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标题: WiFi产品的一般射频电路设计:Atheros和Ralink解决方案分析 [打印本页]

作者: jack_are    时间: 2022-8-11 10:19
标题: WiFi产品的一般射频电路设计:Atheros和Ralink解决方案分析
1、无线收发器
- e' L( b6 x: i- N3 ?& n/ u我把无线收发器(在本章的以下内容中简称收发器)放在了第一个模块,主要原因就是因为,它一般会是一个设计的核心器件之一,有的时候还可能集成在CPU上,就会是一个设计中的最重要的芯片,同时,理所当然,收发器的重要性决定了它的外围电路必然很复杂,实际上也是如此。而且,如果没有参考设计,完全由我们自主设计的时候,这颗芯片也是我们应该放在第一优先的位置去考虑,这颗芯片从根本上决定着整个设计的无线性能。这样,这一部分的设计讲解起来会比较困难,可是还是想最先讲解这里。
2 v! b% g) E* j; q/ s3 S收发器通常会有很多的管脚,在如图2-1中,我只给出了射频电路设计时会关注的管脚,可以看到,有几个电源管脚,数字地,模拟地,射频输出,功率放大器增益控制,功率检测,温度检测,射频输入,低噪声放大器增益控制,发射、接收切换等管脚,在接下来的内容中,我会把这些管脚分模块逐个讲解。. H3 K2 v. d+ G5 |0 Z' o6 D  |

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" Z- f; _5 C5 N( u+ r# ~1 U2.1 无线收发器芯片的技术参数
  E; p9 ^( c, R: h1 h不同的设计,收发器一般会很不一样,我们大多数时候都不会想着去更换它。一般我们选用收发器,会直接按照参考设计进行,尽管如此,我还是像从一个研发人的角度出发,说一说,在选择无线收发器时应该关注的一些参数(射频电路相关的参数)。. J* R/ B+ s0 o+ [! K
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协议,频率,通路与传输速率; d- P* b* }3 k
在收发器的datasheet中,一般会在开始的几段话中就指出该芯片支持哪些协议,工作在什么频率上,几条通路(也就是几发几收),我们公司目前的主打产品设计都是支持802.11n的。这三项参数的重要性想必不用我说,大家也应该体会得到,它们参数决定着最终的产品的功能。
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调制方式
" F1 w: {/ S+ H$ I  L- e( W4 J调制方式和传输速率是密切相关的,不同的传输速率对应着不通的调制方式。芯片支持的调制方式一般会在Datasheet的特性描述中给出。例如,AR9220支持的调制方式有BPSK,QPSK,16QAM,64QAM,DBPSK,DQPSK,CCK。
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输出功率
- h3 z& G7 p8 D% ~$ o: j有一个现象我一直也弄不清楚,为什么在收发器的Datasheet中不给出其发射功率?这项参数对于我们RF工程师是很重要的,因为这项参数决定着后续功率放大电路的设计,我们要保证收发器的输出功率足以驱动功率放大器,这样,我们才能够设计合理有效的放大器。9 }5 \9 S) H* k0 `" c; i

, @2 w! r& u' d0 ?3 w; _, P接收灵敏度- X! j; A, c! J6 g* v8 @
和输出功率一样,收发器接收灵敏度这项参数也不会在Datasheet中给出,在实际的设计过程中,有了这项参数,我们才能合理地设计低噪声放大器的放大倍数,才能保证低噪声放大器的输出可以被收发器有效的接受。
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射频接口
) \# A- A  y2 ], l! b2 u这项参数关系着我们后续的射频电路的结构。一般来说,收发器应该具有的射频输入管脚包括:射频输出管脚,功率放大器增益控制管脚,功率放大器输出功率检测输入管脚,低噪声放大器增益控制管脚,切换器收发控制管脚,一般Ralink的方案还会有PA温度检测管脚。* l- n! v0 E$ [/ U) \8 L5 p
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供电电压与功耗, Q5 p' j4 ?: ]) c1 p* }
从全局的角度看,供电电压与功耗同样会是我们不得不关注的技术参数,这两项参数关系着电源电路的设计和散热的设计。
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2.2 差分射频信号的处理
8 g  K6 d. `. r7 B2.1. 收发器本身具有的管脚
/ T; b$ ~: l$ [3 X5 i/ c) g: o1 u对于射频信号,为了增强收发器的抗干扰能力,一般会采用差分信号的处理方式,也就是说,收发器会以差分形式将信号发送出去,同时外部电路也必须为收发器提供差分射频信号的输入。如图2-2所示,红色方框内的四只管脚就是这个收发器的差分射频信号的输入,输出管脚,也是最重要的射频信号管脚。
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这里必须指出的是,Atheros的收发器一般会同时对输入与输出做差分处理。但是Ralink一般要求外部输入的信号是差分的,而自身输出的射频信号则不是差分的。图2-3和图2-4分别给出了RT3052(Ralink)和AR9220(Atheros)的主要射频信号管脚。不难发现,Atheros的设计相比Ralink要更加细腻,不只是收发器芯片,在后续电路的设计中,也会发现,Atheros考虑的问题很周全,我想,这也是我们作为研发人应该具备的一种精神。
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( y2 @. a+ O% `2.2. 收发器发送的差分信号
9 Q/ P. c9 h6 c9 U3 k收发器发送的差分信号,我们要想办法把他们合二为一。为什么要这样做,收发器送出的信号是要给功率放大电路的,功率放大电路处理的是单端信号。
: R$ h; _& `2 p0 f* _( w平衡器通常用来处理差分信号的问题,除此之外,我们知道,电感和电容都能够改变信号的相位,从差分信号到单端信号,基本的方法就是用电感和电容组成两条不同的通路,这样,经过处理电路的两路信号就在相位上相差了180°,从而可以使原本相位相差180°的差分信号同相,得到单端信号。相反,使单端信号通过两条不同的通路,就得到了差分信号。" I2 G4 l2 u  j6 R& v
下面让我们来分别看一下这两种方法的电路形式。) \: d. O$ V) K# S+ A% K
方法一,使用平衡器。原本相位相差180°的差分信号经过平衡器(Balun,俗称巴伦),就可以得到合二为一的单端射频信号。如图2-5所示,图中的F1就是一个平衡器,差分信号RFOUT_P和RFOUT_N经过F1得到单端信号RF_OUT。7 f, }+ C& [, |, [/ b

WiFi产品的一般射频电路设计.pdf

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作者: VIC56    时间: 2022-8-11 10:58
感谢,这东西好啊。看看
作者: STGing    时间: 2022-8-11 15:08
谢谢,看到了很不错
作者: ErinYeo    时间: 2022-8-12 11:10
参考了  似乎很厉害的感觉




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