射頻電路結(jié)課論文—wifi產(chǎn)品的一般設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-03-28 07:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ），一個是 ∏ 型匹配網(wǎng)絡(luò)，我們分開兩部分來講。 帶通濾波器 我們知道， 頻段的子載波有 13 個，頻率從 到 ，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）輸出的信號包括了從 到 這樣的一個頻率帶，因此，為了能夠使有用 的信號順利地進(jìn)入功放芯片，無用的雜亂信號被濾除，一般會在功放芯片的輸入回路上放置一個帶通濾波器。 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)算過程，也需要較強(qiáng)的數(shù)學(xué)功底，我們在這里不 進(jìn)行過多的研究。接下來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。 通常情況下，成品的帶通濾波器，輸入和輸出阻抗都會控制在 50 歐姆的標(biāo)稱值，對于通頻帶相關(guān)特性，一張圖表足以反映出來。如圖 44 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，對于通頻帶以外的頻率，衰落的很快。 9 圖 44 HMD845H 的 S21 參數(shù) ∏ 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，我們設(shè)計(jì)或者調(diào)試射頻電路，都是在解決匹配的問題 ，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 這個管腳處，通常芯片的管腳不會匹配到 50 歐姆，我們也不會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 ∏ ，我們來看一下實(shí)際的 ∏ 型匹配網(wǎng)絡(luò)。圖 45 給出的是 Ralink 常用的一種 ∏ 型匹配網(wǎng)絡(luò)。 圖 45 Ralink 常用的 ∏ 型匹配網(wǎng)絡(luò) 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組成部分，帶通濾波器和 ∏ 型匹配網(wǎng)絡(luò)，有了這兩個部分，我們就可以設(shè)計(jì)一個完整的輸入回路了。如圖 46 所 10 示，就是一個設(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 ∏ 型匹配網(wǎng)絡(luò)。 圖 46 完整設(shè)計(jì)的功放電路的輸入回路 輸出回路 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)可能有人會問，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？原因很簡單，這里的低通濾波器要解決的主要問題時(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題就是匹配問題。其實(shí)，在射頻電路的設(shè)計(jì)中，匹配的這個問題會一直伴隨著我們。 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多的理論知識，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)一般會使用三個元件，而 Ralink 一般會使用五個元件。如圖 47 所示，是 Ralink 常用的濾波器形式。在圖中， C112， C111， C113， C110和 C114 就組成了一個低通濾波器，來自功放芯片的信號 PA_OUT 經(jīng)過濾 波器后得到 LPF_OUT 這信號送至后續(xù)電路。 圖 47 Ralink 常用的低通濾波器 11 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 48 所示。 圖 48 完整設(shè)計(jì)的功率放大器輸出回路 功率檢測 功率檢測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)，無線收發(fā)器就可以調(diào)整自身的輸出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)定在一個固定的值。 功率檢測電路輸出的是直流電壓值，這個電壓值送給無線收發(fā)器之后，無線
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