射频电路和射频集成电路线路设计
射频电路和射频集成电路线路设计(9天)
培训时间为9天
课程特色
1）本讲座总结了讲演者20多年的工作,报告包括
o设计技术和技巧的经验，
o获得的美国专利，
o实际工程设计的例子，
o讲演者的理论演译。
o
【主办单位】中国电子标准协会
【协办单位】智通培训资讯网
【协办单位】深圳市威硕企业管理咨询有限公司
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2）本讲座分为三个部分：
A. 第一部分讨论和強调在射频电路设计中的设计技术和技巧, 着重论述设计中关鍵性
的技术和技巧,譬如,阻抗匹配,射频接地, 单端线路和差分线路之間的主要差別,射频集成电路设计中的难题……可以把它归类为橫向论述. 到目前为止，这种着重于设计技巧的論述是前所未有的，也是很独特的。讲演者认为，作为一位合格的射频电路设计的设计者，不论是工程师，还是教授，应当掌握这一部分所论述的基本的设计技术和技巧，包括：
?阻抗匹配；
?接地；
?射频集成电路设计；
?测试
?画制版图；
? 6 Sigma 设计。
B. 第二部分: 描述射频系统的基本参数和系统设计的基本原理。
C. 第三部分: 提供个别射频线路设计的基本知识。这一部份和现有的有关射频电路和
射频集成电路设计的书中的论述相似, 其內容是讨论一个个射频方块,譬如,低噪声放大器,混频器,功率放大器,壓控振蕩器,頻率综合器……可以把它归类为纵向论述，其中的大多数内容来自本讲座的讲演者的设计
?在十几年前就已经找到了最佳的低噪声放大器的设计方法但不曾经发表过。在低噪声放大器的设计中可以同时达到最大的增益和最小的噪
声；
?获得了可调谐濾波器的美国专利；
?本讲座的讲演者所建立的用单端线路的设计方法来进行差分对线路的设计大大简化了设计并缩短了线路仿真的时间；
?获得了双线巴伦的美国专利。
学习目标在本讲座结束之后，学员可以了解到
o比照数码电路，射頻电路设计的主要差別是什麼?
o什么是射频设计中的基本概念?
o在射频电路设计中如何做好窄带的阻抗匹配？
o在射频电路设计中如何做好宽带的阻抗匹配？
o在射频线路板上如何做好射频接地的工作?
o为什么在射频和射频集成电路设计中有从单端至双差分的趋势?
o为什么在射频电路设计中容许误差分析如此重要?
o什么是射频和射频集成电路设计中的主要难题？射频和射频集成电路设计师如何克服这些障碍?
课程内容(随后可能略加修改)
第一部分设计技术技巧
第一讲射频和数字电路的不同设计方法 1 小时
(0.17 天)
1.1争论
1.1.1阻抗匹配
1.1.2关键参数
1.1.3线路测试和主要测试设备
1.2在通讯系统中射频和数字方块的差别
1.2.1阻抗
1.2.2电流
1.2.3方块位置
1.3结论
1.4给高速数字电路设计提点意见
第二讲反射和自干扰2小时
(0.33 天)
2.1引言
2.2从源发送电压至负载
2.1.1从源发送电压至负载的一般表达式
2.1.2在数字电路方块中的附加Jitter 或畸变。
2.3从源发送功率至负载
2.2.1从源发送电压至负载的一般表达式
2.2.2功率的不稳定性
2.2.3附加的功率损失
2.2.4附加畸变
2.2.5附加干扰
2.4阻抗共轭匹配
2.3.1最大的功率传输
2.3.2无相移的功率传输
2.3.3阻抗匹配网络
2.5阻抗匹配的附加效应
2.4.1借助于阻抗匹配来抬高电压
2.4.2功率测量
2.4.3烧毁晶体管
附录
2A.1电压驻波比VSWR和其他反射及传输系数
2A.2功率 (dB m), 电压 (V), 和功率(Watt)之间的关系
第三讲在窄带情况下的阻抗匹配4小时
(0.67 天)
3.1引言
3.2借助于返回损失的调整进行阻抗匹配
3.2.1在Smith图上的返回损失圆
3.2.2返回损失和阻抗匹配的关系
3.2.3阻抗匹配网络的建造
3.3一个零件的阻抗匹配网络
3.3.2在阻抗匹配网络串接一个零件
3.3.3在阻抗匹配网络并接一个零件
3.4两个零件的阻抗匹配网络
3.4.1在Smith图上的区域划分
3.4.2零件的数值
3.4.3线路的选择
3.5三个零件的阻抗匹配网络
3.5.1“Π”and “T” 型的匹配网络
3.5.2推荐的匹配网络线路
3.6当Z S或Z L不是50 Ω的阻抗匹配
3.7阻抗匹配网络的零件
附录
3A.1Smith 图的基础知识
3A.2两个零件阻抗匹配网络的公式
3A.3两个零件阻抗匹配网络的线路限制
3A.4三个零件阻抗匹配网络的线路限制
3A.5在“Π” 和“T” 型的匹配网络之间的转换
3A.6可能的“Π” 和“T” 型的匹配网络
第四讲在宽带情况下的阻抗匹配3小时
(0.50 天)
4.1宽窄带返回损失在Smith图上的表现。
4.2接上每臂或每分支含有一个零件之后阻抗的变化
4.2.1在阻抗匹配网络串接一个电容
4.2.2在阻抗匹配网络串接一个电感
4.2.3在阻抗匹配网络并接一个电容
4.2.4在阻抗匹配网络串接一个电感
4.3接上每臂或每分支含有两个零件之后阻抗的变化
4.3.1两个零件串接在一起形成一臂
4.3.2两个零件并接在一起形成一分支
4.4超宽带系统IQ调制器设计的阻抗匹配
4.4.1在IQ 调制器中的Gilbert Cell。
4.4.2Gilbert Cell的阻抗
4.4.3不考量带宽在LO, RF and IF终端的阻抗匹配
4.4.4超宽带系统对带宽的要求。
4.4.5扩展带宽的基本思路。
4.4.6第一个例子: 在超宽带系统第一组IQ 调制器设计中的阻抗匹配
4.4.7第二个例子: 在超宽带系统第三和第六组IQ 调制器设计中的阻抗匹配
4.5Discussion of Wide-band Impedance Matching Network
4.5.1MOSFET管子栅极的阻抗匹配
4.5.2MOSFET管子漏极的阻抗匹配
第五讲阻抗匹配前管子的阻抗和增益2小时
(0.33 天)
5.1引言
5.2Miller 效应
5.3双极管子的小讯号模型
5.4共发射极结构（CE）的双极管
5.4.1共发射极结构（CE）双极管的开路电压增益A v,CE
5.4.2共发射极结构（CE）双极管的短路电流增益βCE 和频率响应
5.4.3共发射极结构（CE）双极管的原始输入和输出阻抗
5.4.4共发射极结构（CE）双极管的Miller 效应
5.4.5发射极退化结构
5.5共基极结构（CB）的双极管
5.5.1.共基极结构（CB）双极管的开路电压增益A v,CB
5.5.2.共基极结构（CB）双极管的短路电流增益βCB 和频率响应
5.5.3.共基极结构（CB）双极管的输入和输出阻抗
5.6共发射极结构（CC）的双极管
5.6.1共发射极结构（CC）双极管的开路电压增益A v,CC
5.6.2共发射极结构（CC）双极管的短路电流增益βCC 和频率响应
5.6.3共发射极结构（CC）双极管的输入和输出阻抗
5.7MOSFET管子的小讯号模型
5.8双极管和MOSFET管之间的类似性
5.8.1CS管子的简化模型
5.8.2CG管子的简化模型
5.8.3CD管子的简化模型
5.9共源极结构（CS）的MOSFET管
5.9.1共源极结构（CS）MOSFET管的开路电压增益A v,CS
5.9.2共源极结构（CS）MOSFET管的短路电流增益βCS 和频率响应
5.9.3共源极结构（CS）MOSFET管的输入和输出阻抗
5.10共栅极结构（CG）的MOSFET管
5.10.1共栅极结构（CG）MOSFET管的开路电压增益A v,CG
5.10.2共栅极结构（CG）MOSFET管的短路电流增益βCG 和频率响应
5.10.3共栅极结构（CG）MOSFET管的输入和输出阻抗
5.11共漏极结构(CD) 的MOSFET管
5.11.1共漏极结构（CD）MOSFET管的开路电压增益A v,CD
5.11.2共漏极结构（CD）MOSFET管的短路电流增益βCD和频率响应
5.11.3共漏极结构（CD）MOSFET管的输入和输出阻抗
5.12双极管和MOSFET管各种结构之间的比较
第六讲阻抗测量1小时
(0.17 天)
6.1引言
6.2标量和矢量的电压测量
6.2.1示波器的电压测量
6.2.2矢量电压计的电压测量
6.3用网络分析仪直接测量阻抗
6.3.1阻抗测量的方向性
6.3.2S参数测量的好处
6.3.3S参数阻抗测量的理论背景
6.3.4用矢量电压计测量S参数
6.3.5网络分析仪的校准
6.4借助于网络分析仪的另一种阻抗测量
6.4.1Smith 图的精度
6.4.2高低阻抗的测量
6.5借助于循环器的阻抗测量
附录
6A.1阻抗串并联接之间的关系
第七讲：接地4小时
(0.67 天)
7.1接地的涵义
7.2在线路图中可能隐藏的接地问题
7.3不良的或不恰当的接地例子
7.3.1不恰当的旁路电容选择
7.3.2不良的接地
7.3.3Improper Connection
7.4“零“电容
7.4.1什么是“零” 电容?
7.4.2“零” 电容的选择
7.4.3“零” 电容的带宽
7.4.4多个“零” 电容的联合效应
7.4.5贴片电感是好助手
7.4.6在RFIC设计中的“零”电容
7.5?波长微带线
7.5.1连接线是射频电路中的一个零件
7.5.2为什么?波长微带线如此重要？
7.5.3开路?波长微带线的神奇
7.5.4特定特征阻抗的宽度测试
7.5.5?波长测试
附录
7A.1借助于S21测试贴片电容和电感的特性
第八讲：等位性和接地表面上的电流耦合2小时
(0.33 天)
8.1接地表面上的等位性
8.1.1在射频电缆的接地表面上的等位性
8.1.2在PCB的接地表面上的等位性
8.1.3在大面积PCB板上可能存在的问题
8.1.4强制接地
8.1.5等位性测试
8.2前向和返回电流耦合
8.3.1“无心的假定” 和“伟大的疏忽”
8.3.2减少在PCB板上的电流耦合
8.3.3减少在集成电路芯片上的电流耦合
8.3.4减少在射频方块之间的电流耦合
8.3.5一种似是而非的系统组装
8.3多金属层的PCB板和集成电路芯片
附录
8A.1PCB板的初步考量
第九讲：集成电路和系统芯片4小时
(0.67 天)
9.1干扰和隔离度
9.1.1电路中存在着干扰
9.1.2隔离度的定义和测量
9.1.3射频模快的主要干扰途径
9.1.4集成电路芯片的主要干扰途径
9.2用金属盒屏蔽射频模块
9.3开发集成电路的强烈欲望
9.4沿集成电路衬垫而来的干扰
9.4.1.实验
9.4.2.挖沟
9.4.3.保护圈
9.5解决来自空中的干扰
9.6射频模块和射频集成电路的共同接地规则
9.6.1.电路分支和方块并联接地
9.6.2.电路分支和方块并联直流供电
9.7集成电路的瓶颈
9.7.1低Q值电感以及可能的解决办法
9.7.2“零” 电容
9.7.3焊接线
附录
9A.1“溜片”多少次?
9A.2?波长线的计算
9A.3电子工业的进展
第十讲：画制版图2小时
(0.33 天)
10.1画制版图在个别模块和系统之间的差别
10.2PCB的初步考量
10.2.1.类型
10.2.2.制版图
10.2.3.大小
10.2.4.金属层数目
10.3连接线
10.3.1两种连接方式
10.3.2连接线类型
10.4通孔
10.4.1通孔
模型
10.4.2多个
通孔
10.5零件
10.5.1晶体管
10.5.2电感
10.5.3电阻
10.5.4电容
10.6自由空间
第十一讲：封装和系统芯片2小时
(0.33 天)
11.1射频封装技术
11.1.1封装类型
11.1.2退化
11.1.3SOP 型引脚封装
11.1.4引脚架的电感
11.1.5焊接线的电感
11.1.6引脚架设计的改良
11.1.7Flip chip 技术
11.1.8LTCC (低温烘烤陶瓷) 封装技术
11.1.9SIP (系统封装) 解决方案
11.2系统芯片的前景
11.2.1系统芯片的基本概念
11.2.2达到系统芯片目标的瓶颈
11.3下一个是什么?
第十二讲：产品设计的可制造性2小时
(0.33 天)
12.1引言
12.2产品可制造性的涵义
12.36σ设计的涵义
12.3..1误差分析中随机过程的基本知识
12.3..26σ和产品合格率
12.3..3一个电路方块的 6σ设计
12.4迈向 6σ设计
12.4.1改变零件的σ数值
12.4.2用多个零件替代但零件
12.5Monte Carlo 分析
12.5.1一个带通濾波器
12.5.2Monte Carlo 分析的仿真
12.5.3零件对参数性能的灵敏度
附录
12A.1生产线上的统计学
12A.2C p, C pk指数和其他参数应用于6σ设计
12A.3正则分布表
第一部分共30小时
(5 天)
第二部分射频系统分析
第十三讲：主要参数和系统分析4小时
(0.67 天)
13.1引言
13.2功率增益
13.2.1反射功率增益的基本概念
13.2.2传输功率增益
13.2.3在单向传输情况下S21和各种功率增益
13.2.4功率增益和阻抗匹配
13.2.5功率增益和电压增益
13.2.6增益的级联公式
13.3噪音
13.3.1噪音图的含义
13.3.2有噪音两终端方块的噪音图
13.3.3噪音图测试注意事项
13.3.4用实验方法测得噪音参数
13.3.5噪音图的级联公式
13.3.6接收机灵敏度
13.4非线性
13.4.1晶体管的非线性
13.4.2交调点(IP) 和交调抑制(IMR)
13.4.3交调点的级联公式
13.4.4非线性和畸变
13.5其他参数
13.5.1直流供电和电流
13.5.2零件总数
13.6射频系统分析的例子
附录
13A.1用信号流图定义两端方块的功率
13A.2主要噪声源
第十四讲：”零中频”系统的特殊性2小时
(0.33 天)
14.1为什么要差分对?
14.1.1单端与差分对之间表面上的差别
14.1.2单端的非线性
14.1.3差分对的非线性
14.1.4在直接变频或”零中频”通讯系统中差分结构的重要性
14.1.5为什么要直接变频或”零中频”?
14.2电容能阻隔直流偏移吗?
14.2.1三种RLC的时间常数
14.2.2PA的直流偏移
14.3消除直流偏移
14.3.1“斬切” 混频器
14.3.2用校凖的办法来消除直流偏移
第十五讲：差分对 2 hours
(0.33 days) 15.1差分对的基本知识
15.1.1差分对的线路和定义
15.1.2双极管差分对的转换特性
15.1.3双极管差分对的小讯号近似
15.1.4MOSFET 管差分对的转换特性
15.1.5MOSFET 管差分对的小讯号近似
15.1.6如果输入讯号差分不良会怎样?
15.2共模抑制比 (CMRR)
15.2.1共模抑制比的表达式
15.2.2单端的共模抑制比
15.2.3差分对的共模抑制比
15.2.4提高共模抑制比
15.3差分对的噪声和干扰
15.3.1增加电压摆幅
15.3.2消除干扰
15.3.3噪声的增强
第十六讲：射频巴伦 4 hours
(0.67 days)
16.2变压器巴伦
16.2.1在分立元件射频电路设计中的变压器巴伦
16.2.2在集成射频电路设计中的变压器巴伦
16.2.3用在仿真中的理想变压器巴伦
16.2.4在理想变压器巴伦中零件在单端与差分对之间的等效性
16.2.5借助于理想变压器巴伦来对差分对进行阻抗匹配
16.3LC巴伦
16.3.1简单的LC巴伦设计
16.3.2简单LC巴伦的性能
16.3.3实际的LC巴伦
16.4微带线巴伦
16.4.1环状巴伦
16.4.2分裂的环状巴伦
16.5混合型巴伦
16.5.1用微带线和贴片电容建造的巴伦
16.5.2用贴片电容和贴片电感建造的巴伦
附录
16A.1变压器巴伦匝数比和阻抗之间的关系
16A.2分析简单的LC巴伦
16A.3在超宽带(UWB)系统的频带第一和第三组之中简单的LC巴伦的L和C的数值
16A.4在LC巴伦中零件在单端与差分对之间的等效性
16A.5某些有用的耦合器
16A.6电缆巴伦
Subtotal for part 2:12 hours
(2 days)
第三部分个别射频方块
第十七讲：低噪声放大器(LNA) 4小时
(0.67 天)
17.2单端单管LNA
17.2.1晶体管的大小尺寸
17.2.2阻抗匹配前晶体管的设定和测试
17.2.3一个良好LNA设计的挑战
17.2.4输入和输出阻抗匹配
17.2.5增益圆和噪声圆
17.2.6稳定性
17.2.7非线性
17.2.8设计程序
17.2.9其他例子
17.3单端级联LNA
17.3.1双极管CE-CB串级电压放大器
17.3.2MOSFET CS-CG串级电压放大器
17.3.3为什么要串级?
17.3.4举例
17.4带有自动增益控制(AGC) 的LNA
17.4.1AGC运作
17.4.2传统的带有AGC的LNA
17.4.3增加AGC动态范围
17.4.4举例
第十八讲：混频器2小时
(0.33 天) 18.1引言
18.2无源混频器
18.2.1最简单的无源混频器
18.2.2双平衡四象限二极管混频器
18.2.3双平衡电阻式混频器
18.3有源混频器
18.3.1单端单晶体管有源混频器
18.3.2Gilbert孢体
18.3.3带有双极管 Gilbert 孢体的有源混频器
18.3.4带有 MOSFET Gilbert 孢体的有源混频器
18.4设计技巧
18.4.1阻抗测量和匹配
18.4.2电流分流
18.4.3多超越正切双曲技术
18.4.4输入类型
附录
18A.1三角函数和超越正切双曲涵数
18A.2反超越正切双曲涵数方块的建立
第十九讲：可调谐濾波器1小时
(0.17 天)
19.1在通信系统中的可调谐濾波器
19.1.1希望可调谐濾波器的带宽不变
19.1.2带宽的变化
19.2两个Tank 回路之间的耦合
19.2.1不恰当的耦合
19.2.2合理的耦合
19.3线路的描述
19.4二次耦合的效果
19.5性能
第二十讲：电压控制振荡器 (VCO) 2小时
(0.33 天)
20.1三点式的振荡器
20.1.1Hartley 振荡器
20.1.2Colpitts振荡器
20.1.3Clapp 振荡器
20.2其他单端振荡器
20.2.1相移振荡器
20.2.2TITO (Tuned Input and Tuned Output) 振荡器
20.2.3共振式振荡器
20.2.4晶体振荡器
20.3锁相环和压控振荡器（PLL and VCO）
20.3.1压控振荡器的含义
20.3.2锁相环的转移函数
20.3.3锁相环输入的白噪声
20.3.4压控振荡器的相位噪声
20.4单端压控振荡器的设计例子
20.4.1以Clapp 结构的单端压控振荡器
20.4.2变容电容器
20.4.3印刷式电感器
20.4.4仿真模拟
20.4.5负载负荷试验和压控振荡缓冲器
射频电路调试测试流程
射频电路调试测试流程（准备阶段） 射频电路的调试作为通信整机研发工作中的重要一环，工作量非常大，几乎所有电路都需要调试，为了提高效率，需要对调试环境、调试方法等进行规范。 环境准备如下 1、防静电 佩戴“静电手环”，并良好接地，若着化纤、羊毛、羽绒服装，外层需加穿防静电服，或防辐射服；小功率、低电压、高频率、小封装的器件均ESD敏感，最容易被ESD击穿的射频器件：RF开关，其次是LNA；所有仪器，开机使用前必须将机壳良好接地；2、电源 稳压电源接入负载前，先校准输出电压，电压等于负载的额定电压； 3、仪器保护 为安全起见：只要射频功率大于20dBm，射频信号源（30dBm）、频谱分析仪(27dBm)、信号源分析仪（23dBm）输入端必须级联同轴衰减器，一般情况下，5W 5dB衰减器为常态配置，若测试功放模块需根据实际输出功率大小配置合适的衰减器； 4、仪器设置 射频信号源：Keysight输出功率<13dBm，R&S输出功率<18dBm，若超出，输出功率可能小于显示值，需实测并进行补偿； 频谱分析仪：屏幕显示的有效动态范围，FSV约70dB，FSW约80dB；仪器的线性输入功率<-3dBm，超出会恶化待测IM3（ACLR）、谐波，应选择合适的内部/外部衰减值； 矢量网络分析仪：仪器的IF带宽决定噪声，测无源器件的带外抑制，应适当降低IF带宽；调测任何电路，必须保证输出功率 龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/353957161.html, 雷达射频集成电路的发展及应用 作者：黄林锋 来源：《山东工业技术》2017年第24期 摘要：本文概述了雷达射频集成电路技术的特点，是一种以半导体和射频电路技术为基础，一种集信号放大、数据传输和转化功能为一体的技术，并从其发展与演变切入进行研究，探讨了目前常用的几种雷达射频集成电路的发展成果及其应用状况。 关键词：雷达射频集成电路;发展;应用 DOI：10.16640/https://www.sodocs.net/doc/353957161.html,ki.37-1222/t.2017.24.099 现代的雷达系统越来越注重高精度的距离探测与跟踪，还要求较强的抗干扰性、目标识别作用和气象探测功能。由此，要求完整一套的现代雷达系统包含近万个信号接收器和信号发射装置，这也极大提高了系统的复杂性和设备的成本造价。雷达系统的现代化除保留上述基本功能，还应减少设备的造价，这推进了射频集成电路在现代雷达领域的研发 [1]。由无线天线、电磁信号处理器、显示屏幕、控制面板、信号的发射和接收器所组成的现代雷达系统。目前，射频集成系统已经应用于信号的发射和接收器，下文从射频集成电路在雷达系统的研发入手，通过深入研究，介绍雷达系统目前的几种应用现状。 1 雷达射频集成电路的发展概述 随射频集成技术和信息化在雷达系统中的深入发展，射频集成电路已经演变了好几个架构形态[2]。以信号接收系统为例，在三十年内演化出三种不同的形态。在此过程，雷达系统的 数字化不断提高，实现某些频段的完全数字化，使射频集成电路向混合集成电路的方向不断发展。 2 雷达系统射频集成电路的发展及应用研究 2.1 射频集成SOC 以单片作为射频电路的集成基板，SiGe和CMOS作为集成射频与数字化特点的技术平台。技术的快速发展极大提高了射频电路的集成化程度，上部集混合频率、放大频率和合成信号功能为一体，下部集增频、分贝放大功能的器件。雷声公司（美国）研发的最新设备——X 波段应用了上述技术 [3]，其在实际中具有高性能、减小雷达体积和节约造价的应用优势。 2.2 射频多通道集成电路 在一个集成芯片上集多通道于一体，这种集成电路没有射频集成电路那么多的器件，应用系统的封装工艺，以高度集成化的多通道芯片，实现射频混合电路的性能优化和结构简化。采 射频电路调试经验及问题分析 1前言 文档总结了我工作一年半以来的一些射频（Radio Frequency）调试（以下称为Debug）经验，记录的是我在实际项目开发中遇到并解决问题的过程。现在我想利用这份文档与大家分享这些经验，如果这份文档能够对大家的工作起到一定的帮助作用，那将是我最大的荣幸。 个人感觉，Debug过程用的都是最简单的基础知识，如果能够对RF的基础知识有极为深刻（注意，是极为深刻）的理解，我相信，所有的Bug解起来都会易如反掌。同样，我的这篇文档也将会以最通俗易懂的语言，讲述最通俗易懂的Debug技巧。 在本文中，我尽量避免写一些空洞的理论知识，但是第二章的内容除外。“微波频率下的无源器件”这部分的内容截取自我尚未完成的“长篇大论”——Wi-Fi产品的一般射频电路设计（第二版）。 我相信这份文档有且不只有一处错误，如果能够被大家发现，希望能够提出，这样我们就能够共同进步。 2微波频率下的无源器件 在这一章中，主要讲解微波频率下的无源器件。一个简单的问题：一个1K的电阻在直流情况下的阻值是1K，在频率为10MHz的回路中可能还是1K，但是在10GHz的情况下呢？它的阻值还会是1K吗？答案是否定的。在微波频率下，我们需要用另外一种眼光来看待无源器件。 2.1.微波频率下的导线 微波频率下的导线可以有很多种存在方式，可以是微带线，可以是带状线，可以是同轴电缆，可以是元件的引脚等等。 2.1.1.趋肤效应 在低频情况下，导线内部的电流是均匀的，但是在微波频率下，导线内部会产生很强的磁场，这种磁场迫使电子向导体的边缘聚集，从而使电流只在导线的表面流动，这种现象就称为趋肤效应。趋肤效应导致导线的电阻增大，结果会怎样？当信号沿导体传输时衰减会很严重。在实际的高频场合，如收音机的感应线圈，为了减少趋肤效应造成的信号衰减，通常会使用多股导线并排绕线，而不会使用单根的导线。我们通常用趋肤深度来描述趋肤效应。趋肤深度是频率与导线本身共同的作用，在这里我们不会作深入的讨论。 2.1.2.直线电感 我们知道，在有电流流过的导线周围会产生磁场，如果导线中的电流是交变电流，那么磁场强度也会随着电流的变化而变化，因此，在导线两端会产生一个阻止电流变化的电压，这种现象称之为自感。也就是说，微波频率下的导线会呈现出电感的特性，这种电感称为直线电感。也许你会直线电感很微小，可以忽略，但是我们将会在后面的内容中看到，随着频率的增高，直线电感就越来越重要。 电感的概念是非常重要的，因为微波频率下，任何导线（或者导体）都会呈现出一定的电感特性，就连电阻，电容的引脚也不例外。 2.2.微波频率下的电阻 从根本上说，电阻是描述某种材料阻碍电流流动的特性，电阻与电流，电压的关系在欧姆定律中已经给出。但是，在微波频率下，我们就不能用欧姆定律去简单描述电阻，这个时候，电阻的特性应经发生了很大的变化。 2.2.1.电阻的等效电路 电阻的等效电路。其中R就是电阻在直流情况下电阻自身的阻值，L是电阻的引脚，C 因电阻结构的不同而不同。我们很容易就可以想到，在不同的频率下，同一个电阻会呈现出不同的阻值。想想平时在我们进行Wi-Fi产品的设计，几乎不用到直插的元件（大容量电解 最详细解读射频芯片 传统来说，一部可支持打电话、发短信、网络服务、APP应用的手机，一般包含五个部分部分：射频部分、基带部分、电源管理、外设、软件。 射频部分：一般是信息发送和接收的部分； 基带部分：一般是信息处理的部分； 电源管理：一般是节电的部分，由于手机是能源有限的设备，所以电源管理十分重要； 外设：一般包括LCD，键盘，机壳等； 软件：一般包括系统、驱动、中间件、应用。 在手机终端中，最重要的核心就是射频芯片和基带芯片。射频芯片负责射频收发、频率合成、功率放大；基带芯片负责信号处理和协议处理。那么射频芯片和基带芯片是什么关系？ 1. 射频芯片和基带芯片的关系 先讲一下历史，射频（Radio Frenquency）和基带（Base Band）皆来自英文直译。其中射频最早的应用就是Radio——无线广播（FM/AM），迄今为止这仍是射频技术乃至无线电领域最经典的应用。 基带则是band中心点在0Hz的信号，所以基带就是最基础的信号。有人也把基带叫做“未调制信号”，曾经这个概念是对的，例如AM为调制信号（无需调制，接收后即可通过发声元器件读取内容）。 但对于现代通信领域而言，基带信号通常都是指经过数字调制的，频谱中心点在0Hz的信号。而且没有明确的概念表明基带必须是模拟或者数字的，这完全看具体的实现机制。 言归正传，基带芯片可以认为是包括调制解调器，但不止于调制解调器，还包括信道编解码、信源编解码，以及一些信令处理。而射频芯片，则可看做是最简单的基带调制信号的上变频和下变频。 所谓调制，就是把需要传输的信号，通过一定的规则调制到载波上面让后通过无线收发器（RF Transceiver）发送出去的工程，解调就是相反的过程。 2.工作原理与电路分析 射频简称RF射频就是射频电流，是一种高频交流变化电磁波，为是Radio Frequency的缩写，表示可以辐射到空间的电磁频率，频率范围在300KHz～300GHz之间。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。高频（大于10K）；射频（300K-300G）是高频的较高频段；微波频段（300M-300G）又是射频的较高频段。射频技术在无线通信领域中被广泛使用，有线电视系统就是采用射频传输方式。 RF设计与应用----射频集成电路封装 关键词：射频，多层电路板，电路封装 摘要：针对无线通信产品业者所面临的课题，本文试着从封装技术在射频集成电路上应用的角度，来介绍射频集成电路封装技术的现况、现今封装技术对射频集成电路效能的影响，以及射频集成电路封装的未来发展和面临的挑战。 在行动通讯质量要求的提高，通讯带宽的需求量大增，因应而生的各项新的通讯规范如GPRS、W-CDMA、CDMA-2000、Bluetooth、 802.11b纷纷出笼，其规格不外乎：更高的数据传输速率、更有效的调变方式、更严谨的噪声规格限定、通讯功能的增强及扩充，另外再加上消费者对终端产品“轻、薄、短、小、久（包括产品的使用寿命、维护保固，甚至是手机的待机时间）”的诉求成了必要条件；于是乎，为了达成这些目的，各家厂商无不使出混身解数，在产品射频(Radio Frequency)、中频(Intermediate Frequency)与基频(Base Band)电路的整合设计、主动组件的选择应用、被动组件数目的减少、多层电路板内线路善加运用等，投注相当的心血及努力，以求获得产品的小型化与轻量化。 针对这些无线通信产品业者所面临的课题，我们试着从封装技术在射频集成电路上应用的角度，来介绍射频集成电路封装技术的现况、现今封装技术对射频集成电路效能的影响，以及射频集成电路封装的未来发展和面临的挑战。 射频集成电路封装技术的现况 就单芯片封装(Single Chip Package)的材质而言，使用塑料封装( P l a s t i c Pac kage)的方式，是一般市面上常见到的高频组件封装类型，低于3GHz工作频率的射频集成电路及组件，在不严格考虑封装金属导线架(Metal Lead Frame)和打线(Wire Bond)的寄生电感(Parasitic Inductance)效应下，是一种低成本且可薄型化的选择。由于陶瓷材料防水气的渗透性特佳及满足高可靠度的需求，故也有采用陶瓷封装技术；对于加强金属屏蔽作用及散热效果的金属封装，可常在大功率组件或子系统电路封装看到它的踪迹。 第一章 1.频谱划分 ?无线电波段中，将30～300千赫范围内的频率称低频(LF) ?中频（MF）是指，频段由300KHz 到3000KHz的频率 ?高频(HF)，介于3MHz与30MHz之间的频率 ?RFID，13MHz ?个人移动通信: 900MHz,1.8GHz,1.9GHz,2GHz ?射频：频率范围从300KHz～30GHz之间，目前研究的主要频段为 30MHz ～3GH 2.通信系统模型 4.调制原因 ?为了有效地把信号用电磁波辐射出去 ?有效的利用频带传输多路频率范围基本相同的基带信号 第二章 1.阻抗匹配网络的作用 阻抗匹配网络的使用是为了让放大器从信号源获得最大的功率，或者让放大器向负载传输最大的功率，或使放大器具有最小噪声系数等。 2.长线、短线概念，集总参数、分布参数 传输线有长线和短线之分。所谓长线是指传输线的几何长度与线上传输电磁波的波长比值(电长度)大于或接近1，反之称为短线。满足L<<λ条件的电路称为集总参数电路。不满足L<<λ条件的电路称为分布参数电路。 3.馈线匹配问题 ?无限长传输线上各处的电压与电流的比值定义为传输线的特性阻抗，用Ｚ 0 表示。 ?同轴电缆的特性阻抗的计算公式为 Ｚ。＝〔60/√εr〕×Log ( D/d ) [ 欧]。 ?式中，D 为同轴电缆外导体铜网内径；d 为同轴电缆芯线外径；εr为 导体间绝缘介质的相对介电常数。通常Ｚ0 = 50 欧，也有Ｚ0 = 75 欧的。 由上式不难看出，馈线特性阻抗只与导体直径D和d以及导体间介质的介电常数εr有关，而与馈线长短、工作频率以及馈线终端所接负载阻抗无关 4.史密斯圆图的用途 ①读取阻抗、导纳、反射系数、驻波比等②阻抗和传输线匹配网络设计 ③微波、射频放大器设计④微波、射频振荡器设计 第三章 1.分立电路与集成电路中，无源元件与有源元件的对比 ?分立电路中，无源元件和有源元件相比价格低、易实现 ?集成电路中，无源元件占用面积大、成本高、品质因数低 2.趋肤效应：随着频率的增加，电流趋向于导体表面的效应 2.4GHz收发系统射频前端的ADS设计与仿真 0 引言 近年来，随着无线通信业务的迅速发展，通信频段已经越来越拥挤。 1985 年美国联邦通信委员会(FCC)授权普通用户可以使用902MHz，2．4GHz 和5．8GHz 三个“工业、科技、医学”(ISM)频段。ISM 频段为无线通信设备提 供了无需申请在低发射功率下就能直接使用的产品频段，极大地推动了无线通 信产业的发展。虽然目前无线数字通信技术已经相当成熟，但射频设计仍然是 移动通信设计的瓶颈。射频电路的设计主要围绕着低成本、低功耗、高集成度、 高工作频率和轻重量等要求而进行。ISM 频段的射频电路的研究对未来无线通 信的发展具有重大的意义。国内外许多文献都对此作了研究，文献[2]中介绍了 在无线高速数据通信环境下，2．4GHz 发射机的设计。文献[3]介绍了一种低功 耗的CMOS 集成发射机的设计。 ADS(AdvancedDesignSystem)软件是Agilent 公司在HPEESOF 系列EDA 软件基础上发展完善的大型综合设计软件。它功能强大能够提供各种射频微波 电路的仿真和优化设计广泛应用于通信航天等领域。本文主要介绍了如何使用ADS 设计收发系统的射频前端，并在ADS 的模拟和数字设计环境下进行一些 仿真。 l 发射端的建模与仿真 由于设计是建立在实验室中已有的中频调制和解调的硬件基础上的，因 此发射端和接收端不考虑信号的调制和解调过程。实验室中的中频调制模块可 以输出大概8～10dBm 的40MHz 已调中频信号，经过分析选择，该发射端的 各个模块均参考MAXlM 公司的集成模块的参数而设计。本地振荡器采用的是MAX2700。MAX2700 是压控振荡器，通过设计合适的外围电路可以使它输出 Wi-Fi产品射频电路调试经验 https://www.sodocs.net/doc/353957161.html,/article/11-04/422921302067041.html?sort=1111_1119_1438_0 2011-04-06 13:17:21 来源：电子发烧友 关键字：Wi-Fi 射频电路调试经验 这份文档是生花通信的一线射频工程师总结了的Wi-Fi产品开发过程中的一些射频调试经验，记录并描述在实际项目开发中遇到并解决问题的过程。 1 前言 这份文档总结了我工作一年半以来的一些射频（Radio Frequency）调试（以下称为Debug）经验，记录的是我在实际项目开发中遇到并解决问题的过程。现在我想利用这份文档与大家分享这些经验，如果这份文档能够对大家的工作起到一定的帮助作用，那将是我最大的荣幸。 个人感觉，Debug过程用的都是最简单的基础知识，如果能够对RF的基础知识有极为深刻（注意，是极为深刻）的理解，我相信，所有的Bug解起来都会易如反掌。同样，我的这篇文档也将会以最通俗易懂的语言，讲述最通俗易懂的Debug技巧。 在本文中，我尽量避免写一些空洞的理论知识，但是第二章的内容除外。“微波频率下的无源器件”这部分的内容截取自我尚未完成的“长篇大论”——Wi-Fi产品的一般射频电路设计（第二版）。 我相信这份文档有且不只有一处错误，如果能够被大家发现，希望能够提出，这样我们就能够共同进步。 2 微波频率下的无源器件 在这一章中，主要讲解微波频率下的无源器件。一个简单的问题：一个1K的电阻在直流情况下的阻值是1K，在频率为10MHz的回路中可能还是1K，但是在10GHz的情况下呢？它的阻值还会是1K吗？答案是否定的。在微波频率下，我们需要用另外一种眼光来看待无源器件。 2.1. 微波频率下的导线 微波频率下的导线可以有很多种存在方式，可以是微带线，可以是带状线，可以是同轴电缆，可以是元件的引脚等等。 2.1.1. 趋肤效应 在低频情况下，导线内部的电流是均匀的，但是在微波频率下，导线内部会产生很强的磁场，这种磁场迫使电子向导体的边缘聚集，从而使电流只在导线的表面流动，这种现象就称为趋肤效应。趋肤效应导致导线的电阻增大，结果会怎样？当信号沿导体传输时衰减会很严重。 在实际的高频场合，如收音机的感应线圈，为了减少趋肤效应造成的信号衰减，通常会使用多股导线并排绕线，而不会使用单根的导线。 2.4GHz ISM射频前端模块的设计及应用 2.4GHz工业科学医疗设备(ISM)是全世界公开通用使用的无线频段，蓝牙( Bluetooth)、 Wi-Fi、ZigBee等短距离无线数据通信均工作在2.4GHz ISM频段。 针对2.4GHz ISM频段无线应用，锐迪科微电子公司推出了RDA T212射频前端模块。T212芯片集成了功率放大器( PA)、低噪声放大器( LNA)、天线开关(Antenna Switch)和功率检测器(Power Detector)，并特别增加PA带通及LNA带通的省电功能，内部还针对天线端做了 ESD保护设计。T212芯片采用标准的 QFN 3×3mm2超小型封装，输入和输出已集成隔直电容和匹配电路，外围元件仅需少量滤波电容，极大地简化了PCB设计。 高集成度、超小尺寸并提供省电功能的T212射频前端模块，在手机蓝牙以及802.11.b/g扩展应用中大有可为。同时，T212芯片还具有优异的线性度，支持Bluetooth 2.0的高速率应用。 T212模块的性能 T212射频前端模块内集成的功率放大器采用先进的砷化镓异质结双极晶体管( GaAs HBT)工艺制造，低噪声放大器和天线开关采用增强型高电子迁移率场效应晶体管( E-PHEMT)工艺制造。尽管没有采用差分PA的形式，但是T212依然为客户提供了差分输入管脚，从而使客户不需要再关心差分转单端的设计。 T212集成的功率放大器是一款高线性高效率PA，在2.4GHz~2.5GHz频段内有20dB增益，线性输出功率为18dBm时的三阶交调IM3小于-30dBc。PA的静态工作电流可低至10mA，饱和输出功率可达23dBm，功率附加效率高达45%，这么高的效率有助于延长供电时间。 射频电路PCB的设计技巧 摘要：针对多层线路板中射频电路板的布局和布线，根据本人在射频电路PCB设计中的经验积累，总结了一些布局布线的设计技巧。并就这些技巧向行业里的同行和前辈咨询，同时查阅相关资料，得到认可，是该行业里的普遍做法。多次在射频电路的PCB设计中采用这些技巧，在后期PCB的硬件调试中得到证实，对减少射频电路中的干扰有很不错的效果，是较优的方案。 关键词：射频电路；PCB；布局；布线 由于射频(RF)电路为分布参数电路，在电路的实际工作中容易产生趋肤效应和耦合效应，所以在实际的PCB设计中，会发现电路中的干扰辐射难以控制，如：数字电路和模拟电路之间相互干扰、供电电源的噪声干扰、地线不合理带来的干扰等问题。正因为如此，如何在PCB的设计过程中，权衡利弊寻求一个合适的折中点，尽可能地减少这些干扰，甚至能够避免部分电路的干涉，是射频电路PCB设计成败的关键。文中从PCB的LAYOUT角度，提供了一些处理的技巧，对提高射频电路的抗干扰能力有较大的用处。 1 RF布局 这里讨论的主要是多层板的元器件位置布局。元器件位置布局的关键是固定位于RF路径上的元器件，通过调整其方向，使RF路径的长度最小，并使输入远离输出，尽可能远地分离高功率电路和低功率电路，敏感的模拟信号远离高速数字信号和RF信号。 在布局中常采用以下一些技巧。 1．1 一字形布局 RF主信号的元器件尽可能采用一字形布局，如图1所示。但是由于PCB板和腔体空间的限制，很多时候不能布成一字形，这时候可采用L形，最好不要采用U字形布局(如图2所示)，有时候实在避免不了的情况下，尽可能拉大输入和输出之间的距离，至少1．5 cm 以上。 射频集成电路低噪声放大器研究前景 摘要 近年来，随着无线通信技术在移动通信、全球互联接入以及物联网等领域越来越广泛的应用。对于现代通信系统往往要求提供两个甚至更多的无线服务，因此就要求射频电路前端中的关键部件低噪声放大器（Low Noise Amplifier，LNA）能在多个频带下具有放大能力。因此如何能够放大多个频带的宽带低噪声放大器成为研究热点。 低噪声放大器是现代无线通信、雷达、电子对抗系统等应用中的十分重要的部分，常用于接收系统的前端，在放大信号的同时降低噪声干扰，提高系统灵敏度。如果在接受系统的前端连接高性能的低噪声放大器，在低噪声放大器增益足够大的情况下，就能抑制后级电路的噪声，则整个接收机系统的噪声系数将主要取决于放大器的噪声。如果低噪声放大器的噪声系数降低，接收机系统的噪声系数也会变小，信噪比得到改善，灵敏度大大提高。由于可见噪声放大器的性能制约了整个接收系统的性能，对于整个接收系统技术水平的提高，也起了决定性的作用。 宽带低噪声放大器是一种需要有良好的输入匹配的部分。输入匹配是要求兼顾阻抗匹配和噪声系数的，对于这两个指标一般来说是耦合在一起的。现有的宽带匹配技术需要反复协调电路各部分参数，通过对阻抗匹配和噪声系数这两个指标的折中设定来达到输入匹配的要求，因此给设计增大了难度。 噪声抵消技术是一种可以有效的将上述两个重要参数进行分离的方法，对降低设计复杂度、缩短设计周期、降低设计成本具有重要意义。现有的噪声抵消电路结构基本上都是基于CMOS工艺的。近年来，随着SiGe 技术的发展，SiGe BiCMOS工艺逐渐成为射频集成电路工艺的主流。然而，基于 SiGe工艺的采用噪声抵消结构的设计方法还未见报道。因此，本文基于SiGe工艺，开展对工作于0.8-5.2GHz频段低噪声放大器的噪声抵消电路结构的设计研究。 射频电路设计地困境及对策 hc360慧聪网通信行业频道 2004-04-16 11:23:41 射频电路地设计技术一度专属于少数专家掌握并拥有其自己地专用芯片组,如今已能和数字电路模块及模拟电路模块集成在同一块 IC 里了.再则,射频电路设计中固有地临界尺寸要求,更增加了工程压力. 要点●射频电路设计师必须经常采用间接测量电路性能地方式,来推断电路故障地原因. ●射频电路设计问题正在影响数字电路设计和模拟电路设计. ●将射频电路集成在同一块印制电路板或 IC 上,这会促使人们使用一种新地设计方法. ● EDA 厂商正在开始提供集成时域仿真和频域仿真地分析工具. 射频电路设计就是对发射电磁信号地电路进行设计.射频意为无线电频率,因为射频电路在其初期,只能发射调幅和调频两个波段地无线电信号.今天,把高频电路设计称为“射频电路设计”,只是沿用了历史名称.图1表明,自从 20 世纪 60 年代使用 UHF 电视技术以来,广播设备使用高于 300000 MHz地频率.从那时以来,通信设备地内容、频率和带宽都增加了.安捷伦科技 HY016射频设计6_射频匹配电路调试 全部频段在QSPR中校准通过后，便可以进行电路优化了，也就是我们通常说的调匹配。 我们实验室采用的是盲调，即以最终实测性能的好坏来决定最终的匹配电路；与之对应的另一种方法是根据器件规格书，用网络分析仪逐个端口调试，使其和规格书要求相对应。对于RDA PhaseII方案，盲调性能挺好。 对于频分电路（FDD LTE/WCDMA/CDMA），重点是调双工器的输入输出端匹配；对于时分电路(TDD-LTE/TDSCDMA)，重点是调滤波器的输入输出匹配。双工的调试相对复杂，本文会以HY016欧洲版中B20双工为例进行说明。 射频电路调试的最终原则包括： 1，发射端兼顾电流和线性度，也就是在ACLR余量足够的情况下尽可能的降低最大发射功率的电流，同时兼顾整个频段中高中低信道的平坦度。 2，接收端以提高接收灵敏度为最终原则 3，不是把某块板子的性能调到最佳为准；而是要留够余量，保证量产大批量板子的性能都能达到良好为准 双工器电路我通常的调试步骤： 1，初始bom采用datasheet的参考匹配 2，调节公共端的到地电感，让低、中、高信道特性一致，包括电流和ACLR 3，调节公共端的串联电感/电容，找出ACLR和电流的最佳权衡 4，调节发射端输入匹配，找出ACLR和电流的最佳权衡，最终确认发射端匹配 5，在QSPR下直接校准接收进行接收调试：若信道间差距过大就优先到地电感；若信道间差距不大则优化串联电感/电容；调试完成后实测灵敏度最终确认接收匹配 调试发射电路时，需要和仪表相连。通常在用QSPR完成校准后，再在QPST->PDC中导入并激活ROW_Gen_Commercial.MBN便可以和仪表通信了。关于MBN激活这部分，会在后续工厂文件部分详细说明，这里不再展开。 １前言 ＩＳＯ１５６９３标准协议是国际上规定的用于非接 触式ＩＣ卡的一种高频通信协议。该标准协议的非接触式ＩＣ卡的读写距离长达１００ｃｍ，比同是高频通信 协议的ＩＳＯ１４４４３规定的１０ｃｍ读写距离更大，应用范围也会更加广泛。ＩＳＯ１５６９３标准协议规定：读卡器到卡所发送的信号为采用脉冲位置编码的１０％ ＡＳＫ和１００％ＡＳＫ两种调制模式的频率都为 １３．５６ＭＨｚ的载波。 卡片解调电路的任务是把两种深秦燕青，葛元庆 （清华大学微电子学研究所，北京１０００８４） ＩＳＯ１５６９３非接触式 ＩＣ卡射频前端电路的设计 摘要：介绍了ＩＳＯ１５６９３非接触式ＩＣ卡射频前端电路，采用了一种巧妙的整流电路，提高了整流效率。同时使用了一种适用于ＩＳＯ１５６９３非接触式卡片的简单的稳压电路结构，有助于信号的解调，并且使卡片在接收到的信号为１０％ＡＳＫ和１００％ＡＳＫ两种调制模式时都能正常工作。芯片测试结果显示：电源产生电路能够产生２．２Ｖ－３．８Ｖ的直流电压，解调电路能够在２．０Ｖ－３．８Ｖ电压下可靠稳定的工作；在 ＩＳＯ１５６９３规定的最小场强０．１５Ａ／Ｍ处，整个芯片的电源电压为３．３Ｖ，且功耗小于６０μＷ。 关键词：ＩＳＯ１５６９３；非接触式ＩＣ卡；整流电路；电源产生电路；解调电路 ＤｅｓｉｇｎｏｆａＲＦｆｒｏｎｔ－ｅｎｄｃｉｒｃｕｉｔｏｆｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓＩＣｃａｒｄｓｆｏｒＩＳＯ１５６９３ ＱＩＮＹａｎ－ｑｉｎｇ，ＧＥＹｕａｎ－ｑｉｎｇ （ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡＲＦｆｒｏｎｔ－ｅｎｄｃｉｒｃｕｉｔｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓＩＣｃａｒｄｓｃｏｍｐｌｙｉｎｇｗｉｔｈＩＳＯ１５６９３．Ａｎｏｖｅｌｒｅｃｔｉｆｉｅｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ａｓｉｍｐｌｅｌｉｍｉｔｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｓａｐｐｌｉｃａｂｌｅｉｎｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓＩＣｃａｒｄｓ，ａｎｄｉｔｉｓｈｅｌｐｆｕｌｔｏｔｈｅｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｉｇｎａｌ．Ｔｈｉｓｌｉｍｉｔｅｒｃａｎａｌｓｏｈｅｌｐｔｈｅａｂｏｖｅｃａｒｄｓｗｏｒｋｎｏｒｍａｌｌｙｗｈｅｎｔｈｅｒｅｃｅｉｖｅｄｓｉｇｎａｌｉｓ１０％ＡＳＫｏｒ１００％ＡＳＫｍｏｄｕｌａｔｉｎｇｍｏｄｅ．Ｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｏｗｅｒｇｅｎ－ｅｒａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｃａｎｐｒｏｖｉｄｅａＤＣｓｕｐｐｌｙｖｏｌｔａｇｅｆｒｏｍ２．２Ｖｔｏ３．８Ｖ．Ｔｈｅｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｃａｎｗｏｒｋｐｒｏｐｅｒｌｙａｎｄｓｔｅａｄｉｌｙｆｒｏｍ２．０Ｖｔｏ３．８Ｖ．Ｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ６０ｕＷａｔ３．３Ｖ，ｗｈｅｎｔｈｅｗｈｏｌｅｃｈｉｐｗｏｒｋｓａｔｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍｏｐｅｒａｔｉｎｇｆｉｅｌｄ０．１５Ａ／Ｍ，ｗｈｉｃｈｉｓｐｒｅｓｃｒｉｂｅｄｉｎＩＳＯ１５６９３． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＩＳＯ１５６９３；ｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓＩＣｃａｒｄｓ；ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ；ｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔ；ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔＥＥＡＣＣ：１２０５；１２５０ 射频发射机电路设计 文献综述 前言 超外差接收是一种巧妙的接收方法，利用它，能使因无线电信号直接接收和放大而引起的一系列困难得到解决。在费森登思想的基础上，1912年，阿姆斯特朗在接收机中设置了本机振荡(简称“本振”)电路，通过双联可变电容器进行同步调谐，保证本振频率始终跟踪外来信号频率的变化，而且始终比外来信号高一个固定的中频。这样，不管所接收的各个电台的载波频率差别多大，与本振频率混频后，产生的都是统一的中频信号。再对这个统一的中频信号进行放大、检波，就可得到所需要的音频信号。利用超外差原理设计的电路，能使接收机电路大大简化，接收机的性能与灵敏度也得到提高。当时阿姆斯特朗还成功地组装出一台超外差接收机。同年，阿姆斯特朗与德·福雷斯特及兰茂尔各自独立发明了再生电路。 超外差接收原理不仅适用于收音机电路，还具有广泛的应用价值，它适用于电视广播、微波通信、雷达等无线电技术的各个领域。超外差原理已成为现代无线电接收理论的基础，凡是涉及无线电信号接收的电子设备，都离不开超外差接收电路。阿姆斯特朗的这项重要发明，不仅推动了无线电技术早期发展的进程，而且在无线电事业的征途上至今还闪现着它的技术光芒。 超外差原理的典型应用是超外差接收机。从天线接收的信号经高频放大器（见调谐放大器）放大，与本地振荡器产生的信号一起加入混频器变频，得到中频信号，再经中频放大、检波和低频放大，然后送给用户。接收机的工作频率范围往往很宽，在接收不同频率的输入信号时，可以用改变本地振荡频率f1的方法使混频后的中频fi保持为固定的数值。 概述 超外差接收机是超外差电路的典型应用，是全面学习模拟电路基础知识最好的切入点之一。通过简单分析超外差式接收机中输入电路、变频电 射频电路和射频集成电路线路设计(9天) 培训时间为9天 课程特色 1）本讲座总结了讲演者20多年的工作,报告包括 o设计技术和技巧的经验， o获得的美国专利， o实际工程设计的例子， o讲演者的理论演译。 o 【主办单位】中国电子标准协会 【协办单位】智通培训资讯网 【协办单位】深圳市威硕企业管理咨询有限公司 o 2）本讲座分为三个部分： A. 第一部分讨论和強调在射频电路设计中的设计技术和技巧, 着重论述设计中关鍵性 的技术和技巧,譬如,阻抗匹配,射频接地, 单端线路和差分线路之間的主要差別,射频集成电路设计中的难题……可以把它归类为橫向论述. 到目前为止，这种着重于设计技巧的論述是前所未有的，也是很独特的。讲演者认为，作为一位合格的射频电路设计的设计者，不论是工程师，还是教授，应当掌握这一部分所论述的基本的设计技术和技巧，包括： ?阻抗匹配； ?接地； ?射频集成电路设计； ?测试 ?画制版图； ? 6 Sigma 设计。 B. 第二部分: 描述射频系统的基本参数和系统设计的基本原理。 C. 第三部分: 提供个别射频线路设计的基本知识。这一部份和现有的有关射频电路和 射频集成电路设计的书中的论述相似, 其內容是讨论一个个射频方块,譬如,低噪声放大器,混频器,功率放大器,壓控振蕩器,頻率综合器……可以把它归类为纵向论述，其中的大多数内容来自本讲座的讲演者的设计 ?在十几年前就已经找到了最佳的低噪声放大器的设计方法但不曾经发表过。在低噪声放大器的设计中可以同时达到最大的增益和最小的噪 声； ?获得了可调谐濾波器的美国专利； ?本讲座的讲演者所建立的用单端线路的设计方法来进行差分对线路的设计大大简化了设计并缩短了线路仿真的时间； ?获得了双线巴伦的美国专利。 学习目标在本讲座结束之后，学员可以了解到 o比照数码电路，射頻电路设计的主要差別是什麼? o什么是射频设计中的基本概念? o在射频电路设计中如何做好窄带的阻抗匹配？ o在射频电路设计中如何做好宽带的阻抗匹配？ o在射频线路板上如何做好射频接地的工作? o为什么在射频和射频集成电路设计中有从单端至双差分的趋势? o为什么在射频电路设计中容许误差分析如此重要? o什么是射频和射频集成电路设计中的主要难题？射频和射频集成电路设计师如何克服这些障碍? 第48卷第1期（总第187期） 2019年3月 火控雷达技术 Fire Control Ｒadar Technology Vol.48No.1（Series 187） Mar.2019 收稿日期：2018-10-24作者简介：饶睿楠（1977－），男，高级工程师。研究方向为频率综合器及微波电路技术。 24GHz 射频前端频率合成器设计 饶睿楠 王 栋 余铁军 唐 尧 （西安电子工程研究所西安710100） 摘要：随着微波射频集成电路集成度越来越高， 24GHz 频段的高集成雷达收发芯片逐渐大规模使用。其中英飞凌科技公司的24GHz 锗硅工艺高集成单片雷达解决方案就是其中具有代表性的一种，被大量应用在液位或物料检测、照明控制、汽车防撞、安防系统。FMCW 为此种应用最多采用的信号调制方式。本文采用锁相环频率合成方案，产生系统所需的FMCW 调制信号。关键词：24GHz 射频前端；FMCW ；频率综合器BGT24AT2ADF4159中图分类号：TN95文献标志码：A 文章编号：1008－8652（2019）01－066－04 引用格式：饶睿楠，王栋，余铁军，唐尧．24GHz 射频前端频率合成器设计［ J ］．火控雷达技术，2019，48（1）：66－69． DOI ：10．19472/j．cnki．1008－8652．2019．01．014 Design of a Frequency Synthesizer for 24GHz ＲF Front Ends Ｒao Ｒuinan ，Wang Dong ，Yu Tiejun ，Tang Yao （Xi'an Electronic Engineering Ｒesearch Institute ，Xi'an 710100） Abstract ：With the increasing integration of microwave and radio-frequency integrated circuits ，highly integrated radar transceiver chips in 24GHz band have gradually found large-scale applications．Among those chips ，Infineon's 24GHz SiGe monolithic radar solution is a typical one．It has found wide applications in liquid （or material ）detec-tion ，lighting control ，automotive collision avoidance ，and security systems．FMCW is the most widely used signal modulation method in these applications．This paper uses PLL frequency synthesis scheme to generate FMCW mod-ulation signals required by the system． Keywords ：24GHz ＲF front end ；FMCW ；frequency synthesizer ；BGT24AT2；ADF4159 0引言 24GHz 频段雷达大量用于液位检测、照明控制、汽车防撞、安防等领域。近年来由于微波集成电路的高速发展，单芯片电路集成度越来越高，出现了一大批高集成、多功能的射频微波集成电路，以前需要几片或十几片芯片的电路被集成在一片集成电路之中。英飞凌公司推出的基于锗硅工艺的高集成单片雷达解决方案就是其中对具代表性的产品之一。FMCW 信号调制方式被广泛的应用于此类产品。本文采用英飞凌公司BGT24AT2单片信号源芯片与ADI 公司ADF4159锁相环芯片构成24GHz 射频前端频率合成器部分，产生了24GHz 24．2GHz FM-CW 发射信号。 1BGT24AT2锗硅24GHz MMIC 信号源芯片基本指标 BGT24AT2是一款低噪声24GHz ISM 波段多功能信号源。内部集成24GHzVCO 和分频器。3路独立的ＲF 输出可分别输出+10dBm 的信号，通过SPI 可对输出信号功率进行控制。发射信号的快速脉冲和相位反向可通过单独的输入引脚或通用的SPI 控制接口进行控制。片内集成输出功率及温度传感器，可对芯片工作情况进行监控。芯片工作的环境温度为－40? 125?，满足汽车级环境应用要求。封装为32脚VQFN 封装，单3．3V 电源供电，节省了大量板上空间。其原理框图如图1所示。 射频通信电路课程设计报告 引言 混频器在通信工程和无线电技术中，应用非常广泛，在调制系统中，输入的基带信号都要经过频率的转换变成高频已调信号。在解调过程中，接收的已调高频信号也要经过频率的转换，变成对应的中频信号。特别是在超外差式接收机中，混频器应用较为广泛，如AM 广播接收机将已调幅信号535KHZ-一1605KHZ要变成为465KHZ中频信号，电视接收机将已调48．5M一870M 的图象信号要变成38MHZ的中频图象信号。 常用的振幅检波电路有包络检波和同步检波两类。输出电压直接反映调幅包络变化规律的检波电路,称为包络检波电路,它适用于普通调幅波的检波。通常根据信号大小的不同,将检波器分为小信号平方律检波和大信号峰值包络检波两信号检波。 目前, 在应用较广泛的电路仿真软件中, Pspice是应用较多的一种。Psp ice 能够把仿真与电路原理图的设计紧密得结合在一起。广泛应用于各种电路分析,可以满足电路动态仿真的要求。其元件模型的特性与实际元件的特性十分相似,因而它的仿真波形与实验电路的测试结果相近,对电路设计有重要的指导意义。 由此可见，混频电路是应用电子技术和无线电专业必须掌握的关键电路。 [3] 目录 引言 (2) 一．概述 (3) 二. 方案分析 (4) 三．单元电路的工作原理 (6) 1．LC正弦波振荡器 (6) 2．模拟乘法器电路 (8) 3．谐振电路 (9) 4．包络检波 (12) 四．电路性能指标的测试 (16) 五．课程设计体会..................................................................................................... 错误！未定义书签。参考文献..................................................................................................................... 错误！未定义书签。雷达射频集成电路的发展及应用
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