wifi产品的一般射频电路设计

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1、WiFi产品的一般射频电路设计(GeneralRFDesignInWiFiProduct)第1章.射频设计框图图1-1Wi-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，蓝色的虚线框内统一看成是功率放大器部分。无线收发器（RadioTransceiver）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（PowerAmpli

2、fier，PA）进行功率放大，然后通过收发切换器（Transmit/ReceiveSwitch）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（LowNoiseAmplifier，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。第2章.无线收发器如图2-1中，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。图2-1一般的无线收发芯片（射频

3、电路设计相关）2.2.差分射频信号的处理2.2.1.收发器本身具有的管脚图2-2收发器的射频输入与输出管脚这里必须指出的是，Atheros的收发器一般会同时对输入与输出做差分处理。但是Ralink一般要求外部输入的信号是差分的，而自身输出的射频信号则不是差分的。图2-3射频信号则不是差分的处理方式2.2.2.收发器发送的差分信号平衡器通常用来处理差分信号的问题，电感和电容都能够改变信号的相位，从差分信号到单端信号，基本的方法就是用电感和电容组成两条不同的通路，这样，经过处理电路的两路信号就在相位上相差了180°，从

4、而可以使原本相位相差180°的差分信号同相，得到单端信号。相反，使单端信号通过两条不同的通路，就得到了差分信号。下面让我们来分别看一下这两种方法的电路形式。方法一，使用平衡器。原本相位相差180°的差分信号经过平衡器（Balun，俗称巴伦），就可以得到合二为一的单端射频信号。如图2-5所示，图中的F1就是一个平衡器，差分信号RFOUT_P和RFOUT_N经过F1得到单端信号RF_OUT。图2-5典型的平衡电路方法二，使用分立元件。典型的使用分立元件的处理电路如图2-6所示。图2-6典型的分立元件处理电路2.2.4.

5、收发器接收的差分信号收发器接收的信号来自于前端的低噪声放大器，和功率放大器一样，低噪声放大器处理的也是单端射频信号，这样，我们必须将低噪声放大器输出的信号进行转换。同样，对于低噪声放大器的输出信号同样有两种处理方式：使用平衡器和使用分立元件。Atheros的方案中，有些使用平衡器；Ralink的方案中，至今还没有使用过。先来介绍使用平衡器的方案。在某实际案例中，采用了如图2-8所示的平衡器电路。单端信号RF_IN经过平衡器F5后得到差分的射频信号RFIN_P和RFIN_N。图2-8某案例采用的平衡器电路再来看看采用

6、分立元件实现的方法，图2-9是Ralink惯用的方式，图2-10是Atheros常用的处理方式。图2-9Ralink常用的分立元件信号处理方式图2-10Atheros常用的分立元件信号处理方式2.3.收发器的电源管脚收发器从图2-2也可以看出来，一般会具有主电源管脚，核电压电源管脚，IO电源管脚，锁相环（PhaseLockLoop，PLL）电源管脚等。一般来说，收发器的模拟电源供电和数字电源供电要用电感或者磁珠隔开，并且一定要在电感或磁珠后放置容量比较大的电容，会对电源的性能起到很大的提升作用，同时并联几个容量比较

7、小的瓷片电容，就可以滤除不同频率的交流成分。2.4.收发器完整的外围电路设计如何选择收发器，收发器相关的差分信号处理，收发器的电源供给，这三方面的内容基本上较完整的覆盖了收发器射频电路设计的内容。我们对收发器输出的差分信号用平衡器处理得到单端信号RFOUT，来自低噪声放大器的接收信号RFIN用分立元件处理得到差分信号RFIN_P，RFIN_N。图2-11完整设计的无线收发器外围电路第3章.功率放大器功率放大器，PowerAmplifier，俗称PA，主要的作用就是将无线收发器（RadioTransceiver）送来

8、的射频信号进行功率放大，保证有足够大的输出功率满足设计需求。图3-1功率放大器的框图功率放大器的参数：增益，噪声，非线性。增益，和最终的输出功率有关，噪声和非线性关系着信号质量。3.1.3.功放芯片的主要参数·工作频率·小信号增益·最大线性输出功率·1dB压缩点输出功率·误差向量幅度（EVM）·相邻信道功率比（ACPR）·噪声系数·是否内建功率检测功能·是否