原厂品质|热线电话
您好,欢迎来到新思汇科技网!请登录|免费注册

WiFi产品的一般射频电路设计

WiFi产品的一般射频电路设计

发布日期 :2019-04-09

关键词 :WiFi,射频电路

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,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。

图2-1 一般的无线收发芯片(射频电路设计相关)

2.1. 无线收发器芯片的技术参数

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)。

2.1.1. 协议,频率,通路与传输速率

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。