误！未定义书签。 实验报告 课程名称： ADS射频电路设计基础与典型应用实验项目名称：交直流仿真分析 学院：工学院 专业班级：11级信息 姓名： 学号：1195111016 指导教师：唐加能 2014年12月23 日 预习报告 一、 实验目的 通过本节实验课程进一步熟悉使用ADS 软件，并学会使用ADS 软件进行交直流分析。 二、 实验仪器 电脑，ADS 仿真软件 三、 实验原理 （一）ADS 软件的直流，交流仿真功能 1.直流仿真 电路的直流仿真是所有射频有源电路分析的基础，在执行有源电路交流分析、S 参数仿真或谐波平衡仿真等其他仿真前，首先需要进行直流仿真，直流仿真主要用来分析电路的直流工作点。直流仿真元件面板主要包括直流仿真控制器、直流仿真设置控制器、参数扫描计划控制器、参数扫描控制器、节点设置和节点名控件、显示模板控件和仿真测量等式控件，这些面板上的原件经过设置以后既可以提供有源电路单点的直流分析，又可以提供有源电路参数扫描分析。 2.交流仿真 交流仿真能获得电路小信号时的多种参数，如电压增益、电流增益、跨导和噪声等。交流仿真执行时，首先对电路进行直流分析，并找到非线性原件的直流工作点，然后将非线性器件在静态工作点附近进行线性化处理，分析小信号在静态工作点附近的输入输出关系。 （二）交直流仿真面版与控制原件 1.直流仿真 图1中元件面板列出了直流仿真的所有仿真控件。 直流仿真控制器（DC ）：直流仿真控制器（DC ） 是控制直流仿真的最重要控件，使用直流仿真控制器可以设置仿 真的扫描参数和参数的扫描范围等相关参数。 直流仿真设置控制器（OPTIONS ）：直流仿真设置控制器主要用来设置直流仿真的外部环境和计算方式，例如，环境温度、设备温度、仿真的收敛性、仿真的状态提示和输出文件的特性等相关内容。射频电路调试测试流程
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