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射频总结

射频总结
射频总结

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。

另外在采用L形或U字形布局时,转折点最好不要刚进入接口就转,如图3左所示,而是在稍微有段直线以后再转,如图3右图所示。

1.2 相同或对称布局

相同的模块尽可能做成相同的布局或对称的布局,如图4、图5所示。

1.3 十字形布局

偏置电路的馈电电感与RF通道垂直放置,如图6所示,主要是为了避免感性器件之间的互感。

1.4 45度布局

为合理的利用空间,可以将器件45度方向布局,使射频线尽可能短,如图7所示。

2 RF布线

布线的总体要求是:RF信号走线短且直,减少线的突变,少打过孔,不与其它信号线相交,RF信号线周边尽量多加地过孔。

以下是一些常用的优化方式:

2.1 渐变线处理

在射频线宽比IC器件管脚的宽度大比较多的情况下,接触芯片的线宽采用渐变方式,如图8所示。

2.2 圆弧线处理

射频线不能直的情况下,作圆弧线处理,这样可以减少RF信号对外的辐射和相互问的耦合。有实验证明,传输线的拐角采用变曲的直角,能最大限度的降低回损。如图9

所示。

2.3 地线和电源

地线尽可能粗。在有条件的情况下,PCB的每一层都尽可能的铺地,并使地连到主地上,多打地过孔,尽量降低地线阻抗。

RF电路的电源尽量不要采用平面分割,整块的电源平面不但增加了电源平面对RF 信号的辐射,而且也容易被RF信号的干扰。所以电源线或平面一般采用长条形状,根据电流的大小进行处理,在满足电流能力的前提下尽可能粗,但是又不能无限制的增宽。在处理

电源线的时候,一定要避免形成环路。

电源线和地线的方向要与RF信号的方向保持平行但不能重叠,在有交叉的地方最好采用垂直十字交叉的方式。

2.4 十字交叉处理

RF信号与IF信号走线十字交叉,并尽可能在他们之间隔一块地。

RF信号与其他信号走线交叉时,尽量在它们之间沿着RF走线布置一层与主地相连的地。如果不可能,一定要保证它们是十字交叉的。这里的其他信号走线也包括电源线。2.5 包地处理

对射频信号、干扰源、敏感信号及其他重要信号进行包地处理,这样既可以提高该信号的抗干扰能力,也可以减少该信号对其他信号的干扰。如图10所示。

2.6 铜箔处理

铜箔处理要求圆滑平整,不允许有长线或尖角,若不能避免,则在尖角、细长铜箔或铜箔的边缘处补几个地过孔。

2.7 间距处理

射频线离相邻地平面边缘至少要有3W的宽度,且3W范围内不得有非接地过孔。

同层的射频线要作包地处理,并在地铜皮上加地过孔,孔间距应小于信号频率所对应波长(λ)的1/20,均匀排列整齐。包地铜皮边缘离射频线2W的宽度或3H的高度,H表

示相邻介质层的总厚度。

3 腔体处理

对整个RF电路,应把不同模块的射频单元用腔体隔离,特别是敏感电路和强烈辐射源之间,在大功率的多级放大器中,也应保证级与级之间的隔离。整个电路支流放置好后,就是对屏蔽腔的处理,屏蔽腔体的处理有以下注意事项:

整个屏蔽腔体尽量做成规则形状,便于铸模。对于每一个屏蔽腔尽量做成长方形,避免正方形的屏蔽腔。

屏蔽腔的转角采用弧形,屏蔽金属腔体一般采用铸造成型,弧形的拐角便于铸造成型时候拔模。如图12所示。

屏蔽腔体的周边是密封的,接口的线引入腔体一般采用带状线或微带线,而腔体内部不同模块采用微带线,不同腔体相连处采用开槽处理,开槽的宽度为3 mm,微带线走在正中间。

腔体的拐角放置3 mm的金属化孔,用来固定屏蔽壳,在每支长的腔体上也要均匀放置同等的金属化孔,用来加固支撑作用。

腔体一般做开窗处理,便于焊接屏蔽壳,腔体上一般厚2 mm以上,腔体上加2排开窗过孔屏,过孔相互错开,同一排过孔之间间距150 MIL。

4 结束语

射频电路PCB设计成败的关键在于如何减少电路辐射,从而提高抗干扰能力,但是在实际的布局与布线中一些问题的处理是相冲突的,因此如何寻求一个折中点,使整个射频电路的综合性能达到最优,是设计者必须要考虑的问题。所有这些都要求设计者具有一定的实践经验和工程设计能力,但是要具备这些能力,每一个设计者都不可能一蹴而就的,只有从其他人那里借鉴经验,加上自己的不停摸索和思考,才能不断进步。本文总结工作中的一些设计经验,有利于提高射频电路PCB的抗干扰能力,帮助射频电路设计初学者少走不必要的弯路

进入移动互联网时代,手机集成了越来越多的RF技术,比如支持LTE、TD-SCDMA、WCMDA、CDMA2000、HSDPA、EDGE、GPRS、GSM中多个标准的双模/多模手机,可实现VoIP、导航、自动支付、电视接收的Wi-Fi、GPS、RFID、NFC手机。采用多种RF技术使手机的设计变得越来越复杂。

手机射频技术和手机射频模块基本构成

3G手机射频部分由射频接收和射频发送两部分组成,其主要电路包括天线、无线开关、接收滤波、频率合成器、高频放大、接收本振、混频、中频、发射本振、功放控制、功放等。

总体来说,基本的手机射频部分中的关键元件主要包括RF收发器(Transceiver),功率放大器(PA),天线开关模块(ASM),前端模块(FEM),双工器,RF SAW滤波器及合成器等,如图所示。下面将着重从三个基本部分开始介绍:

图手机射频模块基本构成图

手机射频模块功率放大器(PA)

功率放大器(PA)用于将收发器输出的射频信号放大。功率放大器领域是一个有门槛的独立的领域,也是手机里无法集成化的元件,同时这也是手机中最重要的元件,手机性能、占位面积、通话质量、手机强度、电池续航能力都由功率放大器决定。

功率放大器领域主要厂家是RFMD、Skyworks、TriQuint、Renesas、NXP、Avago、ANADIGICS。现在,原本是PA企业合作伙伴的高通,也直接加入到PA市场中,将在2013年下半年推出以CMOS制程生产的PA,支持LTE-FDD、LTE-TDD、WCDMA、EV-DO、CDMA 1x、TD-SCDMA与GSM/EDGE七种模式,频谱将涵盖全球使用中的逾40个频段,以多频多模优势宣布进军PA产业。

PA市场经历了LDMS PA“擂主”时代之后,砷化镓(GaAs)PA成为3G时代PA市场的“擂主”。当年带领砷化镓攻打PA市场的TriQuint正在积极布局砷化镓的蓝图,针对3G/4G智能手机扩展连接推出高效率多频多模功率放大器MMPA。

而高通以CMOS PA攻擂PA市场,未来PA可能会成为手机平台的一部分,并会出现手机芯片平台企业收购、兼并PA企业的现象。

如何集成这些不同频段和制式的功率放大器是业界一直在研究的重要课题。目前有两种方案:一种是融合架构,将不同频率的射频功率放大器PA集成;另一种架构则是沿信号链路的集成,即将PA与双工器集成。两种方案各有优缺点,适用于不同的手机。融合架构,PA的集成度高,对于3个以上频带巨有明显的尺寸优势,5-7个频带时还巨有明显的成本优势。缺点是虽然PA集成了,但是双工器仍是相当复杂,并且PA集成时有开关损耗,性能会受影响。而对于后一种架构,性能更好,功放与双功器集成可以提升电流特性,大约可以节省几十毫安电流,相当于延长15%的通话时间。所以,业内人士的建议是,大于6个频段时(不算2G,指3G和4G)采用融合架构,而小于四个频段时采用PA与双工器集成的方案PAD。目前TriQuint可提供两种架构的方案,RFMD主要偏向于融合PA的架构,Skyworks偏向于多频PAD方案。

手机射频模块RF收发器

收发器是手机射频的核心处理单元,主要包括收信单元和发信单元,前者完成对接收信号的放大,滤波和下变频最终输出基带信号。通常采用零中频和数字低中频的方式实现射频到基带的变换;后者完成对基带信号的上变频、滤波、放大。主要采用二次变频的方式实现基带信号到射频信号的变换。当射频/中频(RF/IF)IC接收信号时,收信单元接受自天线的信号(约800Hz~3GHz)经放大、滤波与合成处理后,将射频信号降频为基带,接着是基带信号处理;而RF/IFIC 发射信号时,则是将20KHz以下的基带,进行升频处理,转换为射频频带内的信号再发射出去。

前些年收发器领域厂家分为两大类,一类是依托基频平台,将收发器作为平台的一部分,如高通、NXP、飞思卡尔和联发科。这是因为收发器与基频的关系非常密切,两者通常需要协同设计。另一类是专业的射频厂家,不依靠基频平台来拓展收发器市场,如英飞凌、意法半导体、和Skyworks。

随着收发器向集成化和多模化发展,单模的收发器已经完全集成到基频里。不同频段和制式的射频前端器件也一直在以不同的方式集生产。分立的RF收发器越来越少见。

手机射频前端模块(FEM)

前端模块集成了开关和射频滤波器,完成天线接收和发射的切换、频段选择、接收和发射射频信号的滤波。在2GHz以下的频段,许多射频前端模块以互补金属氧化物半导体(CMOS)、双极结型晶体管(BJT)、硅锗(SiGe)或Bipolar CMOS等硅集成电路制程设计,逐渐形成主流。由于硅集成电路具有成熟的制程,足以设计庞大复杂的电路,加上可以与中频与基频电路一起设计,因而有极大的发展潜力。其它异质结构晶体管亦在特殊用途的电路崭露头角;然而在5GHz 以上的频段,它在低噪声特性、高功率输出、功率增加效率的表现均远较砷化镓场效晶体管逊色,现阶段砷化镓场效晶体管制程仍在电性功能的表现上居优势。射频前端模块电路设计以往均着重功率放大器的设计,追求低电压操作、高功率输出、高功率增加效率,以符合使用低电压电池,藉以缩小体积,同时达到省电的要求。功率增加效率与线性度往往无法兼顾,然而在大量使用数字调变技术下,如何保持良好的线性度,成为必然的研究重点。

比如,2013年初出现的高集成智能手机前端模块,除了覆盖传统的

GSM850、900、1800和1900 MHz频段以外,还涵盖WCDMA 第1、2、4和5频段,以及LTE第2、4、5和17频段。除三个声表面波滤波器和五个双工器以外,该模块还包含频段选择开关和解码器,同时在天线输出端还带有可防护高达4 kV的ESD保护电路。

手机RF模块发展趋势

随着手机制造商继续开发支持更多的频段和精简射频架构的手机,将3G手机中使用的GSM、EDGE、WCDMA和HSPA等多种频段和空中接口模块整合在一个高度集成、经过优化的RF模块中,已经成为3G手机设计射频方案的首选。

手机中的射频(RF)前端将越来越多地采用集成模块,因为它可以使子系统简化、成本下降和尺寸缩小,为手机增加新功能、节省提供空间,并为实现单芯片前端解决方案创造条件。随着前端模块(FEMs)到射频(RF)收发器模块相继投入使用,手机RF前端的整合之路一直在持续发展。事实上,早在RF收发器采用直接转换或零中频(ZIF)架构(先消除中频段,随后消除IF声表面波滤波器)的时候,前端集成就已经开始了。随着收发器架构的演进,外部合成元件(即电压控制振荡器和锁相环)已经被直接集成在收发器的芯片中。高集成度实现了成本的降低以及电路板尺寸的减小。向高集成度发展的趋势没有任何停止的迹象。不过,由于集成的途径非常多,因此在设计时必须仔细加以考虑。

高通推出PA,完善其平台化手机解决方案就是一个集成化的例子。此前手机平台方案主要包括手机基带芯片、应用处理器、射频芯片、电源管理以及连接芯片,PA没有在平台方案内,而是有其单独的供应商。高通推出PA,更多的是想使其解决方案更趋…平台化?。

近几年来,聚焦射频(RF)技术,提供射频模块最新动态的网站也越来越多。比如mouser 2013年初推出的射频无线技术网站:

https://www.wendangku.net/doc/e29215521.html,/applications/rf-wireless-technology/帮助设计工程师挑选无线电频率经验证的最新集成解决方案和即插即用模块,并即时为现有应用增加无线功能。该解决方案中心汇聚了来自Skyworks、Murata、Panasonic和TexasInstruments等业界领先的制造商提供的最新射频模块。这些射频解决方

案同时按频率范围(1GHz以下、1-5GHz和5GHz以上)和协议(蓝牙、ZigBee、Wi-Fi和GPS)两种方式分类。

https://www.wendangku.net/doc/e29215521.html,/link?url=9K_lCsvIjiMnNnj_U4gLvo32-U1WxaOw8vHA5HdNLs515Wh uU35cdMUlPJlIPYcFjnblCt5nPSVLAcFavCpFIUiXjcl_f2EomQuAomGWtLG

https://www.wendangku.net/doc/e29215521.html,/view/7baed48583d049649b6658ba.html

射频及传输线基础知识

传输线的基本知识 传输射频信号的线缆泛称传输线,常用的有两种:双线与同轴线。频率更高则会用到微带线与波导,虽然结构不同,用途各异,但其基本传输特性都由传输线公式所表征。 不妨先让我们作一个实验,在一台PNA3620上测一段同轴线的输入阻抗。我们会发现在某个频率上同轴线末端开路时其输入阻抗却呈现短路,而末端短路时入端反而呈现开路。通过这个实验可以得到几个结论或想法:首先,这个现象按低频常规电路经验看是想不通的,因此一段线或一个网络必须在使用频率上用射频仪器进行测试才能反映其真实情况。其二,出现这种现象时同轴线的长度为测试频率下的λ/ 4或其奇数倍;因此传输线的特性通常是与长度的波长数有关,让我们习惯用波长数来描述传输线长度,而不是绝对长度,这样作就更通用更广泛一些。最后,这种现象必须通过传输线公式来计算(或阻抗圆图来查出),熟悉传输线公式或圆图是射频、天馈线工作者的基本功。 传输线公式是由著名的电报方程导出的,在这里不作推导而直接引用其公式。对于一般工程技术人员,只需会利用公式或圆图即可。 这里主要讲无耗传输线,有耗的用得较少,就不多提了。 射频器件(包括天线)的性能是与传输线(也称馈线)有关的,射频器件的匹配过程是在传输线上完成的,可以说射频器件是离不开传输线的。先熟悉传输线是合理的,而电路的东西是比较具体的。即使是天线,作者也尽量将其看成是个射频器件来处理,这种作法符合一般基层工作者的实际水平。 1.1 传输线基本公式 1.电报方程 对于一段均匀传输线,在有关书上可 查到,等效电路如图1-1所示。根据线的 微分参数可列出经典的电报方程,解出的 结果为: V 1= 2 1(V 2+I 2Z 0)e гx + 2 1 (V 2-I 2Z 0)e -гx (1-1) I 1= 21Z (V 2+I 2Z 0)e г x - 21Z (V 2-I 2Z 0)e -г x (1-2) 2 x 为距离或长度,由负载端起算,即负载端的x 为0 2г= α+j β, г为传播系数,α为衰减系数, β为相移系数。无耗时г = j β. 一般情况下常用无耗线来进行分析,这样公式简单一些,也明确一些,或者说理想化一些。而这样作实际上是可行的,真要计算衰减时,再把衰减常数加上。 2 Z 0为传输线的特性阻抗。 2 Z i 为源的输出阻抗(或源内阻),通常假定亦为Z 0;若不是Z 0,其数值仅影响线上电压的幅度大小,并不影响其分布曲线形状。

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

射频基本知识

引言 在进入射频测试前,让我们回顾一下单相交流电的基本知识。 一、单相交流电的产生 在一组线圈中,放一能旋转的磁铁。当磁铁匀速旋转时,线圈内的磁通一会儿大一会 儿小,一会儿正向一会儿反向,也就是说线圈内有呈周期性变化的磁通,从而线圈两端即感生出一个等幅的交流电压,这就是一个原理示意性交流发电机。若磁铁每秒旋转50周,则电压的变化必然也是50周。每秒的周期数称为频率f,其单位为赫芝Hz。103Hz=千赫kHz,,106Hz=兆赫MHz,109Hz=吉赫GHz。b5E2RGbCAP 在示波器上可看出电压的波形呈周期性,每一个周期对应磁铁旋转一周。即转了2π弪,每秒旋转了f个2π,称2πf为ω<常称角频率,实质为角速率)。则单相交流电的表达式可写成:p1EanqFDPw V=Vm=Vm 式中Vm(电压最大值>=Ve(有效值或Vr.m.s.>。t为时间<秒),为初相。 二、对相位的理解 1、由电压产生的角度来看 ·设想有两个相同的单相发电机用连轴器连在一起旋转,当两者转轴<磁铁的磁极)

位置完全相同时,两者发出的电压是同相的。而当两者转轴错开角度时,用双线示波器来看,两个波形在时轴上将错开一个角度;这个角度就叫相位角或初相。相位领先为正,滞后为负。DXDiTa9E3d ·假如在单相发电机上再加一组线圈,两组线圈互成90°<也即两电压之间相位差 90°),即可形成两相电机。假如用三组线圈互成120°<即三电压之间,相位各差120°)即可形成三相电机。两相电机常用于控制系统,三相电机常用于工业系统。RTCrpUDGiT 2、同频信号<电压)之间的叠加 当两个电压同相时,两者会相加;而反相时,两者会抵消。也就是说两者之间为复数运算关系。若用方位平面来表示,也就是矢量关系。矢量的模值<幅值)为标量,矢量的角度为相位。5PCzVD7HxA 虽然人们关心的是幅值,但运算却必须采用矢量。 虽然一般希望信号相加,但作匹配时,却要将反射信号抵消。 三、射频 交流电的频率为50Hz时,称为工频。20Hz到20kHz为音频,20kHz以上为超声波 ,当频率高到100 kHz以上时,交流电的辐射效应显著增强;因此100 kHz以上的频率泛称射频。有时会以3 GHz为界,以上称为微波。常用频段划分见附录。jLBHrnAILg

射频基础知识点

一、频谱分析仪部分 什么是频谱分析仪? 频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器,用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量,可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数,是一种多用途的电子测量仪器。我们现在所用的频谱仪大部分是扫频调谐超外差频谱分析仪。 频谱仪工作原理 输入信号经衰减器以限制信号幅度,经低通输入滤波器滤除不需的频率,然后经混频器与本振(LO)信号混频将输入信号转换到中频(IF)。LO的频率由扫频发生器控制。随着LO频率的改变,混频器的输出信号(它包括两个原始信号,它们的和、差及谐波,)由分辨力带宽滤波器滤出本振比输入信号高的中频,并以对数标度放大或压缩。然后用检波器对通过IF滤波器的信号进行整流,从而得到驱动显示垂直部分的直流电压。随着扫频发生器扫过某一频率范围,屏幕上就会画出一条迹线。该迹线示出了输入信号在所显示频率范围内的频率成分。 输入衰减器 保证频谱仪在宽频范围内保持良好匹配特性,以减小失配误差;保护混频器及其它中频处理电路,防止部件损坏和产生过大的非线性失真。 混频器 完成信号的频谱搬移,将不同频率输入信号变换到相应中频。在低频段(<3G Hz)利用高混频和低通滤波器抑制镜像干扰;在高频段(>3GHz)利用带通跟踪滤波器抑制镜像干扰。 本振(LO) 它是一个压控振荡器,其频率是受扫频发生器控制的。其频率稳定度锁相于参考源。 扫频发生器 除了控制本振频率外,它也能控制水平偏转显示,锯齿波扫描使频谱仪屏幕上从左到右显示信号,然后重复这个扫描不断更新迹线。扫频宽度(Span)是从左fstart到右fstop10格的频率差,例如:Span=1MHz,则100kHz/div.

射频电路调试经验及问题分析

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

射频基础知识培训

射频基础知识培训 1、无线通信基本概念 利用电磁波的辐射和传播,经过空间传送信息的通信方式称之为无线电通信(Wireless Communication),也称之为无线通信。利用无线通信可以传送电报、电话、传真、数据、图像以及广播和电视节目等通信业务。 目前无线通信使用的频率从超长波波段到亚毫米波段(包括亚毫米波以下),以至光波。无线通信使用的频率范围和波段见下表1-1 表1-1 无线通信使用的电磁波的频率范围和波段

由于种种原因,在一些欧、美、日等西方国家常常把部分微波波段分为L、S、C、X、Ku、K、Ka等波段(或称子波段),具体如表1 - 2所示 表1-2 无线通信使用的电磁波的频率范围和波段

无线通信中的电磁波按照其波长的不同具有不同的传播特点,下面按波长分述如下: 极长波(极低频ELF)传播 极长波是指波长为1~10万公里(频率为3~30Hz)的电磁波。理论研究表明,这一波段的电磁波沿陆地表面和海水中传播的衰耗极小。 1.2超长波(超低频SLF)传播 超长波是指波长1千公里至1万公里(频率为30~300Hz)的电磁波。这一波段的电磁波传播十分稳定,在海水中衰耗很小(频率为75Hz时衰耗系数为m)对海水穿透能力很强,可深达100m以上。 甚长波(甚低频VLF)传播 甚长波是指波长10公里~100公里(频率为3~30kHz)的电磁波。无线通信中使用的甚长波的频率为10~30kHz,该波段的电磁波可在大地与低层的电离层间形成的波导中进行传播,距离可达数千公里乃至覆盖全球。 长波(低频LF)传播 长波是指波长1公里~10公里(频率为30~300kHz)的电磁波。其可沿地表面传播(地波)和靠电离层反射传播(天波)。 中波(中频MF)传播 中波是指波长100米~1000米(频率为300~3000kHz)的电磁波。中波可沿地表面传播(地波)和靠电离层反射传播(天波)。中波沿地表面传播时,受地表面的吸收较长波严重。中波的天波传播与昼夜变化有关。 短波(高频HF)传播 短波是指波长为10米~100米(频率为3~30MHz)的电磁波。短波可沿地表面传播(地波),沿空间以直接或绕射方式传播(空间波)和靠电离层反射传播(天波)。 超短波(甚高频VHF)传播

WiFi产品射频电路调试经验

Wi-Fi产品射频电路调试经验 https://www.wendangku.net/doc/e29215521.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。

射频基础知识

第一部分射频基本概念 第一章常用概念 一、特性阻抗 特征阻抗是微波传输线的固有特性,它等于模式电压与模式电流之比。对于TEM波传输线,特征阻抗又等于单位长度分布电抗与导纳之比。无耗传输线的特征阻抗为实数,有耗传输线的特征阻抗为复数。 在做射频PCB板设计时,一定要考虑匹配问题,考虑信号线的特征阻抗是否等于所连接前后级部件的阻抗。当不相等时则会产生反射,造成失真和功率损失。反射系数(此处指电压反射系数)可以由下式计算得出: z1 二、驻波系数 驻波系数式衡量负载匹配程度的一个指标,它在数值上等于: 由反射系数的定义我们知道,反射系数的取值范围是0~1,而驻波系数的取值范围是1~正无穷大。射频很多接口的驻波系数指标规定小于1.5。 三、信号的峰值功率 解释:很多信号从时域观测并不是恒定包络,而是如下面图形所示。峰值功率即是指以某种概率出现的尖峰的瞬态功率。通常概率取为0.1%。

四、功率的dB表示 射频信号的功率常用dBm、dBW表示,它与mW、W的换算关系如下: dBm=10logmW dBW=10logW 例如信号功率为x W,利用dBm表示时其大小为 五、噪声 噪声是指在信号处理过程中遇到的无法确切预测的干扰信号(各类点频干扰不是算噪声)。常见的噪声有来自外部的天电噪声,汽车的点火噪声,来自系统内部的热噪声,晶体管等在工作时产生的散粒噪声,信号与噪声的互调产物。 六、相位噪声

相位噪声是用来衡量本振等单音信号频谱纯度的一个指标,在时域表现为信号过零点的抖动。理想的单音信号,在频域应为一脉冲,而实际的单音总有一定的频谱宽度,如下页所示。一般的本振信号可以认为是随机过程对单音调相的过程,因此信号所具有的边带信号被称为相位噪声。相位噪声在频域的可以这样定量描述:偏离中心频率多少Hz处,单位带宽内的功率与总信号功率相比。 例如晶体的相位噪声可以这样描述: 七、噪声系数 噪声系数是用来衡量射频部件对小信号的处理能力,通常这样定义:单元输入信噪比除输出信噪比,如下图:

射频各项测试指标

双频段GSM/DCS移动电话射频指标分析 2003-7-14 [摘要]本文对GSM移动电话的射频指标进行了分析,并讨论了改进办法。其中一些测试及提高射频指标的方法是从实践经验中总结出来的,有一定的参考价值。第一部分对各射频指标作了简要介绍。第二部分介绍了射频指标的测试方法。第三部分介绍了一些提高射频指标的设计和改进方法。 1 射频(RF)指标的定义和要求 1.1 接收灵敏度(Rx sensitivity) (1)定义 接收灵敏度是指收信机在满足一定的误码率性能条件下收信机输入端需输入的最小信号电平。衡量收信机误码性能主要有帧删除率(FER)、残余误比特率(RBER)和误比特率(BER)三个参数。这里只介绍用残余误比特率(RBER)来测量接收灵敏度。 残余误比特率(RBER)的定义为接收到的错误比特与所有发送的的数据比特之比。 (2)技术要求 ●对于GSM900MHz频段 接收灵敏度要求:当RF输入电平为-102dBm(分贝)时,RBER不超过2%。测量时可测试实际灵敏度指标。根据多款移动电话的测试结果来看:当RBER=2%时,若RF输入电平为-l09~-l07dBm,则接收灵敏度为优;若RF输入电平为-l07~l05dBm,则接收灵敏度为良好;若RF输入电平为 -105~-l02dBm,则接收灵敏度为一般;若RF输入电平>-l02dBm,则接收灵敏度为不合格。 ●对于DCSl800MHz频段 接收灵敏度要求:当RF输入电平为-l00dBm,RBER不超过2%。测量时可测试实际灵敏度指标。根据多款移动电话的测试结果来看:当RBER=2%时,若RF输入电平为-l08~-105dBm,则接收灵敏度为优;若RF输入电平为-105~ -l03dBm,则接收灵敏度为良好;若RF输入电平为-l03~ -100dBm,则接收灵敏度为一般;若RF输入电平为>-l00 dB mm,则接收灵敏度为不合格。 1.2频率误差Fe、相位误差峰值Pepeak、相位误差有效值PeRMS (1)定义 测量发射信号的频率和相位误差是检验发信机调制信号的质量。GSM调制方案是高斯最小频移键控(GMSK),归一化带宽为BT=0.3。 发射信号的相位误差定义为:发信机发射信号的相位与理论上最好信号的相位之差。理论上的相位轨迹可根据一个己知的伪随机比特流通过GMSK脉冲成形滤波器得到。

射频(RF)基础知识

●什么是RF? 答:RF 即Radio frequency 射频,主要包括无线收发信机。 2. 当今世界的手机频率各是多少(CDMA,GSM、市话通、小灵通、模拟手机等)? 答:EGSM RX: 925-960MHz, TX:880-915MHz; CDMA cellular(IS-95)RX: 869-894MHz, TX:824-849MHz。 3. 从事手机Rf工作没多久的新手,应怎样提高? 答:首先应该对RF系统(如功能性)有个系统的认识,然后可以选择一些芯片组,研究一个它们之间的连通性(connectivities among them)。 ● 4. RF仿真软件在手机设计调试中的作用是什么? 答:其目的是在实施设计之前,让设计者对将要设计的产品有一些认识。 5. 在设计手机的PCB时的基本原则是什么? 答:基本原则是使EMC最小化。 6. 手机的硬件构成有RF/ABB/DBB/MCU/PMU,这里的ABB、DBB和PMU等各代 表何意? 答:ABB是Analog BaseBand, DBB是Ditital Baseband,MCU往往包括在DBB芯片中。 PMU是Power Management Unit,现在有的手机PMU和ABB在一个芯片上面。将来这些芯片(RF,ABB,DBB,MCU,PMU)都会集成到一个芯片上以节省成本和体积。 7. DSP和MCU各自主要完成什么样的功能?二者有何区别? 答:其实MCU和DSP都是处理器,理论上没有太大的不同。但是在实际系统中,基于效率的考虑,一般是DSP处理各种算法,如信道编解码,加密等,而MCU处理信令和与大部分硬件外设(如LCD等)通信。 8. 刚开始从事RF前段设计的新手要注意些什么? 答:首先,可以选择一个RF专题,比如PLL,并学习一些基本理论,然后开始设计一些简单电路,只有在调试中才能获得一些经验,有助加深理解。 9. 推荐RF仿真软件及其特点? 答:Agilent ADS仿真软件作RF仿真。这种软件支持分立RF设计和完整系统设计。 详情可查看Agilent网站。 10. 哪里可以下载关于手机设计方案的相应知识,包括几大模快、各个模块的功能以 及由此对硬件的性能要求等内容? 答:可以看看https://www.wendangku.net/doc/e29215521.html,和https://www.wendangku.net/doc/e29215521.html,,或许有所帮助。关于TI的wireless solution,可以看看https://www.wendangku.net/doc/e29215521.html,中的wireless communications.

射频开关基础知识详细讲解

射频开关基础知识详细讲解 射频和微波开关可在传输路径内高效发送信号。此类开关的功能可由四个基本电气参数加以表征。 虽然多个参数与射频和微波开关的性能相关,然而以下四个由于其相互间较强的相关性而被视为至关重要的参数:隔离度,插入损耗,开关时间,功率处理能力。 隔离度即电路输入端和输出端之间的衰减度,是衡量开关截止有效性的指标。插入损耗(也称传输损耗)为开关处于导通状态下时损耗的总功率。由于插入损耗可直接导致系统噪声系数的增大,因此对于设计者而言,插入损耗是最为关键的参数。 开关时间是指开关从“导通”状态转变为“截止”状态以及从“截止”状态转变为“导通”状态所需要的时间。该时间上可达高功率开关的数微秒级,下可至低功率高速开关的数纳秒级。开关时间的最常见定义为自输入控制电压达到其50%至最终射频输出功率达到其90%所需的时间。此外,功率处理能力定义为开关在不发生任何永久性电气性能劣化的前提下所能承受的最大射频输入功率。

图示为使用12个不同SMA母同轴连接器的单刀十二掷机电式开关一 例 射频和微波开关可分为机电式继电器开关以及固态开关两大类。这些开关可设计为多种不同构型——从单刀单掷到可将单个输入转换成16种不同输出状态的单刀十六掷,或更多掷的构型。切换开关为一种双刀双掷构型的开关。此类开关具有四个端口以及两种可能的开关状态,从而可将负载在两个源之间切换。 机电式继电器开关的插入损耗较低(《0.1dB),隔离度较高(》 85dB),且可以毫秒级的速度切换信号。此类开关的主要优点在于,其可在直流~毫米波(》50 GHz)频率范围内工作,而且对静电放电不敏感。此外,机电式继电器开关可处理较高的功率水平(达数千瓦的峰值功率)且不发生视频泄漏。

射频调试

调试技术 简介 这里所谓的调试指的是双工器、滤波器、合路器、分路器、耦合器的调试,当然它也是我们今后工作中所要调试的对象,我们所要做的就是把装配好的产品按照我们公司内部指标调试合格,我们调试的过程就是调试技术。(双工器、滤波器都是同轴腔的) 一、 调试的分类: 调试分为无源调试和有源调试两类 无源调试:指的是不带电源的产品的调试(如滤波器、合路器、分路器、耦合器) 有源调试:指的是带电源的产品的调试(带低噪声放大器的双工器、低噪声放大器) 二、 无源调试 如下图所示我们所看到的就是滤波器的一个单腔,一般的滤波器、双工器由多个单腔组成,我们调节的部分就是下图示中的调谐螺钉,调谐螺钉越往下谐振频率越低,反之往上则谐振频率越高;在腔与腔之间有一个耦合螺钉,耦合螺钉是用来调节产品通带的宽窄。我们调试的时候就是将每个单腔的谐振频率调到产品使用的通带内,再配合耦合螺钉将产品指标调过。一般的指标有回损、插损、抑制、隔离,具体的每个指标要怎样调过需要实践来完成。另外还有一个交叉耦合,它是用来改善通带的抑制。 滤波器、双工器的调试方法有很多种,例如我们可以利用相位来调;还可以通过smith 缩圆来调;也可以直接调回损。这些只不过是一种方法而已,通过实践我们都可以掌握。 常用技巧: 1、 调谐螺钉同时往下旋,通带向低频率端移,即网络分析仪的左面移;反之往上旋,通带向高频率端移,即网络分析仪的右面移 2、 耦合螺钉往下旋,加宽通带,反之往上旋则缩窄通带 3、 通带两端插损过大时可加宽通带;反之抑制不够可缩窄通带 腔(空气) 谐振管 调谐螺钉

合路器、分路器、耦合器的调试就比较简单,指标也少,具体的调试方法需要去实践。 三、有源调试 有源调试首先是建立在无源调试基础上的,主要就是加了有源部分,当然指标也就多了一些,我们常见的就是低噪声放大器的调试,我们要调试它就必须了解它,首先了解一下低噪声放大器:低噪声放大器一听我们就知道要求噪声系数很低,它的一个重要的指标就是噪声系数,其次还有增益(放大倍数)、1dB压缩点、三阶截点(IP3)、增益平坦度等。 1、噪声系数(NF): 噪声系数是指输入端信噪比与放大器输出端信噪比的比值,单位常用“dB”。 噪声系数由下式表示:NF=10lg(输入端信噪比/输出端信噪比) 在放大器的噪声系数比较低(例如NF<1)的情况下,通常放大器的噪声系数用噪声温度(T)来表示。 噪声系数与噪声温度的关系为:T=(NF-1)T0 或 NF=T/T0+1 T0-绝对温度(290K) 2、功率增益(G): 指放大器输出功率和输入功率的比值,单位常用“dB”。 3、1dB压缩点输出功率(P1dB): 放大器有一个线性动态范围,在这个范围内,放大器的输出功率随输入功率线性增加。这种放大器称之为线性放大器,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,放大器进入非线性区,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3) 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3-4dB。 4、三阶截点(IP3): 测量放大器的非线性特性,最简单的方法是测量1dB压缩点功率电平P1dB。另一个颇为流行的方法是利用两个相距5到10MHz的邻近信号,当频率为f1和f2的这两个信号加到一个放大器

射频基础知识点

一、频谱分析仪部分 什么是频谱分析仪? 频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器,用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交 调失真等信号参数的测量,可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数,是一种多用途的 电子测量仪器。我们现在所用的频谱仪大部分是扫频调谐超外差频谱分析仪。 中 频谱仪工作原理 输入信号经衰减器以限制信号幅度,经低通输入滤波器滤除不需的频率,然后经混频器与本振 (L0)信号混频将输入信号转换到中频(IF)。LO的频率由扫频发生器控制。随着LO频率的改变,混频器的输出信号(它包括两个原始信号,它们的和、差及谐波,)由分辨力带宽滤波器滤出本振 比输入信号高的中频,并以对数标度放大或压缩。然后用检波器对通过IF滤波器的信号进行整 流,从而得到驱动显示垂直部分的直流电压。随着扫频发生器扫过某一频率范围,屏幕上就会画出一条迹线。该迹线示出了输入信号在所显示频率范围内的频率成分。 输入衰减器 保证频谱仪在宽频范围内保持良好匹配特性,以减小失配误差;保护混频器及其它中频处理电路,防止部件损坏和产生过大的非线性失真。 混频器 完成信号的频谱搬移,将不同频率输入信号变换到相应中频。在低频段(<3GHz)利用高混频和低通滤波器抑制镜像干扰;在高频段(>3GHz)利用带通跟踪滤波器抑制镜像干扰。 本振(L0) 它是一个压控振荡器,其频率是受扫频发生器控制的。其频率稳定度锁相于参考源。 扫频发生器 除了控制本振频率外,它也能控制水平偏转显示,锯齿波扫描使频谱仪屏幕上从左到右显示信号, 然后重复这个扫描不断更新迹线。扫频宽度(Span)是从左fstart到右fstopIO格的频率差,例如:

射频基础知识知识讲解

第一部分 射频基础知识 目录 第一章与移动通信相关的射频知识简介 (1) 1.1 何谓射频 (1) 1.1.1长线和分布参数的概念 (1) 1.1.2射频传输线终端短路 (3) 1.1.3射频传输线终端开路 (4) 1.1.4射频传输线终端完全匹配 (4) 1.1.5射频传输线终端不完全匹配 (5) 1.1.6电压驻波分布 (5) 1.1.7射频各种馈线 (6) 1.1.8从低频的集中参数的谐振回路向射频圆柱形谐振腔过渡 (9) 1.2 无线电频段和波段命名 (9) 1.3 移动通信系统使用频段 (9) 1.4 第一代移动通信系统及其主要特点 (12) 1.5 第二代移动通信系统及其主要特点 (12) 1.6 第三代移动通信系统及其主要特点 (12) 1.7 何谓“双工”方式?何谓“多址”方式 (12) 1.8 发信功率及其单位换算 (13) 1.9 接收机的热噪声功率电平 (13) 1.10 接收机底噪及接收灵敏度 (13) 1.11 电场强度、电压及功率电平的换算 (14) 1.12 G网的全速率和半速率信道 (14) 1.13 G网设计中选用哪个信道的发射功率作为参考功率 (15) 1.14 G网的传输时延,时间提前量和最大小区半径的限制 (15)

1.15 GPRS的基本概念 (15) 1.16 EDGE的基本概念 (16) 第二章天线 (16) 2.1天线概述 (16) 2.1.1天线 (16) 2.1.2天线的起源和发展 (17) 2.1.3天线在移动通信中的应用 (17) 2.1.4无线电波 (17) 2.1.5 无线电波的频率与波长 (17) 2.1.6偶极子 (18) 2.1.7频率范围 (19) 2.1.8天线如何控制无线辐射能量走向 (19) 2.2天线的基本特性 (21) 2.2.1增益 (21) 2.2.2波瓣宽度 (22) 2.2.3下倾角 (23) 2.2.4前后比 (24) 2.2.5阻抗 (24) 2.2.6回波损耗 (25) 2.2.7隔离度 (27) 2.2.8极化 (29) 2.2.9交调 (31) 2.2.10天线参数在无线组网中的作用 (31) 2.2.11通信方程式 (32) 2.3.网络优化中天线 (33) 2.3.1网络优化中天线的作用 (33) 2.3.2天线分集技术 (34) 2.3.3遥控电调电下倾天线 (1) 第三章电波传播 (3) 3.1 陆地移动通信中无线电波传播的主要特点 (3) 3.2 快衰落遵循什么分布规律,基本特征和克服方法 (4)

MTK射频调试方法

射频调试方法 射频调试包括发送和接收两个大的方面,其中发送又包括了发送功率、相位误差、PVT、开关谱、调制谱调试等,接收包括灵敏度、RXloss、接收电平等。在开始调试之前必须明确手机的各种射频参数的状态。 怎样明确手机射频状态:先对手机进行校准,校准的初始化文件一定要使用MTK提供的原始文件(见图1),这样才能明确手机的匹配状态,比如在全频段功率是否平坦(如果加权了就看不出来),TC和PA之间的匹配是否做好了(如果改变了Ramp曲线的值就不好判断)。以GSM 900M为例1信道、62信道、124信道输出功率如果相差0.5dBm以上,那么PA输出匹配和TC与PA的匹配就没有做好,这个时候如果开关谱和相位误差很好,那么就只需要调PA输出匹配就可以了(注意输出匹配有可能会影响相位误差),如果开关谱和相位误差很差,那么就一定要先调好TC和PA之间的匹配,再去调PA输出匹配。 开关谱的判断标准:在高功率等级下至少有7dB的余量,小功率等级下要有10-15dB以上的余量,尤其需要注意的是+/-0.4MHz和+/-0.6MHz的余量。 相位误差的判断标准:GSM都能做到RMS 1°左右,DCS在2°左右;同样要做到全频段相位误差相差不能太大。

图1:ini 文件中的ramp和weight值 射频调试中有一个很重要的步骤就是阻抗匹配,在PCB板没有问题的情况下,只要匹配做好了,射频参数就基本上调好了。所以在这里重点解释下阻抗匹配的原理以及调试过程。 要使信号源传送到负载的功率最大,信号源的阻抗必须等于负载的共轭阻抗(即共轭匹配),如果传输线的特征阻抗跟负载阻抗不相等(即不匹配)时,在负载端就会产生反射,在传输线上形成驻波导致传输线的有效功率容量降低;功率发射不出去,甚至会损坏发射设备。如果是电路板上的高速信号线与负载阻抗不匹配时,会产生震荡,辐射干扰等。阻抗不匹配在手机上面的表现就是:发送功率上不去,耗电大,相位误差和开关谱超标;接收通路损耗大灵敏度低。 最大功率传输定理:

射频杂散的测试环境搭建及测试方法说明

射频杂散的测试方法 传导杂散骚扰(Conduct Spurious Emissions), 发信机的杂散辐射是指:发信机正常工作时,除了发射出工作频段有用的射频外,还有其他的非有用的射频信号,这些无用信号会对其他的设备产生不良的干扰。 目的:检测手机天线端的离散辐射功率是否符合GSM规范及国家行业标准。国标对杂散的要求是全频段的,鉴于手机的特殊性,最高的杂散点会出现在发射频点的二次三次等多次谐波上,所以本测试把重点集中在这些频点的测试上。 测试要求 使用设备: 所用设备:RATT工具待测机器射频线衰减器滤波器(VHF-1300+,VHF-2700+)频谱分析仪HP8596E 标准信号源Agilent83712B,综合测试仪CMU200

图1 1.3G高通滤波器和2.7G高通滤波器 图2 衰减器图3 频谱分析仪及标准信号源 方法一:使用功分器与综测仪测试 这里使用了一个10db的定向耦合器来作为功率采样,

图9 10db 定向耦合器 1,测试实际连线框图如下: 衰减器 滤波器 频谱分析仪 MS 综测仪 功分器 滤波器需要根据测试的频段,来进行选择。测试GSM900频段时,选用VHF-1300+(1.3G 高通滤波器)测试DCS1800频段时选用VHF-2700+(2.7G 高通滤波器) 测试步骤: 2,测试通道的线损测试方法 线损的测试可以用网络分析仪,也可以用信号源和频谱测试仪来进行点频测试。这里采用信号源和频谱仪的测试方法:

图12 测量线损 测试线损时注意: 耦合器空的一端需要加一个50欧的负载 需要包含衰减器和电缆一起测试 耦合器的直通端是提供给CMU200检测输出功率用的,线损只要测试工作频率10db口的线损测量需要连接相应的高通滤波器一起测试,主要测试相应的二次和三次谐波点的损耗。 注意定向耦合器是有方向的,所以信号源要接输入口 3,测试步骤 按测试的框图搭建测试环境,如下图: 图10 功分器及综测仪测量二次谐波

经典Wifi射频电路的设计与调试

一:WiFi产品的一般射频电路设计(General RF Design In WiFi Product) 2011-01-20 18:18:41 写在前面的话: 这篇文章是我结合多年的工作经验和实践编写而成的,具有一定的实用性,希望能够对大家的设计工作起到一定的帮助作用。 I. 前言 这是一篇针对性很强的技术文章。在这篇文章中,我只是分析研究了Wi-Fi产品的一般射频电路设计,而且主要分析的是Atheros 和Ralink的解决方案,对于其他厂商的解决方案并没有进行研究。 这是一篇针对性很不强的技术文章。在这篇文章中,我研究,讨论了Wi-Fi产品中的射频电路设计,包括各个组成部分,如无线收发器,功率放大器,低噪声放大器,如果把这里的某一部分深入展开讨论,都可以写成一本很厚的书。 这篇文章具有一般性。虽然说这篇文章主要分析了Atheros和Ralink的方案,但是这两家厂商的解决方案很具有代表性,而且具有很高的市场占有率,因此,大部分Wi-Fi 产品也必然是具有一致或者类似的架构。经常浏览相关网站的人一定知道,在中国市场热卖的无线路由器,无线AP很多都是这两家的解决方案。 这篇文章具有一定的实用性。这篇文章的编写是基于我们公司的二十余种参考设计电路,充分吸收了参考设计的精华,并提取其一般性,同时,本文也重在分析实际的电路结构和选择器件时应该注意的问题,并没有进行深入的理论研究,所以,本文具有一定的实用性。 这篇文章是我在自己的业余时间编写的(也可以说我用这种方式消磨时间),如果这篇文章能够为大家的工作带来一点帮助,那将是我最高兴的事。我平时喜欢关注一些业界的新技术新产品,但是内容太多,没有办法写在文章中,感兴趣的同事可以访问我的博客:https://www.wendangku.net/doc/e29215521.html,。研发设计千人群(电子+结构) 在这里,实现资源共享,人脉扩张! 群号229369157 229369157 由于时间有限,编写者水平更加有限,错误之处在所难免,欢迎大家批评指正。 第1章. 射频设计框图 做技术的,讲解某个设计的原理时,都会从讲解框图开始,本人也不例外,先给大家展示一下Wi-Fi产品的一般射频设计框图。

射频功率放大器调试方法

射频功率放大器调试 调试的一般步骤: 1、连接好系统,因为你的放大器有可能会自激,要注意的是做好仪器的保护,在仪器的输 入输出都得加上衰减器,特别是功放输出接到一起输入之间要根据你的攻放可能输出的功率 选择合适的衰减器;同时给mos管栅极供电的电源可以调节电压,给漏极供电的电源最好采 用的有限流功能的;焊好功率管之前,可以先调节好G极的电压为0或很小, 2、焊好功率管之后不要急着加电,一定仔细检查系统,注意测G极的电压的万用表最好使用 指针式的,数字表的表笔可能电压比较高,特别对cmos管,把漏极电源的输出电流限在比较 小的范围内; 3、上电后注意你的仪器的频响波形及电源电流,逐渐调高栅极电压,直至导通,导通后如 果不存在自激现象,逐渐加大电压、逐渐放开漏极电源的输出电流,直到你设计的静态工作 点电压; 4、调试频响,如果功放采用分立元件匹配,可以适当改变电感电容的大小和位置,耐心调 试可以调到你合理的指标要求;如果在较高频率使用,采用微带电路匹配,调试比较困难; 5、频响调试好后,需要调试功放的线性指标,一般来说输出匹配电路对线性影响比较大, 可以先不考虑频响的条件下改变输出匹配,以改善线性指标,待达到你需要的要求指标后, 回到第四步,调试频响,不过这时不要改变输出的匹配的电路, 来来回回调试几次我想可以达到你的要求的。 频响可以先调到2db左右,后就可以把功率调出来,调功率的技巧和你功放的频段有很大的关系,如果是ku的可以推到饱和调,功率够了,最后在在前级调最后的平坦度,一搬不会影响压缩点功率的! 还有就是在调试的时候不要加太大电容来调我上次调BLF147的时候用个220U的结果自激励把芯片烧了 一般800-900M可加10P以下的电容,而WCDMA的则要加1P以下的 我都调了三年了,现在想想,都是从理论出来了无非都是改变推动级和末级阻抗的问题. 就是在某个地方是加大电容容量还是减小电容容量.还有移动电容的位置,位置很重要. 首先要对硬件电路的原理理解,如果是仿真过的电路,实际中把原件参数在设计的范围上下进行修改测试还有就是PA的工作点的选择和输入输出的阻抗匹配。 调出来了,没啥规律,就用电容去调,很简单啊,嘿嘿 LDMOS 是一种横向功率器件,从工艺上它首先不同于CMOS;其次它主要为驱动设计,一般可以承受高压和大电流。 砷化镓GaAs Gallium arsenide。是Ⅲ-Ⅴ族元素化合的化合物,黑灰色固体,熔点1238℃。它在600℃以下,能在空气中稳定存在,并且不为非氧化性的酸侵蚀。砷化镓可作半导体材料,其电子迁移率高、介电常数小,能引入深能级杂质、电子有效质量小,能带结构特殊,可作磊晶片。由于传送讯号的射频元件需要工作频率高、低功率消耗、低杂讯等特色,而砷化镓本身具有光电特性与高速,因此砷化镓多用於光电元件和高频通讯用元件。砷化镓可应用在WLAN、WLL、光纤通讯、卫星通讯、LMDS、VSAT 等微波通讯上不过,砷化镓材料成本较高,使用的制程设备也与一般IC 业者常用的矽制程设备不同。

射频基本概念

射频知识 1、功率/电平(dBm):放大器的输出能力,一般单位为W、mW、dBm 注:dBm是取1mw作基准值,以分贝表示的绝对功率电平。换算公式: 电平(dBm)=10lg(mw) 5W → 10lg5000=37dBm 10W → 10lg10000=40dBm 20W → 10lg20000=43dBm 从上不难看出,功率每增加一倍,电平值增加3dBm 2、增益(dB):即放大倍数,单位可表示为分贝(dB)。 即:dB=10lgA(A为功率放大倍数) 3、插损:当某一器件或部件接入传输电路后所增加的衰减,单位用dB表示。 4、选择性:衡量工作频带内的增益及带外辐射的抑制能力。 -3dB带宽即增益下降3dB时的带宽,-40dB、-60dB同理。 5、驻波比(回波损耗):行驻波状态时,波腹电压与波节电压之比(VSWR) 附:驻波比——回波损耗对照表: SWR 1.2, 1.25, 1.30, 1.35, 1.40, 1.50 回波损耗(dB)21,19,17.6 ,16.6 ,15.6,14.0 RL=20lg [(VSWR+1)/(VSWR-1)]=20lg (Γ) 6、三阶交调:若存在两个正弦信号ω1和ω2 由于非线性作用将产生许多互调分量,其中的2ω1-ω2和2ω2-ω1两个频率分量称为三阶交调分量,其功率P3和信号ω1或ω2的功率之比称三阶交调系数M3。 即M3 =10lg P3/P1 (dBc) 7、噪声系数:一般定义为输出信噪比与输入信噪比的比值,实际使用中化为分贝来计算。单位用dB。 8、耦合度:耦合端口与输入端口的功率比, 单位用dB。

9、隔离度:本振或信号泄露到其他端口的功率与原有功率之比,单位dB。 10、天线增益(dB):指天线将发射功率往某一指定方向集中辐射的能力。一般把天线的最大辐射方向上的场强E与理想各向同性天线均匀辐射场场强E0相比,以功率密度增加的倍数定义为增益。Ga=E2/ E02 11、天线方向图:是天线辐射出的电磁波在自由空间存在的范围。方向图宽度一般是指主瓣宽度即从最大值下降一半时两点所张的夹角。 E面方向图指与电场平行的平面内辐射方向图; H面方向图指与磁场平行的平面内辐射方向图。 一般是方向图越宽,增益越低;方向图越窄,增益越高。 12、天线前后比:指最大正向增益与最大反向增益之比,用分贝表示。 13、单工:亦称单频单工制,即收发使用同一频率,由于接收和发送使用同一个频率,所以收发不能同时进行,称为单工。 14、双工:亦称异频双工制,即收发使用两个不同频率,任何一方在发话的同时都能收到对方的讲话。 单工、双工都属于移动通信的工作方式。 15、放大器:(amplifier)用以实现信号放大的电路。 16、滤波器:(filter)通过有用频率信号抑制无用频率信号的部件或设备 17、衰减器:(attenuator) 在相当宽的频段范围内一种相移为零、其衰减和特性阻抗均为与频率无关的常数的、由电阻元件组成的四端网络,其主要用途是调整电路中信号大小、改善阻抗匹配。 18、功分器:进行功率分配的器件。有二、三、四….功分器;接头类型分N头(50Ω)、SMA 头(50Ω)、和F头(75Ω)三种,移动通信常用的是N头和SMA头。 19、耦合器:从主干通道中提取出部分信号的器件。按耦合度大小分为5、10、15、20…. dB 不同规格;从基站提取信号可用大功率耦合器(300W),其耦合度可从30~65dB中选用;

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