EDA365电子论坛网

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  |

, ]3 G9 z- N$ f) G* @
" 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
$ i! f- P% l7 T' z1 U
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。
5 R. L* \2 T/ ~" G$ Q) u- v* k9 J# }% l1 T6 j8 k/ B
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。
5 T/ i& H$ S" S- M. z& E$ r/ L0 H
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。
2 |; `6 t% n! D& `9 {& I! W( k% T' A  W0 }/ f, B  H- q; K. j7 Y. c
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
& `8 b. ^: V8 J
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。
' U0 A1 c* a8 T0 v: K. {! H5 t# O* n% {7 t( Y; D$ ^% t
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。
- \( `* P+ Y2 V5 O: {9 \0 c ' m+ x9 B! _- H! J
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。
* r  [5 |1 P* l& K8 |7 P2 K
( 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

971.8 KB, 下载次数: 3, 下载积分: 威望 -5

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



欢迎光临 EDA365电子论坛网 (https://bbs.eda365.com/) Powered by Discuz! X3.2