基于射频收发机规格书,介绍射频接收端口差分匹配电路计算方法

基于DC-OFDM的C-WPAN UWB物理层硬件实现叶凡;刘亮;任俊彦【摘要】文章实现了一种基于双栽波正交频分复用的超宽带物理层(射频前端以及基带处理器),适用于C-WPAN UWB标准.所实现的UWB物理层支持从53.2-480 Mbit/s的数据率,并且在CM1、CM2和CM4的多径衰落信道、加性高斯白噪声、载波频率偏差和采样频率偏差高达50 ppm的条件下达到8%的误包率.整个物理层包括一个工作在频带组2的射频收发机、一个6 bit折叠内插结构的模数转换器、一个8 bit电流舵的数模转换器以及一个数字基带处理器.前端电路的制造采用0.13μmCMOS工艺,数字基带处理器在Xilinx Vertex～5 FPGA平台上实现.【期刊名称】《现代电信科技》【年(卷),期】2010(000)009【总页数】7页(P23-29)【关键词】超宽带;双载波-正交频分复用;物理层;收发机【作者】叶凡;刘亮;任俊彦【作者单位】复旦大学专用集成电路国家重点实验室;复旦大学专用集成电路国家重点实验室;复旦大学专用集成电路国家重点实验室【正文语种】中文2008年12月，中华人民共和国国家无线电管理委员会在4.2-4.8 GHz和6-9 GHz频带内将3 600 MHz带宽分配给免许可的商用超宽带通信设备使用。

这次的频谱分配极大地促进了中国工业界和学术界的积极性。

2009年，中国无线个人局域网（C-WPAN）标准管理工作组起草了UWB中国国家标准。

C-WPAN标准采用了双载波正交频分复用（DC-OFDM）技术，将UWB频谱划分为12个子频带，每个子频带的带宽限制在264 MHz，每次DC-OFDM发射占用2个子频带。

我们实现的C-WPANUWB物理层收发机的soc解决方案利用6-9 GHz的频带，支持53.2-480 Mbit/s的传输数据率。

但是，高数据率、低功耗和低成本的需求对设计提出了巨大的挑战。

为了满足这具有挑战性的设计目标，协同考虑系统结构和模块电路的设计显得十分重要。

特性⏹⏹⏹⏹⏹⏹⏹⏹⏹⏹⏹⏹⏹⏹应用耗23 mA发射电流。

QFN16 (3x3) 超低功耗Sub-1GHz射频收发器目录1.电气特性 (4)1.1推荐运行条件 (4)1.2绝对最大额定值 (4)1.3功耗 (5)1.4接收机 (6)1.5发射机 (7)1.6稳定时间 (8)1.7频率综合器 (8)1.8晶体 (9)1.9低频振荡器 (9)1.10低电压检测 (9)1.11数字接口 (10)1.12典型参数图表 (11)2.管脚描述 (16)3.典型应用原理图 (18)3.1直接(Direct Tie) 原理图. (18)3.2射频开关(Switch Type) 原理图. (19)4.功能描述 (21)4.1发射机 (21)4.2接收机 (22)4.3辅助功能 (22)4.3.1上电复位（POR） (22)4.3.2晶体振荡器 (23)4.3.3睡眠计时器 (23)4.3.4低电压检测 (23)4.3.5接收信号强度指示器(RSSI) (23)4.3.6相位跳变检测（PJD） (24)4.3.7自动频率控制（AFC） (25)4.3.8数据率时钟恢复（CDR） (25)4.3.9快速手动跳频 (25)5.芯片运行 (26)5.1SPI接口 (26)5.2FIFO (26)5.2.1FIFO 读写时序 (27)5.2.2FIFO 相关中断 (27)5.3工作状态，时序及功耗 (28)5.3.1启动时序 (28)5.3.2工作状态 (29)5.4GPIO和中断 (30)6.数据包及包处理机制 (33)6.1直通模式 (33)6.2数据包模式 (34)7.超低功耗运行 (36)7.1Duty Cycle 运转模式 (36)7.2超低功耗（SLP）接收模式 (36)7.3接收机“电流VS性能”配置 (37)8.用户寄存器 (38)9.订购信息 (40)10.封装信息 (41)11.顶部丝印 (42)12.文档变更记录 (43)13.联系信息 (44)1. 电气特性V DD= 3.3 V，T OP= 25 °C，F RF = 433.92 MHz，灵敏度是通过接收一个PN9 序列及匹配至50 Ω阻抗下，0.1％BER 的标准下测得。

差分输出阻抗-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在电子电路设计中，差分输出阻抗是一个非常重要的参数。

它描述了差分输出信号源在输出两个端口之间的阻抗特性。

差分输出阻抗可以决定信号源的驱动能力和信号传输效率，对于差分信号传输和减少信号干扰都起着至关重要的作用。

差分输出阻抗的计算方法通常基于电路网络分析和参数提取技术。

通过对差分输出信号源的物理结构和电气特性进行建模和分析，可以得到相应的差分输出阻抗数值。

对于电路设计人员来说，了解差分输出阻抗的重要性是至关重要的。

合理设计和控制差分输出阻抗可以提高信号传输的品质和可靠性，降低信号的失真和干扰。

同时，差分输出阻抗还能够决定信号源与外部负载之间的匹配程度，直接影响到信号的能量传输效率和最终的输出效果。

差分输出阻抗广泛应用于许多领域，尤其是在高速和精密电子系统中。

例如，在通信系统中，通过合理设计差分输出阻抗可以实现更高的数据传输速率和更低的误码率。

在模拟信号处理领域，差分输出阻抗也可以用于提高信号的动态范围和抗干扰能力。

此外，差分输出阻抗还在音频放大器、高频射频电路和传感器电路等方面有广泛的应用。

综上所述，差分输出阻抗是电子电路设计中一个非常重要的参数。

了解其定义、计算方法以及重要性和应用领域，对于电路设计人员来说是至关重要的。

只有在合理掌握差分输出阻抗相关知识的基础上，才能更好地设计和优化电路，提高电路的性能和可靠性。

1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章结构部分旨在介绍整篇文章的组织结构和每个章节的主要内容，以便读者能够更好地理解文章的逻辑和大纲。

本文主要包含三个部分：引言、正文和结论。

引言部分是文章的开端，主要包括概述、文章结构和目的三个方面。

首先，我们将简要概述差分输出阻抗的概念和重要性，引起读者的兴趣。

然后，我们将详细说明文章的结构，包括各个章节的主要内容，并与读者共享我们写作此文的目的，即为读者提供差分输出阻抗的相关知识和应用领域，帮助读者更好地理解和应用该概念。

基于FPGA的射频收发前端系统设计苟欢敏;支敏【摘要】以Xilinx公司的V5系列FPGA芯片为研究对象,设计实现了一种基于VPX标准的6U射频收发前端信号处理系统.该系统主要由控制电路和射频电路组成,控制电路主要完成对外、对内的接口通信功能以及核心器件的控制.射频电路主要完成信号滤波、放大、正交上变频、功率放大等.设计的系统支持串行Rapid IO 高速数据传输,为数据的高速交换提供了可能,满足了系统对带宽和数据处理能力的要求,经过验证系统的各项性能指标符合设计要求.【期刊名称】《电子与封装》【年(卷),期】2015(015)010【总页数】5页(P12-15,43)【关键词】FPGA;VPX;串行Rapid IO【作者】苟欢敏;支敏【作者单位】中国电子科技集团公司第58研究所,江苏无锡214035;中国电子科技集团公司第58研究所,江苏无锡214035【正文语种】中文【中图分类】TN402随着信息技术的发展，要求信号处理系统能够高速实时、高性能、灵活地完成各种处理任务，对于信号处理系统处理器的处理能力、系统数据带宽、系统可重构能力提出了更高要求[1]。

尤其是蓬勃发展的电信、航天和航空领域。

传统的总线结构已不适应当前系统的要求[2]，传统并行总线互连所需要引脚数较多，给器件封装、测试和焊接都带来了一些问题，也会增加在系统中应用的复杂度。

随着大规模现场可编程门阵列（FPGA）被广泛应用，串行高速输入输出口（serial rapid IO，SRIO）接口被广泛应用，其具有速度快、管脚数少、系统成本低、可以实现点对点或点对多点通信等优点。

本文以Xilinx公司的V5系列FPGA芯片为核心，搭建了射频收发前端信号处理系统，该系统支持串行Rapid IO高速数据传输，提高了数据交互能力。

SRIO属于系统内部互连技术，适用于高性能嵌入式设备的系统内部互连，还提供了嵌入式系统开发者所需的可扩展性和效率。

Rapid IO采用包交换技术，在网络处理器（network processing）、中央处理器（central processing unit）和DSP之间的通信具有高速、低延迟、稳定可靠的互连性，可行的应用包括多处理器、存储器、网络设备中的存储器映射I/O器件、存储子系统和通用计算平台的数据交互，具有广阔的应用前景。

射频电路中的输入匹配
在射频电路中，输入匹配是一个重要的概念，它涉及到信号的传输和接收。

输入匹配的主要目的是确保信号源与输入端口之间的良好阻抗匹配，以最大限度地减少信号反射和损耗。

当信号源与输入端口的阻抗不匹配时，会发生信号反射。

这会导致信号的衰减和失真，降低电路的性能。

为了实现输入匹配，可以使用阻抗匹配网络，如无源元件（如电感、电容）或有源元件（如放大器）来调整输入端口的阻抗，使其与信号源的阻抗相匹配。

输入匹配的重要性在于它可以提高电路的效率和性能。

通过实现良好的阻抗匹配，可以最大限度地减少信号反射，提高信号的传输质量和功率传输效率。

这对于无线通信系统、雷达系统和其他射频应用非常重要。

在设计输入匹配网络时，需要考虑到信号源的阻抗、工作频率和带宽要求等因素。

通常使用网络分析仪或其他测试设备来测量和优化输入匹配网络的性能。

此外，还需要考虑到电路的稳定性、成本和尺寸等因素。

总之，输入匹配是射频电路中至关重要的概念，它对于确保信号的有效传输和接收具有重要意义。

通过合理设计和优化输入匹配网络，可以提高电路的性能和可靠性。

射频输出端的匹配方法是射频设计中的重要环节，它直接影响着射频功放的输出性能和效率。

在射频功放的设计中，为了实现最大的功率传输和最小的反射损耗，需要对输出端进行匹配电路设计。

其中并联电感串联电容匹配方法是一种常用的匹配方法，通过合理选择电感和电容的数值和连接方式来实现射频输出端的匹配。

1. 并联电感串联电容匹配方法的原理并联电感串联电容匹配方法是基于LC匹配网络的基础上进行设计的。

其原理是通过并联的电感和串联的电容来建立匹配网络，使得输入端的阻抗与输出端的阻抗匹配，从而实现最大的功率传输和最小的反射损耗。

2. 并联电感串联电容匹配方法的设计步骤(1) 确定输出端的阻抗：首先需要确定射频功放的输出端口的阻抗，一般常见的阻抗有50欧姆和75欧姆两种。

根据不同的阻抗来选择合适的匹配网络。

(2) 计算并选择电感和电容的数值：根据输出端和负载端的阻抗来计算并选择合适的电感和电容的数值，可以采用经验公式或者通过仿真软件来辅助计算。

(3) 搭建匹配网络：根据计算得到的电感和电容数值，搭建对应的匹配网络，按照并联电感串联电容的连接方式进行连接，同时需要注意电感和电容的质量因素和损耗因素。

(4) 调试和优化：搭建好匹配网络后，需要通过网络分析仪等工具进行调试和优化，观察输出端的阻抗是否得到了匹配，找出可能的问题并进行修正。

3. 并联电感串联电容匹配方法的优缺点(1) 优点：这种匹配方法结构简单，成本较低，易于调试和优化，能够实现对于不同阻抗的匹配。

(2) 缺点：由于电感和电容本身的损耗，可能会造成一定的功率损耗；另外在高频射频设计中，电感和电容的选取和连接方式需要更加精确，不易实现理想的匹配效果。

4. 并联电感串联电容匹配方法的应用并联电感串联电容匹配方法在射频设计中得到了广泛的应用，特别是在功率放大器和天线匹配设计中，能够实现良好的匹配效果。

射频输出端的并联电感串联电容匹配方法是射频设计中一种重要的匹配方法，通过合理设计和搭建匹配网络，能够实现输出端和负载端的阻抗匹配，并实现最大的功率传输和最小的反射损耗，是射频设计中不可或缺的一环。

射频收发器中的差分电路
射频收发器中的差分电路是一种特殊的电路设计，它使用两个信号路径（通常是相位相反的）来传输数据。

这种设计的主要优点是它能有效地抑制外部电磁干扰（EMI）和附近信号的串扰，同时也能降低差分信号产生的EMI。

此外，差分信号还可以抑制偶数阶谐波，从而提高信号质量。

在射频收发器中，差分电路通常用于接收和发送信号的路径。

例如，差分输入电路可以用于接收来自天线的射频信号，而差分输出电路则可以用于将信号发送到天线。

这些电路通常使用差分放大器或差分滤波器来实现。

差分电路的设计通常涉及到复杂的电子工程知识，包括电路设计、信号处理和电磁兼容性等方面。

因此，在实际应用中，差分电路的设计和优化需要经验丰富的工程师进行。

射频收发器接收端口差分匹配电路的计算作者：刘若华来源：《硅谷》2012年第03期摘要：根据实例介绍GSM手机中射频收发器接收端的低噪声放大器（LNA）到表面声波滤波器（SAW Filter）之间的差分匹配电路的计算方法。

关键词：射频收发器（RF Transceivers）；表面声波滤波器（SAW Filter）；低噪放（LNA）；差分匹配；阻抗；导纳；史密斯圆图（Smith Chart）中图分类号：F426.63 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0210011－020 引言接收灵敏度是GSM手机射频性能的重要指标，匹配电路的调整是优化接收灵敏度的主要方法。

常见的GSM手机射频接收电路如图1所示，需要调整的匹配电路主要有两部份，一部份是单端匹配电路，是调整SAW Filter单端输入端口至天线端口路径的阻抗到50欧姆；另一部份是差分匹配电路，是调整差分路径的阻抗满足SAW Filter负载阻抗的要求。

一般大家都比较熟悉单端匹配电路的调试方法，本文介绍的是如何根据SAW Filter和RF Transceiver规格书的要求来计算差分匹配电路的值。

1 差分匹配电路的计算方法本文以MTK的GSM Transceiver AD6548和Murata的SAW Filter SAFEK881MFL0T00R00为例，按照六个步骤，通过图解和计算公式详细介绍差分匹配电路的计算方法。

1.1 根据RF Transceiver的规格书计算单端LNA输入阻抗根据AD6548的规格书，接收端LNA输入阻抗如表1所示：以GSM850频段为例，输入阻抗85-J110的电路模型是一个电阻串联一个电抗原件，+J表示感性原件，-J表示容性原件。

这里是一个85 Ohms的电阻串联一个110 Ohms的容性原件。

我们可以按照如图2所示的步骤把串联电路转换成单端等效电路：图中R＝85 Ohms，Z1=-110 Ohms。

收发电路频率计算公式收发电路频率计算是无线通信领域中的重要内容之一，它涉及到无线电信号的传输和接收频率的计算。

在无线通信系统中，收发电路频率的计算对于系统的设计和性能有着重要的影响。

本文将介绍收发电路频率计算的基本原理和相关公式，并结合实际案例进行分析和讨论。

1. 收发电路频率计算的基本原理。

在无线通信系统中，收发电路通常由发射机和接收机两部分组成。

发射机负责将电信号转换成无线电信号发送出去，而接收机则负责接收来自外部的无线电信号，并将其转换成电信号。

在收发电路的设计中，频率是一个非常重要的参数，它直接影响到系统的工作频段和性能。

收发电路的频率计算是基于无线电信号的频率特性和电路的特性进行的。

在无线通信系统中，频率通常用赫兹（Hz）作为单位，它表示单位时间内振动的次数。

在收发电路中，频率的计算涉及到电路中的电感、电容和电阻等参数，以及无线电信号的频率特性。

2. 收发电路频率计算的公式。

在收发电路频率计算中，有一些常用的公式可以帮助工程师进行频率的计算。

以下是一些常用的收发电路频率计算公式：（1）LC谐振频率计算公式。

在无线通信系统中，LC谐振电路是一种常用的频率选择电路，它可以在特定的频率下实现较大的阻抗匹配。

LC谐振电路的谐振频率可以通过以下公式进行计算：f = 1 / (2π√(LC))。

其中，f表示谐振频率，L表示电路中的电感值，C表示电路中的电容值，π表示圆周率。

（2）天线频率计算公式。

在无线通信系统中，天线是传输和接收无线电信号的重要部分。

天线的工作频率可以通过以下公式进行计算：f = c / λ。

其中，f表示天线的工作频率，c表示光速（约为3×10^8米/秒），λ表示天线的工作波长。

（3）放大器频率计算公式。

在收发电路中，放大器是一个常用的电路部件，它可以放大接收到的信号。

放大器的工作频率可以通过以下公式进行计算：f = 1 / (2πRC)。

其中，f表示放大器的工作频率，R表示放大器中的电阻值，C表示放大器中的电容值。