浅析通信射频模块控制电路设计引言 通信系统的快速发展使射频模块和基带之间的数据速度得到了极大的提高。通信射频模块中的基带信号包含了自动增益、自动功率和自动频率等调节信息，这些调节信息都是通信系统的基础。对误码率进行解决的话，传统方法有FEC(前向纠错码)或者AＲQ(自动重传请求算法)，FEC算法带宽较大，AＲQ算法带宽较小。但是两种算法在实际的计算中会因为数据重传请求以及相应过程为其带来较大的延迟，除了这两种算法，还有CＲC校验算法也在通信射频模块控制电路中有较为广泛的应用。 1无线终端系统设计 无线终端系统示意图如图1所示。CBM:通信基带模块;CＲMCC:射频模块控制电路;CＲM:通信射频模块。通信基带模块主要负责信源编码和解码;射频模块控制电路主要接收来自通信射频模块的基带控制信号，并将其生成射频模块控制信号(ＲFCS)，通过射频模块控制信号对通信射频模块进行控制，并向通信射频模块返回信号接收回馈信息(SＲCFM)。射频模块会在射频模块信号控制下，接收来自基带传输的通信数据。 2常见的纠错算法 一个标准的时序信号会显示正常的信号示意，DATA信号是最高有效位，可以对信号进行优先传输，原始的DATA信号所传输的信号是二进制，相对于其他质量的DATA信号，CLK信号的最高位并没有
被采样，DATA信号可以在其他的时间保持高电平，并将最后的采样结果表示为8位的二进制。如果该数据用于控制信号功率，对于功率信号而言，增加的倍数较多，对通信系统将会造成十分严重的影响。移动通信会随着终端和基站之间的距离而随时发生变换，AGC和AFC 参数需要进行修正设置，对于出现的传输错误以及数据跳变等操作，通信射频模块控制电路需要对其作出正确的反应。同时为了更好地解决基带和射频模块之间存在的误码问题，可以采用FEC(前向纠错码)或者AＲQ(自动重传请求算法)。AＲQ(自动重传请求算法)有几种典型的技术方式，比如停止等待、回退N步以及选择重传等方式，其中回退N步方式与选择重选方式在正常的工作环境下具有较好的性能，但是应用到射频控制模块中，存在无法实现等待回传数据的问题，限制了自动重传请求算法的实际应用。FEC(前向纠错码)算法在实际的使用中，误码率为1/2或3/4，原始码率能够达到200%，但是占用的额外带宽较大，对于信道有限的通信射频控制模块而言无法得到更好的实现效果。 3自适应滤波器 自适应滤波器与普通的滤波器不同，自适应滤波器会根据外部的环境变化而发生变化，通过改变自身的冲激响应来获取最佳的滤波效果;同时，自适应滤波器还包含了普通滤波器的硬件电路。滤波器的自适应算法可以根据上一个阶段的滤波参数适应来自外界的信号变化，从而达到最佳的性能要求，自适应滤波器是线性变化的过程。自适应滤波器包含了数字滤波器和自适应滤波算法两部分，数字滤波器
WiFi产品的电路设计 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。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。
图1-1 Wi-Fi产品的一般射频设计框图 如图1-1所示，一般Wi-Fi产品的射频部分由五大部分组成（这是我个人的见解，不同的工程师可能会有不同的想法），蓝色的虚线框内统一看成是功率放大器部分。无线收发器（Radio Transceiver）一般是一个设计的核心器件之一，除了与射频电路的关系比较密切以外，一般还会与CPU有关，在这里，我们只关注其与射频电路相关的一些内容。发送信号时，收发器本身会直接输出小功率的微弱的射频信号，送至功率放大器（Power Amplifier，PA）进行功率放大，然后通过收发切换器（Transmit/Receive Switch）经由天线（Antenna）辐射至空间。接收信号时，天线会感应到空间中的电磁信号，通过切换器之后送至低噪声放大器（Low Noise Amplifier，LNA）进行放大，这样，放大后的信号就可以直接送给收发器进行处理， 进行解调。 在后续的讲解中，我会将图1-1中的各个部分逐个展开，将每一个都暴露在大家眼前，也会详细讲解每一部分的设计，相信大家在认真仔细的阅读这篇文档之后，就可以对射频的各个组成部分有一个比较清晰的认识。 第2章. 无线收发器 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。 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（PLL，VCO），射频输出，
基于射频的无线通信技术方案 在很多场合有线通信技术并不能满足实际需要，比如在野外恶劣环境中作业。使用无线射频通信芯片构建的通信模块，用单片机作为控制部件，配合一定的外围电路就能很好地进行两地空间区域信号对接，实现自由数据通信，解决了无线通信的技术难题。并且其具有硬件构造简单、维护方便、通信速率高、性能稳定等优点，能在电子通信业得到广泛应用。 本文的控制部件选用AT89C51型单片机。由于这种芯片只有SPI 通信接口，而目前常用的单片机都没有这种接口，因此需要对该芯片的通信时序进行模拟，所以在控制器里编程时要严格按照芯片工作时序进行。 电路原理 NRF24L01芯片构成的通信模块电路设计 NRF24L01芯片通信模块电路核心器件NRF24L01 配合网络晶振、解耦电容、偏极电阻一起工作构造稳定射频通信模块。该芯片是贴片结构，模块占用空间少，如图1所示。
图1 由NRF24L01 芯片构成的通信模块电路图。 电源电路设计 电源电路如图2所示，B1 是9 V 蓄电池或者锂电池，能够反复充电。C1， C2 ， C3 ， C4 都是滤波电容，起到一次与二次滤波作用。D1，D2 是稳压二极管，使输出端的电压稳定在理想的水平电压。芯片7805 是三端稳压集成电路芯片，具有正电压输出。其电路内部还有过流、过热及调整管等保护电路，最终目的把9 V 电源转变成稳定5 V 输出，为后续设备供电。
图2电源电路图 系统通信电路设计 系统通信电路如图3所示。本电路中应用单片机AT89C51作为控制芯片，对NRF24L01 主通信模块的接口时序模拟和对数据的发送与接收进行处理。
无线收发模块大全 本文中着重通过几种实用的无线收发模块的剖析为你逐步揭开无线收发的原理，应用和结构，希望对你有所裨益！ 无线数据传输广泛地运用在车辆监控、遥控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁系统、小区传呼、工业数据采集系统、无线标签、身份识别、非接触RF智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象监控、机器人控制、无线232 数据通信、无线485/422数据通信、数字音频、数字图像传输等领域中。
这是DF发射模块，体积：19x19x8毫米，右边是等效的电路原理图 主要技术指标： 1。通讯方式：调幅AM 2。工作频率：315MHZ (可以提供433MHZ，购货时请特别注明） 3。频率稳定度：±75KHZ 4。发射功率：≤500MW 5。静态电流：≤0.1UA 6。发射电流：3～50MA 7。工作电压：DC 3～12V DF数据发射模块的工作频率为315M，采用声表谐振器SAW稳频，频率稳定度极高，当环境温度在－25～＋85度之间变化时，频飘仅为3ppm/度。特别适合多发一收无线遥控及数据传输系统。声表谐振器的频率稳定度仅次于晶体，而一般的LC振荡器频率稳定度及一致性较差，即使采用高品质微调电容，温差变化及振动也很难保证已调好的频
点不会发生偏移。 DF发射模块未设编码集成电路，而增加了一只数据调制三极管Q1,这种结构使得它可以方便地和其它固定编码电路、滚动码电路及单片机接口，而不必考虑编码电路的工作电压和输出幅度信号值的大小。比如用PT2262等编码集成电路配接时，直接将它们的数据输出端第17脚接至DF数据模块的输入端即可。 DF数据模块具有较宽的工作电压范围3～12V，当电压变化时发射频率基本不变,和发射模块配套的接收模块无需任何调整就能稳定地接收。当发射电压为3V时，空旷地传输距离约20～50米，发射功率较小，当电压5V时约100～200米，当电压9V时约300～500米，当发射电压为12V时，为最佳工作电压，具有较好的发射效果，发射电流约60毫安，空旷地传输距离700～800米，发射功率约500毫瓦。当电压大于l2V时功耗增大，有效发射功率不再明显提高。这套模块的特点是发射功率比较大，传输距离比较远，比较适合恶劣条件下进行通讯。天线最好选用25厘米长的导线，远距离传输时最好能够竖立起来，因为无线电信号传输时收很多因素的影响，所以一般实用距离只有标称距离的20％甚至更少，这点需要在开发时注意考虑。 DF数据模块采用ASK方式调制，以降低功耗，当数据信号停止时发射电流降为零，数据信号与DF发射模块输入端可以用电阻或者直接连接而不能用电容耦合，否则DF发射模块将不能正常工作。数据电平
RF电路的PCB设计技巧 如今PCB的技术主要按电子产品的特性及要求而改变，在近年来电子产品日趋多功能、精巧并符合环保条例。故此，PCB的精密度日高，其软硬板结合应用也将增加。 PCB是信息产业的基础，从计算机、便携式电子设备等，几乎所有的电子电器产品中都有电路板的存在。随着通信技术的发展，手持无线射频电路技术运用越来越广，这些设备(如手机、无线PDA等)的一个最大特点是：第一、几乎囊括了便携式的所有子系统；第二、小型化，而小型化意味着元器件的密度很大，这使得元器件（包括SMD、SMC、裸片等）的相互干扰十分突出。因此，要设计一个完美的射频电路与音频电路的PCB，以防止并抑制电磁干扰从而提高电磁兼容性就成为一个非常重要的课题。 因为同一电路，不同的PCB设计结构，其性能指标会相差很大。尤其是当今手持式产品的音频功能在持续增加，必须给予音频电路PCB布局更加关注.据此本文对手持式产品RF电路与音频电路的PCB的巧妙设计（即包括元件布局、元件布置、布线与接地等技巧）作分析说明。 1、元件布局 先述布局总原则：元器件应尽可能同一方向排列，通过选择PCB进入熔锡系统的方向来减少甚至避免焊接不良的现象；由实践所知，元器件间最少要有 0.5mm的间距才能满足元器件的熔锡要求，若PCB板的空间允许，元器件的间距应尽可能宽。对于双面板一般应设计一面为SMD及SMC元件，另一面则为分立元件。 1.1 把PCB划分成数字区和模拟区 任何PCB设计的第一步当然是选择每个元件的PCB摆放位。我们把这一步称为“布板考虑“。仔细的元件布局可以减少信号互连、地线分割、噪音耦合以及占用电路板的面积。 电磁兼容性要求每个电路模块PCB设计时尽量不产生电磁辐射，并且具有一定的抗电磁干扰能力，因此，元器件的布局还直接影响到电路本身的干扰及抗干扰能力，这也直接关系到所设计电路的性能。
射频接收模块 - RFM01 概述: RFM01是一款低成本的ISM频段射频接收模块,其核心电路采用的是带锁相环（PLL）和零中频技术的RF01射频接收芯片,可工作在315/433/868/915MHZ四个频段,并符合FCC和ETSI要求.它还提供一个SPI接口,实现由MCU通过软件去设置各种射频参数和其它辅助功能.RFM01与发射模块RFM02配对,组成一个完整的收发系统，可靠传输距离可以达到300米以上（在433频段）. 特点: ?成本低,性价比高. ?生产免调试. ?采用PLL和零中频技术 ?锁相时间快 ?高分辩率的PLL，频率间隔最小2.5KHz ?高数据传输率(使用内部数据滤波器最高115.2 kbps) ?直接差分天线输入 ?天线阻抗自动调谐 ?可编程接收带宽(67 到400 kHz) ?模拟和数字接收信号强度指示(ARSSI/DRSSI) ?自动频率控制(AFC) ?数据质量检测(DQD) ?内部数据过滤 ?SPI控制接口 ?可为MCU提供时钟和复位信号 ?16位接收数据寄存器（先入先出队列） ?低功耗模式(少于0.5毫安的平均电流) ?标准10MHz晶振 ?唤醒定时器 ?低电压检测 ?可编程的晶振负载电容 ? 2.2V到5.4V供电 ?低功耗 ?睡眠模式电流(0.3μA)
射频发射模块 - RFM02 概述： RFM02是一款低成本的ISM 频段射频发射模块,其核心电路采用的是带锁相环（PLL）技术的RF02射频接收芯片,可工作在433/868/915MHZ三个频段,并符合FCC和ETSI要求.它还提供一个SPI接口,实现由MCU通过软件去设置各种射频参数和其它辅助功能.RFM02与接收模块RFM01配对,组成一个完整的收发系统，可靠传输距离可以达到300米以上（在433频段）. 特点： ?成本低,性价比高. ?生产免调试. ?采用PLL技术 ?高分辩率的PLL，频率间隔最小2.5KHz ?可编程调制频偏大小（30KHz到240KHz,30KHz间隔） ?可编程输出功率大小 ?高数据传输率(FSK比特率最高115.2 kbps) ?直接差分天线输出 ?天线阻抗自动调谐 ?SPI控制接口 ?可为MCU提供时钟信号 ?标准10MHz晶振 ?可编程的晶振负载电容 ?唤醒定时器 ?低电压检测 ? 2.2V到5.4V供电 ?低功耗 ?低静态电流(0.3 μA)
武汉虹信通信技术有限责任公司 WRI_HX 0 修改记录 版本号 C/0 武汉虹信通信技术有限责任公司 管理文件 文件编号 HX/QI/0363 实施日期 2009.05.04 结构设计规范—射频模块结构设计流程 页次： 1/11 目 录 0、修改记录 1、 模块总体设计原则 2、 模块机电交互设计原则 3、模块结构设计原则之零件建模 4、模块结构设计原则 5、模块加工、包装 编制 吴卫华 审核 甘洪文 批准 余勋林
1 模块总体设计原则 1.1模块总体设计原则之TOP-DOWN设计 ?总纲领：自顶向下的设计原则，是整机布局设计的后续任务； ?现在做了哪些：列出设计原则，设计要点； ?哪些还不完善：范例还不完善，技术还在发展； ?后期怎么去做：完善范例，追踪技术发展方向。 1.1.1 在整机设计中考虑模块体量 ?长度和宽度由整机布局给出参考尺寸； ?厚度由PCB堆叠的层数确定，堆叠的PCB间如果有电源，信号或射频的硬连接， 此两PCB的板间距离由连接器的高度确定，合理选择较高器件的封装形式； ?模块长度、宽度、以及安装孔的距离尺寸取到模数尺寸，优选为0或5结尾，次选 为3和8结尾； ?模块的安装厚度（既安装孔处的厚度）按照虹信公司紧固件规范选用。 1.1.2 在整机设计中考虑接口方式 ?电源的接口方式，有直接的插座引出，有和监控合并后的多PIN座转接或盲插； ?监控的接口方式，有直接的DB9座引出，有和电源合并后的多PIN座转接或盲插；
?射频的接口方式，方向上分有垂直向上和水平方向，按与外部电缆连接分有螺口和 卡口，常用规格有SMA和SMB和N型，根据整机布局，整机的射频指标、频率 和功率等合理选取； ?其他接口方式，可以参考上述3点，合理选取。 1.1.3 在整机设计中考虑安装方式 ?模块的四个对角应有安装孔，大功率射频模块靠近放大管的部位需根据情况加一安 装孔； ?若模块安装在中蓝顶（或类似侧壁安装的情况），模块的安装孔平面不可相对模块 顶部下沉； ?规定M3，M4用在哪些地方（根据功率大小）； ?固定PCB用的M2、M2.5如何选用，材质确定（蓝白锌和不锈钢）。 1.1.4在整机设计中考虑模块的外部散热条件 ?由于整机的体积功率密度的限制，以及模块排列的日益紧凑化，应有整机散热方案； ?射频模块由于布板和结构限制，从热源到热沉的传热通道存在哪些瓶颈； ?分配到模块的结壳热阻会影响到模块的尺寸和PCB布局方式； ?目前公司可行的方法是热测试和软件模拟，基本满足设计要求。 1.1.5 在整机设计中考虑模块运动检查 ?模块安装操作空间，插座接头操作安装空间； ?模块的外部接口需要连接其他单板和模块；有一直线方向的运动距离； ?射频电缆接头是否为直头或弯头或受指标限制必须为直头等因素决定接头的类型； ?供电和监控是带导向的盲插还是软跳线决定插头型号和方向，在《模块结构设计输 入文件表》中说明，见附件。
前言 无线方案适用于布线繁杂或者不允许布线的场合，目前在遥控遥测、门禁系统、无线抄表、小区传呼、工业数据采集、无线遥控系统、无线鼠标键盘等应用领域，都采用了无线方式进行远距离数据传输。目前，蓝牙技术和技术已经较为成熟的应用在无线数据传输领域，形成了相应的标准。然而，这些芯片相对昂贵，同时在应用中，需要做很多设计和测试工作来确保与标准的兼容性，如果目标应用是点到点的专用链路，如无线鼠标到键盘，这个代价就显得毫无必要。 本无线数据传输系统采用挪威公司推出的工作于2.4频段的24L01射频芯片。与蓝牙和相比，24L01射频芯片没有复杂的通信协议，它完全对用户透明，同种产品之间可以自由通信。更重要的是，24L01射频芯片比蓝牙和所用芯片更便宜。系统由单片机32F103控制无线数字传输芯片24L01,通过无线方式进行数据双向远程传输,两端采用全双工方式通信，该系统具有成本低，功耗低，软件设计简单以及通信可靠等优点。
1. 总体设计方案 无线通信技术迅速发展，有多种通讯方案可供选择，这里从实用，经济和实现等方面进行综合的考虑分析，选出合适的设计方案。 1.1 无线通信方式的比较和选择 方案一：采用模块进行通信，模块需要借助移动卫星或者手机卡，虽说能够远距离传输，但是其成本较大、且需要内置卡，通信过程中需要收费，后期成本较高。 方案二：采用公司2430无线通信模块，此模块采用总线模式，传输速率可达250，且内部集成高性能8051内核。但是此模块价格较贵，且协议相对较为复杂。 方案三：采用24L01无线射频模块进行通信，24L01是一款高速低功耗的无线通信模块。他能传输上千米的距离（加），而且价格较便宜，采用总线通信模式电路简单，操作方便。 考虑到系统的复杂性和程序的复杂度，我们采用方案三作为本系统的通信模块。 1.2 微控制器的比较和选择 方案一：采用传统的89S52单片机作为主控芯片。此芯片价格便宜、操作简便，低功耗，比较经济实惠,但是应用很局限，且要求较高时传统的89S52单片机达不到要求。 方案二：采用公司生产的430F149系列单片机作为主控芯片。此单片机是一款高性能的低功耗的16位单片机，具有非常强大的功能，且内置高速12位。但其价格比较昂贵，而且是贴片封装，不利于焊接，需要制板，大大增加了成本和开发周期。 方案三：基于公司3内核的32F103系列处理器，采用串行单线调试和，通过调试器你可以直接从获取调试信息，从而使产品设计大大简化，主要应用于要求高性能、低成本、低功耗的产品。 根据系统需要，从性能和价格上综合考虑我们选择方案三，即用32F103作为本系统的主控芯片。 1.3 串行通信方式比较和选择 485串行通信：该接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰性好。具有多机通信能力，这样用户可以利用单一的485接口方便地建立起设备网络。接口组成的半双工网络，一般只需二根信号线，所以它的接口均采用屏蔽双绞线传输，数据信
结构设计规范-射频模块结构设计流程 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
版本号C/0武汉虹信通信技术有限责任公司 管理文件文件编号 HX/QI/0363 实施日期 结构设计规范—射频模块结构 设计流程 页次： 1/11 目录 0、修改记录 1、模块总体设计原则 2、模块机电交互设计原则 3、模块结构设计原则之零件建模 4、模块结构设计原则 5、模块加工、包装 编制吴卫华审核甘洪文批准余勋林 版本号更改说明修订人日期审核日期批准日期 1模块总体设计原则
1.1模块总体设计原则之TOP-DOWN设计 总纲领：自顶向下的设计原则，是整机布局设计的后续任务； 现在做了哪些：列出设计原则，设计要点； 哪些还不完善：范例还不完善，技术还在发展； 后期怎么去做：完善范例，追踪技术发展方向。 1.1.1 在整机设计中考虑模块体量 长度和宽度由整机布局给出参考尺寸； 厚度由PCB堆叠的层数确定，堆叠的PCB间如果有电源，信号或射频的硬连接，此两PCB的板间距离由连接器的高度确定，合理选择较高器件的封装形式； 模块长度、宽度、以及安装孔的距离尺寸取到模数尺寸，优选为0或5结尾，次选为3和8结尾； 模块的安装厚度（既安装孔处的厚度）按照虹信公司紧固件规范选用。 1.1.2 在整机设计中考虑接口方式 电源的接口方式，有直接的插座引出，有和监控合并后的多PIN座转接或盲插； 监控的接口方式，有直接的DB9座引出，有和电源合并后的多PIN座转接或盲插； 射频的接口方式，方向上分有垂直向上和水平方向，按与外部电缆连接分有螺口和卡口，常用规格有SMA和SMB和N型，根据整机布局，整机的射频指标、频率和功率等合理选取； 其他接口方式，可以参考上述3点，合理选取。 1.1.3 在整机设计中考虑安装方式 模块的四个对角应有安装孔，大功率射频模块靠近放大管的部位需根据情况加一安装孔； 若模块安装在中蓝顶（或类似侧壁安装的情况），模块的安装孔平面不可相对模块顶部下沉； 规定M3，M4用在哪些地方（根据功率大小）； 固定PCB用的M2、如何选用，材质确定（蓝白锌和不锈钢）。 1.1.4在整机设计中考虑模块的外部散热条件 由于整机的体积功率密度的限制，以及模块排列的日益紧凑化，应有整机散热方案； 射频模块由于布板和结构限制，从热源到热沉的传热通道存在哪些瓶颈； 分配到模块的结壳热阻会影响到模块的尺寸和PCB布局方式； 目前公司可行的方法是热测试和软件模拟，基本满足设计要求。 在整机设计中考虑模块运动检查 模块安装操作空间，插座接头操作安装空间； 模块的外部接口需要连接其他单板和模块；有一直线方向的运动距离； 射频电缆接头是否为直头或弯头或受指标限制必须为直头等因素决定接头的类型； 供电和监控是带导向的盲插还是软跳线决定插头型号和方向，在《模块结构设计输入文件表》中说明，见附件。 1.1.6输出格式：可以是2D 的工程图，含必要的投影视图；也可以是PROE的prt 示例 1：单板的毛坯图
实用资料——射频电路板设计技巧成功的RF设计必须仔细注意整个设计过程中每个步骤及每个细节，这意味着必须在设计开始阶段就要进行彻底的、仔细的规划，并对每个设计步骤的进展进行全面持续的评估。而这种细致的设计技巧正是国内大多数电子企业文化所欠缺的。 近几年来，由于蓝牙设备、无线局域网络(WLAN)设备，和移动电话的需求与成长，促使业者越来越关注RF电路设计的技巧。从过去到现在，RF电路板设计如同电磁干扰(EMI)问题一样，一直是工程师们最难掌控的部份，甚至是梦魇。若想要一次就设计成功，必须事先仔细规划和注重细节才能奏效。 射频(RF)电路板设计由于在理论上还有很多不确定性，因此常被形容为一种「黑色艺术」(black art) 。但这只是一种以偏盖全的观点，RF电路板设计还是有许多可以遵循的法则。不过，在实际设计时，真正实用的技巧是当这些法则因各种限制而无法实施时，如何对它们进行折衷处理。重要的RF设计课题包括：阻抗和阻抗匹配、绝缘层材料和层叠板、波长和谐波...等，本文将集中探讨与RF电路板分区设计有关的各种问题。 微过孔的种类 电路板上不同性质的电路必须分隔，但是又要在不产生电磁干扰的最佳情况下连接，这就需要用到微过孔(microvia)。通常微过孔直径为0.05mm至0.20mm，这些过孔一般分为三类，即盲孔(blind via)、埋孔(bury via)和通孔(through via)。盲孔位于印刷线路板的顶层和底层表面，具有一定深度，用于表层线路和下面的内层线路的连接，孔的深度通常不超过一定的比率(孔径)。埋孔是指位于印刷线路板内层的连接孔，它不会延伸到线路板的表面。上述两类孔都位于线路板的内层，层压前利用通孔成型制程完成，在过孔形成过程中可能还会重叠做好几个内层。第三种称为通孔，这种孔穿过整个线路板，可用于实现内部互连或作为组件的黏着定位孔。 采用分区技巧 在设计RF电路板时，应尽可能把高功率RF放大器(HPA)和低噪音放
一、概述 射频 顾名思义就是适于无线电传播的无线电频率，原因有两个： 一、是射频适于天线辐射，在空中产生无线电波； 二、射频具有宽阔的频段，能容纳很多互不干涉扰的频道或信道。射频波段划分 通常按波长长短来划分，分为：长波、中波、短波、超短波、分米波、厘米波、毫米波等。 1、长波波段波长1000 ~ 10000m，频率 30 ~ 300KHz，适用于远距离通信 2、中波波段波长100 ~ 1000m，频率 300 ~ 3000KHz，适用于广播、通信、导航 3、短波波段波长10 ~ 100m，频率 3 ~ 30MHz，适用于广播、通信 4、超短波波段波长1 ~ 10m，频率30 ~300 MHz，适用于通信、电视广播、雷达 5、分米波波段波长10 ~ 100cm，频率300 ~3000MHz，适用于通 信、中继通信、卫星通信、电视广播、雷达 6、厘米波波段波长1 ~ 10cm，频率3 ~ 30GHz，适用于中继通信、卫星通信、雷达
7、毫米波波段波长〈 1cm，适用于中继通信、卫星通信 二、无线通信系统 射频各组成部分 主要分为天线、发射和接收几部分。 天线分为接收天线和发射天线。接收天线将接收到的卫星收发射的电磁波信号转换成电压或电流信号，以供接收机射频端摄取与处理。发射天线是将调制放大后的射频信号转换成电磁波信号发射出去。 发射接收电路结构 通信机由发射机和接收机组成。发射机射频部分的任务是完成基带信号对载波的调制，将其变成通带信号并搬移到所需的频段上且有足够的功率发射，其结构框图如图2.1 所示。发射机发射的信号是处于某一信道内的高频率大功率信号，应尽量减少它对其他相邻信道的干扰。 接收机的射频部分与发射机相反，见图2.2，它要从众多的电波中选
0 修改记录 武汉虹信通信技术有限责任公司WRI_HX
1 模块总体设计原则 1.1模块总体设计原则之TOP-DOWN设计 ?总纲领：自顶向下的设计原则，是整机布局设计的后续任务； ?现在做了哪些：列出设计原则，设计要点； ?哪些还不完善：范例还不完善，技术还在发展； ?后期怎么去做：完善范例，追踪技术发展方向。 1.1.1 在整机设计中考虑模块体量 ?长度和宽度由整机布局给出参考尺寸； ?厚度由PCB堆叠的层数确定，堆叠的PCB间如果有电源，信号或射频的硬连接， 此两PCB的板间距离由连接器的高度确定，合理选择较高器件的封装形式； ?模块长度、宽度、以及安装孔的距离尺寸取到模数尺寸，优选为0或5结尾，次选 为3和8结尾； ?模块的安装厚度（既安装孔处的厚度）按照虹信公司紧固件规范选用。 1.1.2 在整机设计中考虑接口方式 ?电源的接口方式，有直接的插座引出，有和监控合并后的多PIN座转接或盲插； ?监控的接口方式，有直接的DB9座引出，有和电源合并后的多PIN座转接或盲插；
?射频的接口方式，方向上分有垂直向上和水平方向，按与外部电缆连接分有螺口和 卡口，常用规格有SMA和SMB和N型，根据整机布局，整机的射频指标、频率 和功率等合理选取； ?其他接口方式，可以参考上述3点，合理选取。 1.1.3 在整机设计中考虑安装方式 ?模块的四个对角应有安装孔，大功率射频模块靠近放大管的部位需根据情况加一安 装孔； ?若模块安装在中蓝顶（或类似侧壁安装的情况），模块的安装孔平面不可相对模块 顶部下沉； ?规定M3，M4用在哪些地方（根据功率大小）； ?固定PCB用的M2、M2.5如何选用，材质确定（蓝白锌和不锈钢）。 1.1.4在整机设计中考虑模块的外部散热条件 ?由于整机的体积功率密度的限制，以及模块排列的日益紧凑化，应有整机散热方案； ?射频模块由于布板和结构限制，从热源到热沉的传热通道存在哪些瓶颈； ?分配到模块的结壳热阻会影响到模块的尺寸和PCB布局方式； ?目前公司可行的方法是热测试和软件模拟，基本满足设计要求。 1.1.5 在整机设计中考虑模块运动检查 ?模块安装操作空间，插座接头操作安装空间； ?模块的外部接口需要连接其他单板和模块；有一直线方向的运动距离； ?射频电缆接头是否为直头或弯头或受指标限制必须为直头等因素决定接头的类型； ?供电和监控是带导向的盲插还是软跳线决定插头型号和方向，在《模块结构设计输 入文件表》中说明，见附件。
射频模块通讯协议 一、基本通讯协议 1、射频模块一般作为被动设备，由上位软件主动对其进行操作 2、射频模块有中断功能，当插卡或拔卡时，会主动向上位机发送中断信息 3、上位机在空闲时，应接受来自射频模块的拔插卡中断信息 4、上位机发送的命令数据协议 命令头【3】+命令长度【1】+命令长度校验码【1】+命令字【1】+命令数据【n】 +命令数据校验和【1】+命令结束符【1】总长度不超过64字节 说明： 命令头：AA 54 38 命令长度：命令体长度（命令字+命令数据）。 命令长度校验码：命令长度的反码 命令数据校验和：命令字【1】+命令数据【n】 命令尾结束符：00 应答数据和命令数据的命令字相同 5、命令数据中地址传输约定：高字节在前，低字节在后 6、协议中未加说明的加密算法约定：des算法，未加说明的加密密钥约定：des密钥（8字 节） 7、数据协议中的错误码，参考附1中的错误码，错误码可扩展，但需要同步协议 二、卡操作命令 1、寻卡 命令字：01 命令数据： 长度0 数据空 应答数据（成功）： 长度1+1+4：成功标志【1】+卡类型【1】+ID号【4】（0：成功非0：失败，错误码）; (注：卡类型0x01—S50；0x02—S70；0x03—UltraLight； 0x04—DESFire;0x05—Pro)
长度1：成功标志【1】（0：成功非0：失败，错误码） 2、选择卡（卡ID号） 命令字：02 命令数据：卡ID号 长度 4 卡ID号【4】 应答数据（处理结果） 长度1：成功标志【1】（0：成功非0：失败，错误码） 3、读卡数据块命令（块号） 命令字：03 命令数据： 长度 1 数据块号【1】 应答数据（成功）： 长度1+n：成功标志【1】（0：成功非0：失败，错误码）+ 数据【16】 应答数据（失败）： 长度1：成功标志【1】（0：成功非0：失败，错误码） 4、写卡数据块 命令字：04 命令数据： 长度1+16 数据块号【1】、数据【16】 应答数据（处理结果）： 长度1 数据成功标志【1】（0：成功非0：失败，错误码） 5、初始化钱包命令 命令字05 命令数据： 长度：5 数据：块地址【1】+金额【4】 说明：金额值低字节在前；（用到低31位，最高位无效） 应答数据（成功）： 长度1+4 成功标志【1】（0：成功非0：失败，错误码）+ 初始化后金额【4】应答数据（失败）： 长度1 数据成功标志【1】（0：成功非0：失败，错误码） 6、充值(加钱)命令 命令字06 命令数据： 长度：5 数据：块地址【1】+充值金额【4】 应答数据（成功）： 长度1+4 成功标志【1】（0：成功非0：失败，错误码）+ 充值后金额【4】
GSM/GPRS无线通信模块射频部分硬件 设计 文/王国强 1、引言 随着无线通信技术的发展，各种无线通信设备已经广泛应用于人们日常生活、工作的各种场合，为人们的生产、生活提供了各种便利。芯讯通(SIMCom，以下简称SIMCom)作为一家专业的无线通信模块设计、销售公司，立志于为客户提供高集成度、易于使用的各种无线通信模块，以帮助客户更好的实现各种无线通信应用方案的设计。 SIMCom提供的无线通信模块具有极高的集成度，客户的集成和使用非常的简单和便利，只需要添加一些简单的外围接口电路（如SIM卡电路、电源电路、通信接口等），即可完成产品无线通信功能的设计，而实现无线通信功能所必需的信号处理电路、收/发信机电路等则都已集成在SIMCom提供的无线通信模块中了。一个简单的基于SIMCom GSM/GPRS无线通信模块的产品硬件框图如图1.1所示： 图1.1 典型的产品硬件框图 虽然SIMCom GSM/GPRS无线通信模块具有极高的集成度，但客户的外围设计仍然相当重要。其中，天线、天线外围电路以及电源电路部分的设计，显得尤为关键，如设计不当，将会导致产品最终的射频性能受到较大的影响。 基于此，为使客户能够更好的使用SIMCom提供的GSM/GPRS无线通信模块，设计出性能优越的GSM/GPRS移动通信终端产品，缩短客户产品的设计周期，本文就影响产品射频性能的一些关键部分，从理论基础及实际设计两方面，给出必要的建议供客户参考。全文内容主要分为三个部分，第一部分介绍一些基本的理论知识，其中涉及传输线，阻抗匹配及开关电源干扰特性分析等；第二部分介绍推荐的天线外围电路及电源电路设计；第三部分给出PCB设计的一些重要原则。
RF射频技术在无线通信领域的应用及发展 什么是射频Radio Frequency ，简称RF射频就是射频电流，它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于10000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。射频技术在无线通信领域具有广泛的、不可替代的作用。 蓝牙射频技术蓝牙无线技术采用的是一种扩展窄带信号频谱的数字编码技术，通过编码运算增加了发送比特的数量，扩大了使用的带宽。蓝牙使用跳频方式来扩展频谱。跳频扩频使得带宽上信号的功率谱密度降低，从而大大提高了系统抗电磁干扰、抗串话干扰的能力，使得蓝牙的无线数据传输更加可靠。 在频带和信道分配方面，蓝牙系统一般工作在2.4GHz的ISM频段。起始频率为2.402GHz，终止频率为2.480GHz，还在低端设置了2MHz的保护频段，高端设置了3.5MHz的保护频段。共享一个公共信道的所有蓝牙单元形成一个微网，每个微网最多可以有8个蓝牙单元。在微网中，同一信道的各单元的时钟和跳频均保持同步。蓝牙具有以下的射频收发特性。蓝牙采用时分双工传输方案，使用一个天线利用不同的时间间隔发送和接收信号，且在发送和接收信息中通过不断改变传输方向来共用一个信道，实现全双工传输；蓝牙发射功率可分为3个级别：100mW、2.5mW和1mW。一般采用的发送功率为1mW，无线通信距离为10m，数据传输速率达1Mb/s。若采用新的蓝牙2.0标准，发送功率为100mW，可使蓝牙的通信距离达100m，数据传输速率也达到10Mb/s。除此之外，蓝牙标准还对收发过程的寄生辐射、射频容限、干扰和带外抑制等做了详尽的规定，以保证数据传输的安全。蓝牙无线设备实现串行通信是通过无线射频链接，利用蓝牙模块实现。蓝牙模块主要由无线收发单元、链路控制单元和链路管理及主机I/O这3个单元组成。就蓝牙射频模块来说，为了在提高收发性能的同时减小器件的体积和成本，各公司都采用了自己特有的一些技术，从而使蓝牙射频模块的结构都不尽相同。但就其基本原理来说，蓝牙射频模块一般由接收模块、发送模块和合成器这三个模块组成。 其中，合成器是收发模块中最关键的部分。合成器在频道选择和接收模式时采用锁相环技术。在接收模式下，锁相环路闭合，用于提供接收模块解调信号所需稳定的本振。在发送模式下，锁相环路开路，调制信号直接加载到VCO上对载波进行调制。此时载波频率由环路滤波器输出电压保持。通常合成器的工作频率仅为发射频率的一半，以减少与射频放大器的耦合。 下一代WLAN射频技术第一代的WLAN解决方案对于用户密度变化的反应能力非常有限，并且不能有效的优化带宽资源。随着WLAN负载的增加，现存的产品通常无法判断临近的接入点的负载和用户量是否相近，也无法判断是否有必要和临近的接入点分担负载。用户负载均衡要求使用更为集中的软件控制，通过这个软件来实现基于系统级的网络效率的评估，从而优化用户和接入点的比例。 下一代的系统将充分利用整个软件框架来实现接入点的失效探测并且将根据附近接入点的工作情况来自动调整。通过控制每个接入点的输出传输功率和操作频率，系统可以允许特定的接入点通过增加功率或者改变信道的方式来填补可能出现的没有覆盖到的漏洞，或者减轻接入点间的相互干扰，从而增加网络的稳定性。更进一步的是，如果某个接入点失效，系统可以指导特定的接入点分担一定的客户端以优化通信路由和网络负载。最后，接入点通过这种方式可以知道在他们周围发生了什么事情，并且可以探测范围内的漏洞。由于无法预测RF覆盖模式，系统的可用性在很大程度上可能会受到一些表面上看起来无害行为的影响，例如电梯的移动都会影响系统的可用性。虽然很多企业会回避那些过于自适应的系统，但是通过增加输出功率的办法可以使得系统能够探测范围内的漏洞并对其进行修补，另外还可以带来其他的益处例如增加网络的正常运行时间。 在考虑无线网络的扩展性时，对RF域有一个全面的认识也是非常有益处的。下一代的接入点将有能力提供双频连接，包括对802.11b，802.11g，以及802.11a。对于有限可用的频谱如2.4GHz和5GHz频率，任何网络设计的目的都应该是优化可用信道的使用，为每个客户端提供最大数量的带宽。 在整个无线网络的安全体系中，RF媒介扮演了一个截然不同的角色。虽然物理层并不负责设备和用户的认证，也不负责对空中传播的数据包进行加密，但是，对于那些未授权的接入点或者可疑的客户端设备行为，它可以提供重要的数据。虽然在市场上有很多种探测器解决方案，但是大多数产品的配置方案
武汉虹信通信技术有限责任公司 WRI_HX 0 修改记录 版本号 C/0 武汉虹信通信技术有限责任公司 管理文件 文件编号 HX/QI/0363 实施日期 2009.05.04 结构设计规范—射频模块结构 设计流程 页次： 1/11 目 录 0、修改记录 1、 模块总体设计原则 2、 模块机电交互设计原则 3、模块结构设计原则之零件建模 4、模块结构设计原则 5、模块加工、包装 编制 吴卫华 审核 甘洪文 批准 余勋林 版本号 更改说明 修订人 日期 审核 日期 批准 日期
1 模块总体设计原则 1.1模块总体设计原则之TOP-DOWN设计 ?总纲领：自顶向下的设计原则，是整机布局设计的后续任务； ?现在做了哪些：列出设计原则，设计要点； ?哪些还不完善：范例还不完善，技术还在发展； ?后期怎么去做：完善范例，追踪技术发展方向。 1.1.1 在整机设计中考虑模块体量 ?长度和宽度由整机布局给出参考尺寸； ?厚度由PCB堆叠的层数确定，堆叠的PCB间如果有电源，信号或射频的硬连接，此 两PCB的板间距离由连接器的高度确定，合理选择较高器件的封装形式； ?模块长度、宽度、以及安装孔的距离尺寸取到模数尺寸，优选为0或5结尾，次选 为3和8结尾； ?模块的安装厚度（既安装孔处的厚度）按照虹信公司紧固件规范选用。 1.1.2 在整机设计中考虑接口方式 ?电源的接口方式，有直接的插座引出，有和监控合并后的多PIN座转接或盲插； ?监控的接口方式，有直接的DB9座引出，有和电源合并后的多PIN座转接或盲插； ?射频的接口方式，方向上分有垂直向上和水平方向，按与外部电缆连接分有螺口和 卡口，常用规格有SMA和SMB和N型，根据整机布局，整机的射频指标、频率和功 率等合理选取； ?其他接口方式，可以参考上述3点，合理选取。 1.1.3 在整机设计中考虑安装方式 ?模块的四个对角应有安装孔，大功率射频模块靠近放大管的部位需根据情况加一安 装孔； ?若模块安装在中蓝顶（或类似侧壁安装的情况），模块的安装孔平面不可相对模块 顶部下沉； ?规定M3，M4用在哪些地方（根据功率大小）； ?固定PCB用的M2、M2.5如何选用，材质确定（蓝白锌和不锈钢）。 1.1.4在整机设计中考虑模块的外部散热条件 ?由于整机的体积功率密度的限制，以及模块排列的日益紧凑化，应有整机散热方案； ?射频模块由于布板和结构限制，从热源到热沉的传热通道存在哪些瓶颈； ?分配到模块的结壳热阻会影响到模块的尺寸和PCB布局方式； ?目前公司可行的方法是热测试和软件模拟，基本满足设计要求。 1.1.5 在整机设计中考虑模块运动检查 ?模块安装操作空间，插座接头操作安装空间； ?模块的外部接口需要连接其他单板和模块；有一直线方向的运动距离； ?射频电缆接头是否为直头或弯头或受指标限制必须为直头等因素决定接头的类型； ?供电和监控是带导向的盲插还是软跳线决定插头型号和方向，在《模块结构设计输 入文件表》中说明，见附件。 1.1.6输出格式：可以是2D 的工程图，含必要的投影视图；也可以是PROE的prt 示例 1：单板的毛坯图
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.doczj.com/doc/461563592.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。