射频电路设计
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射频电路设计射频电路设计是一门研究高频信号处理的学科,涉及到射频电路的设计原理、方法和技术。
射频电路设计的目标是在能量传输和信息传输中有效地处理高频信号,并实现所需的信号调制和解调功能。
本文将主要介绍射频电路设计的相关内容。
首先,射频电路设计需要了解信号传输的特点。
高频信号的传输受到许多因素的影响,如传输线的损耗、功率耗散、噪声干扰等。
因此,在设计射频电路时需要注意如何降低传输线的损耗、提高信号的传输效率。
其次,射频电路设计需要选择合适的元器件。
元器件的选择对电路性能有着重大的影响。
例如,射频放大器的选择需要考虑放大器的增益、带宽、噪声系数等参数。
在选择元器件时,还需要考虑元器件的特性曲线和频率响应,以满足所设计电路的要求。
第三,射频电路设计需要进行电路建模和仿真。
在设计射频电路时,通常需要将电路建模为等效电路,并通过仿真软件进行仿真分析。
电路建模是将实际电路简化为等效电路的过程,以方便仿真分析。
仿真分析可以通过计算电路的性能参数,如增益、带宽、噪声系数等,来评估电路的性能。
第四,射频电路设计需要进行参数调整和优化。
在设计过程中,通常需要不断调整电路的参数以达到设计要求。
例如,在设计射频滤波器时,可能需要调整滤波器的阻带带宽、通带带宽等参数。
参数调整可以通过仿真分析和实验测试来进行,并结合设计经验进行优化。
第五,射频电路设计需要考虑功率耗散和散热问题。
由于射频电路中通常存在较大的功率耗散,因此需要采取有效的散热措施,以确保电路的稳定运行。
最后,射频电路设计需要进行实验验证。
射频电路的设计离不开实验验证,通过实验可以验证仿真分析和设计的准确性,并进一步改进设计方案。
同时,还可以通过实验测试电路的性能指标,如增益、噪声系数等。
总结而言,射频电路设计是一门复杂的学科,需要综合运用电路理论、高频电子学、信号处理等知识,并结合实际应用需求进行设计。
射频电路设计的关键是选择合适的元器件和参数调整优化,以达到设计要求。
《射频电路设计》课程教学大纲课程代码:0806608027课程名称:射频电路设计英文名称:Radio-frequency(RF) Circuit Design总学时:48 讲课学时:34 实验学时:14上机学时:课外学时:学分:3适用对象:电子信息工程专业本科四年制学生先修课程:《模拟电子技术》、《高频电子线路》一、课程性质、目的和任务本课程是电子信息工程专业的一门实用性很强的专业课。
本课程将运用大量的图解和实例,为学生讲解传输线原理、线性网络的匹配、滤波电路的设计、射频放大器等有源电路的设计,旨在使该专业的学生学习并掌握射频电路的基本概念以及射频电子线路设计原理等方面的知识。
为学生今后从事相关专业的工作,打下良好的基础。
二、教学基本要求射频电路设计内容涵盖频率为30MHz至4 GHz范围的电路设计,通过本课程的学习使学生能掌握采用分布参数等效电路进行射频电路的设计原理及方法,除了匹配及滤波等无源电路外,还要掌握线性有源网络和非线性有源网络的设计。
三、教学内容及要求1、射频电路设计基础教学内容:①射频电路的基本概念、应用领域与设计特点②波传播中的基本概念,传输线理论③二端口RF/微波网络的电路表示④基于S参数的分析方法。
教学要求:①理解射频电路和低频电路的区别②掌握基于S参数的分析方法2、无源电路设计教学内容:①Smith 圆图及其应用②匹配网络的设计③滤波电路的设计教学要求:①掌握用Smith圆图进行匹配设计的基本方法②掌握滤波电路的设计方法3、有源网络的线性和非线性设计教学内容:①有源网络中的稳定性及其分析②有源网络的噪声及其模型③放大器的增益④射频放大器的小信号设计⑤射频放大器的大信号设计⑥射频振荡器的设计⑦射频检波器和混频器的设计教学要求:①理解射频电路设计中所要考虑的三个方面:稳定性、增益、噪声②掌握射频放大器的小信号设计和大信号设计③掌握射频振荡器的设计,射频检波器和混频器的设计四、实践环节实验安排在本课程内,总计8个学时的实验:1、ADS软件的应用初步4学时2、微带滤波器的设计与仿真3学时3、阻抗匹配网络的设计与仿真3学时4、射频放大器的设计与仿真4学时五、课外习题及课程讨论为达到本课程的教学基本要求,鼓励学生结合实际电路设计多做相关课外习题,多进行电路的设计与仿真分析。
一、射频电路组成和特点:
普通手机射频电路由接收通路、发射通路、本振电路三大电路组成。
其主要负责接收信号解调;发射信息调制。
早期手机通过超外差变频(手机有一级、二级混频和一本、二本振电路),后才解调出接收基带信息;新型手机则直接解调出接收基带信息(零中频)。
更有些手机则把频合、接收压控振荡器(RX—VCO)也都集成在中频内部。
(射频电路方框图)
1、接收电路的结构和工作原理:
1
接收时,天线把基站发送来电磁波转为微弱交流电流信号经滤波,高频放大后,送入中频内进行解调,得到接收基带信息(RXI-P、RXI-N、RXQ-P、RXQ-N);送到逻辑音频电路进一步处理。
1、该电路掌握重点:
(1)、接收电路结构。
(2)、各元件的功能与作用。
(3)、接收信号流程。
电路分析:
(1)、电路结构。
接收电路由天线、天线开关、滤波器、高放管(低噪声放大器)、中频集成块(接收解调器)等电路组成。
早期手机有一级、二级混频电路,其目的把接收频率降低后再解调(如下图)。
2
(接收电路方框图)
(2)、各元件的功能与作用。
1)、手机天线:
结构:(如下图)
由手机天线分外置和内置天线两种;由天线座、螺线管、塑料封套组成。
3。
EDA软件下的射频电路设计提纲:一、射频电路设计概述二、EDA软件在射频电路设计中的应用三、射频电路设计中的技术难点四、优化射频电路设计的常用方法五、未来射频电路设计发展趋势一、射频电路设计概述射频电路是指工作频率在几千赫兹至几吉赫兹范围内的电路。
射频电路广泛应用于无线通信、广播电视、雷达以及医疗设备等领域中。
射频电路的设计需要考虑电路的高频特性,如传输线效应、电容、电感和电阻等,同时需要与系统中的其他电路进行匹配,以确保整个系统的良好性能。
二、EDA软件在射频电路设计中的应用EDA软件是电子设计自动化软件的缩写,是一种用于电路设计、模拟和分析的软件工具。
在射频电路设计中,EDA软件可以帮助设计师快速创建模型、仿真电路和自动优化电路,从而提高设计效率和可靠性。
常见的EDA软件包括ADS、Cadence和Mentor Graphics等。
三、射频电路设计中的技术难点射频电路的设计具有很高的技术难度,主要包括以下方面:1. 高频效应:高频信号在传输线中的行为表现与低频信号不同,需要考虑电阻、电容、电感和传导等因素,影响电路的特性参数,如增益、带宽和稳定性等。
2. 电路匹配:射频电路需要与其他电路进行匹配,以避免反射和信号衰减,保证系统的稳定性和高效率。
3. 器件选型:射频电路设计需要选用特殊的元器件,如SMA接口、限流钳、陶瓷变压器和大功率MOS管等,以满足高频电路的特殊要求。
4. EMI问题:射频电路存在辐射干扰和传导干扰等电磁兼容性(EMC/EMI)问题,需要通过滤波和降噪等措施加以解决。
5. 稳定性问题:射频电路的稳定性对系统的功能和性能至关重要,需要采用频率补偿和相位补偿等措施来优化系统的稳定性。
四、优化射频电路设计的常用方法为了优化射频电路的性能和可靠性,设计师通常采用以下方法:1. 仿真优化:利用EDA软件进行电路仿真,通过自动优化算法和参数扫描等技术,寻找最优的电路设计,可以快速找出性能瓶颈。
射频电路设计与应用射频(Radio Frequency,简称RF)电路是指一种在射频范围内工作的电子电路。
射频电路设计与应用广泛应用于通信、无线电、雷达、卫星导航等领域,具有重要的实际意义。
本文将介绍射频电路设计的基本原理、常用的设计方法和射频电路在现实应用中的重要性。
一、射频电路设计原理射频电路设计是指在一定频率范围内将电子元器件和电路组合起来,以实现无线信号的传输和接收。
射频电路的特点是频率较高,要求电路能够稳定地工作在高频环境下。
射频电路设计的基本原理包括频率选择、信号放大、滤波与混频等。
在频率选择方面,通常通过谐振电路来选择所需的工作频率。
在信号放大方面,选择合适的放大器并通过匹配网络来实现增益的放大。
在滤波方面,使用滤波电路来消除干扰信号和筛选所需信号。
混频则是将射频信号与局部振荡信号混合,获得所需的中频信号。
二、射频电路设计方法在射频电路设计中,常用的设计方法包括频率规划、传输线路设计、放大器设计、频率合成和滤波器设计等。
1. 频率规划:根据系统要求和应用场景确定工作频率范围,选择适合的信号源和合适的局部振荡器。
2. 传输线路设计:在高频环境下,传输线路的损耗、阻抗匹配和信号传输的稳定性至关重要。
合理设计传输线路,使用合适的传输线类型和匹配网络,能够提高射频电路的性能。
3. 放大器设计:根据射频信号的幅度要求选择合适的放大器类型,如低噪声放大器、功率放大器等,并通过合适的偏置和反馈网络实现设计要求。
4. 频率合成:通过合成多个频率信号以获得所需的频率信号。
常用的频率合成电路包括频率倍频器、混频器等。
5. 滤波器设计:射频电路中常常需要对信号进行滤波处理,以滤除干扰和选择所需信号。
根据系统要求,选择合适的滤波器类型,如低通滤波器、带通滤波器等。
三、射频电路在实际应用中的重要性射频电路设计与应用在现代通信技术中起着至关重要的作用。
举几个常见的应用场景作为例子。
1. 无线通信:射频电路是无线通信系统中必不可少的组成部分。
射频电路设计是无线通信领域中的关键技术,它与无线通信的性能和特性直接相关。
的目的是为了实现高效的信号传输、抗干扰能力强、信噪比高、频谱资源利用效率高、低功耗等性能优异的无线通信系统。
一、的基本概念射频电路是指在无线通信系统中用于调制、解调、放大、滤波和发射、接收无线信号的电路。
由于无线通信系统中信号的频率一般在几百万赫兹到几千兆赫兹之间,因此射频电路工作在高频范围内,其特点是频率高、电压小、电流大、噪声大、传输距离短等。
的主要任务是实现信号的滤波、放大、混频、调制等操作,从而完成信号的处理和传输。
一般来说,需要考虑以下方面的因素:1.频段和带宽:确定射频电路工作的频率范围和工作带宽。
2.信号处理的功能:确定射频电路要实现的信号处理功能,如滤波、放大、混频、调制等。
3.电路结构和拓扑:确定射频电路的具体拓扑结构和电路元件,并进行系统级的优化设计。
二、中的关键技术1.滤波技术:滤波是射频信号处理中最常用的技术之一,它的主要作用是将所需的信号从噪声和干扰中分离出来。
滤波器一般分为低通、带通、高通和带阻滤波器。
在设计射频电路时,需要根据实际情况进行合理的滤波器选择和设计。
2.放大技术:放大器是中最常用的元件之一,它的主要功能是将信号增强到足够的水平以便在后续处理中进行正常传输。
在中,需要根据具体设计要求选择合适的放大器拓扑结构和参数。
3.混频技术:混频器用于将两个不同频率的信号相乘,产生出新的频率,这个过程叫做混频。
在接收端,混频器主要用于将接收到的高频信号转换为中频信号,同时滤波器用于去除混频后的高频信号。
4.调制技术:调制用于将基带信号(低频)和射频信号(高频)结合起来。
在通信系统中,调制技术是实现高效传输的关键。
常见的调制方式包括振幅调制、频率调制和相位调制等。
5.射频功率放大技术:射频功率放大器是一种用于放大射频信号的放大器,通常要求具有高效、大功率、尽可能小的失真等特点。
在中,功率放大器的设计是一个非常关键的环节,其设计的好坏直接影响整个无线通信系统的性能。
射频电路的设计和射频天线射频电路和射频天线是通信领域中非常重要的两个概念。
射频电路是指在频率范围内较高的电路,而射频天线是指用于发射和接收无线电信号的天线。
本文将重点探讨射频电路的设计和射频天线的应用和优化。
一、射频电路的设计射频电路的设计包括射频放大器、混频器、滤波器等,这些电路被广泛应用于无线通信和雷达系统等领域中。
射频电路的设计对于无线通信系统的性能具有非常重要的影响,因此需要非常谨慎地设计。
1. 射频放大器射频放大器是一种用于放大射频信号的电路,它通常用于信号增强、距离测量、无线电通信等方面。
设计一个好的射频放大器需要考虑以下几个方面:(1) 增益:射频放大器的增益应该能够满足系统的需求。
(2) 带宽:射频放大器应该具有足够的带宽,以满足系统频率范围内的需求。
(3) 稳定性:射频放大器应该在任何情况下都能够保持稳定,以避免出现失真、振荡和不稳定等问题。
(4) 噪声系数:射频放大器应该尽可能的减小噪声系数,以提高系统的信噪比。
2. 射频混频器射频混频器是一种用于将两个不同频率的信号进行混合的电路,用于频带转换、解调和调制等应用。
设计一个好的射频混频器需要考虑以下几个方面:(1) 转换增益:射频混频器的转换增益应该能够满足系统的需求。
(2) 带宽:射频混频器应该具有足够的带宽,以满足系统频率范围内的需求。
(3) 线性度:射频混频器应该具有高的线性度,以避免失真和干扰等问题。
(4) 能源损耗:射频混频器应该尽可能的减少能源损耗,以提高系统的效率。
3. 射频滤波器射频滤波器是一种用于滤除不必要的信号和干扰的电路,通常用于无线通信和雷达系统等领域。
设计一个好的射频滤波器需要考虑以下几个方面:(1) 阻带波动:射频滤波器的阻带波动应该尽可能的小,以滤除不必要的信号和干扰。
(2) 通带损耗:射频滤波器的通带损耗应该尽可能的小,以确保无线通信的有效性。
(3) 带宽:射频滤波器应该具有足够的带宽,以满足系统频率范围内的需求。
射频电路设计--理论与应用第1章引言1 1 射频设计的重要性1 2 量纲和单位1 3 频谱1 4 无源元件的射频特性1 4 1 高频电阻1 4 2 高频电容1 4 3 高频电感1 5 片状元件及对电路板的考虑1 5 1 片状电阻1 5 2 片状电容1 5 3 表面安装电感1 6 小结参考文献习题第2章传输线分析2 1 传输线理论的实质2 2 传输线举例2 2 1 双线传输线2 2 2 同轴线2 2 3 微带线2 3 等效电路表示法2 4 理论基础2 4 1 基本定律2 5 平行板传输线的电路参量2 6 各种传输线结构小结2 7 一般的传输线方程2 7 1 基尔霍夫电压和电流定律表示式2 7 2 行进的电压和电流波2 7 3 阻抗的一般定义2 7 4 无耗传输线模型2 8 微带传输线2 9 端接负载的无耗传输线2 9 1 电压反射系数2 9 2 传播常数和相速2 9 3 驻波2 10 特殊的终端条件2 10 1 端接负载无耗传输线的输入阻抗2 10 2 短路传输线2 10 3 开路传输线2 10 4 1/4波长传输线2 11 信号源和有载传输线2 11 1 信号源的相量表示法2 11 2 传输线的功率考虑2 11 3 输入阻抗匹配2 11 4 回波损耗和插入损耗2 12 小结参考文献习题第3章 Smith圆图 3 1 从反射系数到负载阻抗3 1 1 相量形式的反射系数3 1 2 归一化阻抗公式3 1 3 参数反射系数方程3 1 4 图形表示法3 2 阻抗变换3 2 1 普通负载的阻抗变换3 2 2 驻波比3 2 3 特殊的变换条件3 2 4 计算机模拟3 3 导纳变换3 3 1 参数导纳方程3 3 2 叠加的图形显示3 4 元件的并联和串联3 4 1 R和L元件的并联3 4 2 R和C元件的并联3 4 3 R和L元件的串联3 4 4 R和C元件的串联3 4 5 T形网络的例子3 5 小结参考文献习题第4章单端口网络和多端口网络4 1 基本定义4 2 互联网络4 2 1 网络的串联4 2 2 网络的并联4 2 3 级连网络4 2 4 ABCD网络参量小结4 3 网络特性及其应用4 3 1 网络参量之间的换算关系4 3 2 微波放大器分析4 4 散射参量4 4 1 散射参量的定义4 4 2 散射参量的物理意义4 4 3 链形散射矩阵4 4 4 Z参量与S参量之间的转换4 4 5 信号流图模型4 4 6 S参量的推广4 4 7 散射参量的测量4 5 小结参考文献习题第5章射频滤波器设计5 1 谐振器和滤波器的基本结构5 1 1 滤波器的类型和技术参数5 1 2 低通滤波器5 1 3 高通滤波器5 1 4 带通和带阻滤波器5 1 5 插入损耗5 2 特定滤波器的实现5 2 1 巴特沃斯滤波器5 2 2 切比雪夫滤波器5 2 3 标准低通滤波器设计的反归一化5 3 滤波器的实现5 3 1 单位元件5 3 2 Kurodac规则5 3 3 微带线滤波器的设计实例5 4 耦合微带线滤波器5 4 1 奇模和偶模的激励5 4 2 带通滤波器单元5 4 3 级连带通滤波器单元5 4 4 设计实例5 5 小结c参考文献习题第6章有源射频元件6 1 半导体基础6 1 1 半导体的物理特性6 1 2 PN结6 1 3 肖特基(Schottky)接触6 2 射频二极管6 2 1 肖特基二极管6 2 2 PIN二极管6 2 3 变容二极管6 2 4 IMPATT二极管6 2 5 隧道二极管6 2 6 TRAPATT,134BARRITT和Gunn二极管6 3 BJT双极结晶体管(Bipolar JunctioncTransistor) 6 3 1 结构6 3 2 功能6 3 3 频率响应6 3 4 温度性能6 3 5 极限值6 4 射频场效应晶体管6 4 1 结构6 4 2 功能6 4 3 频率响应6 4 4 极限值6 5 高电子迁移率晶体管6 5 1 结构6 5 2 功能6 5 3 频率响应6 6 小结参考文献习题 第7章有源射频电路器件模型 7.1 二极管模型7.1.1 非线性二极管模型7.1.2 线性二极管模型7.2 晶体管模型7.2.1 大信号BJT模型7.2.2 小信号BJT模型7.2.3 大信号FET模型7.2.4 小信号FET模型7.3 有源器件的测量7.3.1 双极结晶体管的DC特性7.3.2 双极结晶体管的AC参量的测量7.3.3 场效应晶体管参量的测量7.4 用散射参量表征器件特性7.5 小结参考文献习题第8章匹配网络和偏置网络 8 1 分立元件的匹配网络8 1 1 双元件的匹配网络8 1 2 匹配禁区.c频率响应以及品质因数8 1 3 T形匹配网络和π形匹配网络 8 2 微带线匹配网络8 2 1 从分立元件到微带线8 2 2 单节短截线匹配网络8 2 3 双短截线匹配网络8 3 放大器的工作状态和偏置网络8 3 1 放大器的工作状态和效率8 3 2 双极结晶体管的偏置网络8 3 3 场效应晶体管的偏置网络8 4 小结参考文献习题第9章射频晶体管放大器设计 9 1 放大器的特性指标9 2 放大器的功率关系9 2 1 射频源9 2 2 转换功率增益9 2 3 其他功率关系9 3 稳定性判定9 3 1 稳定性判定圆9 3 2 绝对稳定9 3 3 放大器的稳定措施9 4 增益恒定9 4 1 单向化设计法9 4 2 单向化设计误差因子9 4 3双共轭匹配设计法9 4 4 功率增益和资用功率增益圆9 5 噪声系数圆9 6 等驻波比圆9 7 宽带高功率多级放大器9 7 1 宽带放大器9 7 2 大功率放大器9 7 3 多级放大器9 8 小结参考文献习题第10章振荡器和混频器10 1 振荡器的基本模型10 1 1 负阻振荡器10 1 2 反馈振荡器的设计10 1 3 振荡器的设计步骤10 1 4 石英晶体振荡器10 2 高频振荡器电路10 2 1 固定频率振荡器10 2 2 介质谐振腔振荡器10 2 3 YIG调谐振荡器10 2 4 压控振荡器10 2 5 耿氏二极管(Gunncdiode)振荡器10 3 混频器的基本特征10 3 1 基本原理10 3 2 频域分析10 3 3 单端混频器设计10 3 4 单平衡混频器10 3 5 双平衡混频器10 4 小结参考文献习题附录A 常用物理量和单位 附录B 圆柱导体的趋肤公式附录C 复数附录D 矩阵变换 附录E 半导体的物理参量附录F 长和短的二极管模型附录G 耦合器附录H 噪声分析附录I MATLAB简介附录J 本书中英文缩写词。
射频电路设计的方法射频电路设计是电子工程领域中的重要内容之一,涉及到无线通信、雷达、卫星通信等多个应用领域。
射频电路设计的目标是实现高频信号的传输、放大、滤波和混频等功能,保证信号的传输质量和抗干扰能力。
射频电路设计通常包括射频前端设计、射频放大器设计、射频滤波器设计等不同部分。
以下是射频电路设计的一般方法和步骤:1. 需求分析:首先明确射频电路设计的需求和目标,包括设计频率范围、输入输出功率、带宽要求、抗干扰能力、线性度要求等。
2. 参数选择:根据需求确定关键参数,如截止频率、增益、带宽、输入输出阻抗等,同时选择适合的器件和元器件,如放大器、滤波器、射频开关等。
3. 射频前端设计:射频前端一般包括天线、低噪声放大器和混频器等。
天线是射频电路与外界信号交换的部分,可以选择合适的天线类型和位置来匹配射频系统的特性阻抗,并实现对信号的增强或抑制。
低噪声放大器用于增强小信号并降低噪声,通常需要考虑功耗、增益、噪声系数和稳定性等因素。
混频器用于频率转换,可以实现信号的上变频或下变频,需要考虑转换损耗、稳定性和非线性度等。
4. 射频放大器设计:射频放大器用于放大射频信号,通常需要考虑线性度、带宽、压缩点和功耗等因素。
常用的射频放大器有B类、C类、D类和A类等不同类型,选择合适的放大器类型和调节偏置电流可以实现一定的线性度和效率的权衡。
在设计射频放大器时,还需要考虑输入输出的匹配网络,以实现最佳的功率传输。
5. 射频滤波器设计:射频滤波器用于控制信号的频率范围,通常需要考虑选择合适的滤波器类型和阶数,以及滤波器的带宽和插入损耗。
常用的射频滤波器类型有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等,根据设计要求选择适当的滤波器结构和参数。
6. 参数仿真和优化:在完成射频电路设计后,通过电磁仿真工具对电路进行参数仿真和优化。
仿真可以用于验证和调整电路的性能指标,如增益、带宽、截止频率、幅度和相位平衡等。
通过仿真和优化可以进一步完善电路设计,提高性能。
1.3 射频电路设计的特点1.3.1 分布参数集总参数元件:指一个独立的局域性元件,能够在一定的频率范围内提供特定的电路性能。
在低频电路设计中,可以把元件看作集总参数元件,认为元件的特性仅由二传手自身决定,元件的电磁场都集中在元件内部。
如电容、电阻、电感等;一个电容的容抗是由电容自身的特性决定,不会受周围元件的影响,如果把其他元件靠近这个电容器,其容抗不会随之产业化。
分布参数元件:指一个元件的特性延伸扩展到一定的空间范围内,不再局限于元件自身。
由于分布参数元件的电磁场分布在附近空间中,其特性要受周围环境的影响。
同一个元件,在低频电路设计中可以看作是集总参数元件,但是在射频电路设计中可能需要作为分布参数元件进行处理。
例如,一定长度的一段传输线,在低频电路中可以看作集总参数元件;在射频电路中,就必须看作分布参数元件。
分布电容(C D):指在元件自身封装、元件之间、元件到接地平面和线路板布线间形成非期望电容。
分布电容与元件眯并联关系。
分布电感(L D):指元件引脚、连线、线路板布线等形成的非期望电感。
分布电感通常与元件为串联关系。
**在低频电路设计中,通常忽略分布电容和分布电感对电路的影响。
随着电路工作频率的升高,在射频电路设计中必须同时考虑分布电容和分布电感的影响。
分布电容容抗计算公式:X D=1/ωC D=1/2πƒC D分布电感感抗计算公式:X D=ωL D=2πƒL D如:分布电容C D=1pF,其在ƒ=2kHz、2MHz和2GHz时的容抗:ƒ=2kHz时:X D=79.6MΩƒ=2MHz时:X D=79.6KΩƒ=2GHz时:X D=79.6Ω (接近与射频电路标准阻抗Z0=50Ω,并联影响明显)又如:分布电感L D=1nH,其在ƒ=2kHz、2MHz和2GHz时的感抗:ƒ=2kHz时:X D=12.6×10-6Ωƒ=2MHz时:X D=12.6×10-3Ωƒ=2GHz时:X D=12.6Ω (接近与射频电路标准阻抗Z0=50Ω,串联影响明显)1.3.2 λ/8设计准则随着工作波长变短,电路板上不同位置电压的相位差变大,因此必须考虑电压和电流空间分布的变化。
硬件设计规范――射频电路设计一. 前言二. 射频电路设计规范2.1射频电路原理图设计2.2射频电路摆件和走线设计2.3射频电路调试2.4天线设计三. 总结一射频电路设计规范说明随着公司项目的增多,设计工作也随着繁重,射频电路设计涉及整个手机项目始终,因此有必要形成一个设计规范,对射频电路设计人员起一个指导作用,了解整个射频电路设计的流程和相应该做的工作,能够让设计工作变得更加规范、简捷、明了,提高设计效率,减少和避免设计失误和错误, 整体提高公司射频电路的设计能力。
二射频电路设计规范2.1 射频电路原理图设计就射频电路而言不同的手机开发平台,射频电路基本类似,现以MTK平台述说射频电路设计,射频电路原理图主要包括Transceiver+PA+FEM+TCXO四个主要器件,外加RLC组成射频电路。
射频前端之前用ASM+SAW filter,由于FEM的出现在价格和调试的简化方面有很大的优势,因此目前FEM的使用趋于替代ASM,目前 MTK的Transceiver主要用MT6129,具有四频收发功能,近期MTK会推出MT6139。
PA目前有RFMD、skyworks、renease,siliconlab,源通等,就功率控制的方式分有:电压控制式(RFMD,RENEASE)、电流控制式(SKYWORKS)、功率控制式(源通)。
就优缺点而言。
就达到功率放大的功能都没有问题,以RFMD为代表的压控式PA,目前使用最广泛,在APC和频谱上以其优良的性能得到广大客户的认可,由于是电压控制式,在功率受电压变化的影响较大。
以skyworks为代表的流控式PA,目前在众多平台上使用,它的优势:工作电流较小,缺点:在MTK平台上APC DAC OFFSET 的一致性不好,APC和频谱调试比较困难,并且耦合开关谱在天线调试频点不合适的时候,出现开关谱fail。
源通的PA采用功率控制,优点:和RFMD兼容,可以做替代,缺点:在高功率等级情况下,APC value 的变化对功率很想很大,对工厂APC的校准良率有一定影响,开关谱调试不是很容易。
射频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”,但这个观点只有部分正确,RF电路板设计也有许多可以遵循的准则和不应该被忽视的法则。
不过,在实际设计时,真正实用的技巧是当这些准则和法则因各种设计约束而无法准确地实施时如何对它们进行折衷处理。
当然,有许多重要的RF设计课题值得讨论,包括阻抗和阻抗匹配、绝缘层材料和层叠板以及波长和驻波等,在全面掌握各类设计原则前提下的仔细规划是一次性成功设计的保证。
RF电路设计的常见问题1、数字电路模块和模拟电路模块之间的干扰如果模拟电路(射频)和数字电路单独工作,可能各自工作良好。
但是,一旦将二者放在同一块电路板上,使用同一个电源一起工作,整个系统很可能就不稳定。
这主要是因为数字信号频繁地在地和正电源(>3 V)之间摆动,而且周期特别短,常常是纳秒级的。
由于较大的振幅和较短的切换时间。
使得这些数字信号包含大量且独立于切换频率的高频成分。
在模拟部分,从无线调谐回路传到无线设备接收部分的信号一般小于巾V。
因此数字信号与射频信号之间的差别会达到120 dB。
显然.如果不能使数字信号与射频信号很好地分离。
微弱的射频信号可能遭到破坏,这样一来,无线设备工作性能就会恶化,甚至完全不能工作。
2、供电电源的噪声干扰射频电路对于电源噪声相当敏感,尤其是对毛刺电压和其他高频谐波。
微控制器会在每个内部时钟周期内短时间突然吸人大部分电流,这是由于现代微控制器都采用CMOS工艺制造。
因此。
假设一个微控制器以1MHz的内部时钟频率运行,它将以此频率从电源提取电流。
如果不采取合适的电源去耦.必将引起电源线上的电压毛刺。
如果这些电压毛刺到达电路RF部分的电源引脚,严重时可能导致工作失效。
3、不合理的地线如果RF电路的地线处理不当,可能产生一些奇怪的现象。
对于数字电路设计,即使没有地线层,大多数数字电路功能也表现良好。
而在RF频段,即使一根很短的地线也会如电感器一样作用。