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RF增距芯片A7700助力射频电路设计

RF增距芯片A7700助力射频电路设计
RF增距芯片A7700助力射频电路设计

RF增距芯片A7700助力射频电路设计

由于消费类产品对无线通信功能的需求不断增长,针对这些需求目前存在各种技术方案,这些方案的优越性可用下面五个关键指标来衡量:成本,成本越低,应用越广。市场经验说明,当成本每降低10%,市场潜力将会扩大100%;传输范围,短距离无线方案的适用范围一般在室内30米以内;电源效率:无线设备在许多情况下是由电池供电的,因此电池使用寿命是一个关键指标,这一问题将会间接地反映在成本上;服务质量(QoS),在满足数据传输率要求条件下提供可靠的数据链接;高数据传输率,该参数可为无线消费产品市场开辟新的应用领域。过去由于成本问题而无法实现的应用,现在也可通过恰当的设计来实现。

短距离无线发送器和收发器在自动仪表读数、建筑物控制/安全/自动化、无线传感器网络、保健监控与家庭娱乐系统的远程控制等方面已经大有作为,并且前景依然十分光明。对射频电路的设计更是进一步实现无线通信的关键。

台湾笙科电子(AMICCOM)推出的A7700,可以很好辅助工程师对射频电路的设计。A7700是一颗2.4GHz 200米的RF增距芯片,整合了PA、LNA和RF Switch,采用小面积的QFN 3mm x 3mm封装。该芯片可将PA输出功率增加到18dBm,LNA增加11dB增益。A7700可搭配笙科现有及未来所有的2.4 GHz RF收发器,例如笙科电子工程师所提供A7700与A7121、A7125、A7105一起搭配的参考设计,该评估模块均符合美国FCC part 15.247以及欧洲ETSI EN300-328的EMC规范(见图1与图2),设计者不需多花时间调整射频效能,便可获得低成本高效能的解决方案。比起传统的分离式组件设计,采用笙科电子提供的2.4GHz FSK收发器+A7700整合设计,可减少30%外部组件。

以A7700与A7105搭配的例子来说,该方案适合300公尺内传输、可程序化资料量2K-500Kbps。A7105的工作频段在2400-2483MHz之间,并且兼具GFSK以及FSK调变。多重传输通道(~160 channels)设计可轻松选择适合的载频;低耗电的芯片架构,非常适合于无线键盘、无线鼠标、无线遥控、2.4GHz无线语音传输、长距离2.4GHz控制器、2.4GHz RF ID、无线感知器等多种应用。笙科电子向本刊透漏,A7105目前的平均月出货量已超过数十万套。

当工程师完成无线产品开发后,紧接着要面对的就是RF模块的生产。面对质量不一的PCB生产线,如何稳定地控制RF模块的生产良率常常困扰着工程师。而笙科电子针对每一颗RF芯片,均提供低成本的RF模块验证工具(图5),工程师无需再添购昂贵的RF仪器,即可有效率地确认RF模块是否功能正常。例如,针对A7105+A7700的整合模块,笙科电子的RF 验证工具称为TF7105,该工具可以在一秒内告知操作员RF模块验证成功或失败,验证项目包含:RF的发射功率、接收灵敏度、RF频偏、自动校正程序、RF模块的数字接口是否异常。因此,工程师可以将TF7105置于PCB生产线的最后一站,请作业员利用TF7105查验后才回货RF模块,QA工程师也可利用TF7105进行RF模块回货时的入库检查,工程师可以利用TF7105轻易实现质量管理,在终端产品生产效率上提供优异的便利性。

笙科电子的总经理曾三田向本刊表示:“团队已成功地将产品拓展到智能电网(自动抄表)、2.4GHz RF ID、PS3与XBOX游戏机的无线手柄、高端无线影音传输等新的应用上。2011年我们预计业绩将维持两位数的成长。”

此外,笙科电子将在即将召开的2011年IIC China上海展上,展示一系列短距离无线发送器和收发器,包含:

1. A7130,4Mpbs的

2.4GHz TRX(支持自动应答与自动重传,封包AES 128加解密)

2. A7153,250Kbps展频的2.4GHz Zigbee/RF4CE TRX(Listen-Before-Talk自动避免封包碰撞)。

3. A7325,搭配A7205的2.4GHz单向解决方案

4. A7108,高效能的Sub 1GHz TRX(并支持中国470MHz-510MHz自动抄表频段,可达一千米应用距离)

5. A7831,卫星Single LNB整合型芯片。

6. A7522,超低成本的卫星Twin LNB 2x2 Switch整合型芯片,并内建Polarity detector。

无线消费应用是一个巨大的市场,而且每年都在飞速增长。但是,很多开发商在这方面遭遇过挫折,并且缺乏应用经验。此外,与有线产品相比,在价格和性能上现在的很多无线方案还存在不足。随着更多的低成本、高性能短距离无线传输方案的推出,相信会有更多、更好的无线消费产品可供选择。

最详细解读射频芯片

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射频电路设计

RF电路的PCB设计技巧 如今PCB的技术主要按电子产品的特性及要求而改变,在近年来电子产品日趋多功能、精巧并符合环保条例。故此,PCB的精密度日高,其软硬板结合应用也将增加。 PCB是信息产业的基础,从计算机、便携式电子设备等,几乎所有的电子电器产品中都有电路板的存在。随着通信技术的发展,手持无线射频电路技术运用越来越广,这些设备(如手机、无线PDA等)的一个最大特点是:第一、几乎囊括了便携式的所有子系统;第二、小型化,而小型化意味着元器件的密度很大,这使得元器件(包括SMD、SMC、裸片等)的相互干扰十分突出。因此,要设计一个完美的射频电路与音频电路的PCB,以防止并抑制电磁干扰从而提高电磁兼容性就成为一个非常重要的课题。 因为同一电路,不同的PCB设计结构,其性能指标会相差很大。尤其是当今手持式产品的音频功能在持续增加,必须给予音频电路PCB布局更加关注.据此本文对手持式产品RF电路与音频电路的PCB的巧妙设计(即包括元件布局、元件布置、布线与接地等技巧)作分析说明。 1、元件布局 先述布局总原则:元器件应尽可能同一方向排列,通过选择PCB进入熔锡系统的方向来减少甚至避免焊接不良的现象;由实践所知,元器件间最少要有 0.5mm的间距才能满足元器件的熔锡要求,若PCB板的空间允许,元器件的间距应尽可能宽。对于双面板一般应设计一面为SMD及SMC元件,另一面则为分立元件。 1.1 把PCB划分成数字区和模拟区 任何PCB设计的第一步当然是选择每个元件的PCB摆放位。我们把这一步称为“布板考虑“。仔细的元件布局可以减少信号互连、地线分割、噪音耦合以及占用电路板的面积。 电磁兼容性要求每个电路模块PCB设计时尽量不产生电磁辐射,并且具有一定的抗电磁干扰能力,因此,元器件的布局还直接影响到电路本身的干扰及抗干扰能力,这也直接关系到所设计电路的性能。

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 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?

2016年《射频电路设计》实验

实验三RFID标签的设计、制作及测试一、【实验目的】 在实际的生产过程中,RFID电子标签在设计并测试完成后,都是在流水线上批量制造生产的。为了让学生体会RFID标签天线设计的理念和工艺,本实验为学生提供了一个手工蚀刻制作RFID电子标签的平台,再配合微调及测试,让学生在亲自动手的过程中,不断地尝试、提炼总结,从而使学生对RFID标签天线的设计及生产工艺,有进一步深刻的理解。 二、【实验仪器及材料】 计算机一台、HFSS软件、覆铜板、Alien Higgs芯片、热转印工具、电烙铁、标签天线实物,UHF测试系统,皮尺 三、【实验内容】 第一步(设计):从UHF标签天线产品清单中,挑选出一款天线结构,或者自己设计一款标签天线结构,进行HFSS建模画图 第二步(制作):将第一步中设计好的标签模型用腐蚀法进行实物制作 第三步(测试):利用UHF读写器测试第二步中制作的标签实物性能 四、【实验要求的知识】 下图是Alien(意联)公司的两款标签天线,型号分别为ALN-9662和ALN-9640。这两款天线均采用弯折偶极子结构。弯折偶极子是从经典的半波偶极子结构发展而来,半波偶极子的总长度为波长的一半,对于工作在UHF频段的半波偶极子,其长度为160mm,为了使天线小型化,采用弯折结构将天线尺寸缩小,可以适用于更多的场合。ALN-9662的尺寸为70mm x 17mm,ALN-9640的尺寸为94.8mm x 8.1mm,之所以有不同的尺寸是考虑到标签的使用情况和应用环境,因为天线的形状和大小必须能够满足标签顺利嵌入或贴在所指定的目标上,也需要适合印制标签的使用。例如,硬纸板盒或纸板箱、航空公司行李条、身份识别卡、图书等。 ALN-9662天线版图 ALN-9640天线版图

射频电路设计技巧

实用资料——射频电路板设计技巧成功的RF设计必须仔细注意整个设计过程中每个步骤及每个细节,这意味着必须在设计开始阶段就要进行彻底的、仔细的规划,并对每个设计步骤的进展进行全面持续的评估。而这种细致的设计技巧正是国内大多数电子企业文化所欠缺的。 近几年来,由于蓝牙设备、无线局域网络(WLAN)设备,和移动电话的需求与成长,促使业者越来越关注RF电路设计的技巧。从过去到现在,RF电路板设计如同电磁干扰(EMI)问题一样,一直是工程师们最难掌控的部份,甚至是梦魇。若想要一次就设计成功,必须事先仔细规划和注重细节才能奏效。 射频(RF)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」(black art) 。但这只是一种以偏盖全的观点,RF电路板设计还是有许多可以遵循的法则。不过,在实际设计时,真正实用的技巧是当这些法则因各种限制而无法实施时,如何对它们进行折衷处理。重要的RF设计课题包括:阻抗和阻抗匹配、绝缘层材料和层叠板、波长和谐波...等,本文将集中探讨与RF电路板分区设计有关的各种问题。 微过孔的种类 电路板上不同性质的电路必须分隔,但是又要在不产生电磁干扰的最佳情况下连接,这就需要用到微过孔(microvia)。通常微过孔直径为0.05mm至0.20mm,这些过孔一般分为三类,即盲孔(blind via)、埋孔(bury via)和通孔(through via)。盲孔位于印刷线路板的顶层和底层表面,具有一定深度,用于表层线路和下面的内层线路的连接,孔的深度通常不超过一定的比率(孔径)。埋孔是指位于印刷线路板内层的连接孔,它不会延伸到线路板的表面。上述两类孔都位于线路板的内层,层压前利用通孔成型制程完成,在过孔形成过程中可能还会重叠做好几个内层。第三种称为通孔,这种孔穿过整个线路板,可用于实现内部互连或作为组件的黏着定位孔。 采用分区技巧 在设计RF电路板时,应尽可能把高功率RF放大器(HPA)和低噪音放

射频介绍

《射频集成电路设计基础》讲义 课程概述 关于射频(RF) 关于射频集成电路 无线通信与射频集成电路设计 课程相关信息 RFIC相关IEEE/IEE期刊和会议

关于射频 ? 射频= Radio Frequency (RF) → Wireless! ? Why Wireless? – 可移动(Mobile) – 个人化(Personalized) – 方便灵活(Self-configuring) – 低成本(在某些情况下) – and more ... ? Why Wired? <<>><>?

<<>><>? ? 多高的频率才是射频? ? 为什么使用高频频率? 30-300kHz LF 中波广播530-1700 kHz 300kHz-3MHz MF 短波广播 5.9-26.1 MHz 3-30MHz HF RFID 13 MHz 30-300MHz VHF 调频广播88-108 MHz 我们关心的频段 300-1000MHz UHF (无线)电视54-88, 174-220 MHz 1-2 GHz L-Band 遥控模型72 MHz 2-4 GHz S-Band 个人移动通信900MHz, 1.8, 1.9, 2 GHz 4-8 GHz C-Band WLAN, Bluetooth (ISM Band) 2.4-2.5GHz, 5-6GHz 注1:本表主要参考国外标准 注2:ISM =Industrial, Scientific and Medical

关于射频集成电路 ? 是什么推动了RFIC的发展? – Why IC? – 体积更小,功耗更低,更便宜→移动性、个人化、低成本 – 功能更强,适合于复杂的现代通信网络 – 更广泛的应用领域如生物芯片、RFID等 ? Quiz: why not fully integrated? ? 射频集成电路设计最具挑战性之处在于,设计者向上必须 懂得无线系统的知识,向下必须具备集成电路物理和工艺 基础,既要掌握模拟电路的设计和分析技巧,又要熟悉射频 和微波的理论与技术。(当然,高技术应该带来高收益:) <<>><>?

射频电路设计的常见问题及五大经验总结

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lμV。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lMHz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。粗略地计算,每毫米长度的电感量约为l nH,433 MHz时10 toni PCB线路的感抗约27Ω。如果不采用地线层,大多数地线将会较长,电路将无法具有设计的特性。 4、天线对其他模拟电路部分的辐射干扰 在PCB电路设计中,板上通常还有其他模拟电路。例如,许多电路上都有模,数转换(ADC)或数/模转换器(DAC)。射频发送器的天线发出的高频信号可能会到达ADC的模拟淙攵恕R蛭魏蔚缏废呗范伎赡苋缣煜咭谎⒊龌蚪邮誖F信号。如果ADC输入端的处理不合理,RF信号可能在ADC输入的ESD二极管内自激。从而引起ADC偏差。 一、射频电路布局原则 在设计RF布局时,必须优先满足以下几个总原则: (1)尽可能地把高功率RF放大器(HPA)和低噪音放大器(LNA)隔离开来,简单地说,就是让高功率RF发射电路远离低功率RF接收电路; (2)确保PCB板上高功率区至少有一整块地,最好上面没有过孔,当然,铜箔面积越大越好; (3)电路和电源去耦同样也极为重要;

课程名称:射频集成电路设计方法学专题

课程名称:射频集成电路设计方法学专题 先修课程:微波电路、微波技术 适用学科范围:电磁场与微波技术 开课形式:双语授课方式 课程目的和基本要求: 射频,通常指包括高频、甚高频和超高频,其频率在 3 MHz-1000 MHz ,是无线通信领域最为活跃的频段。在最近十几年里,无线通信技术得到了飞跃式的发展,射频器件快速的代替了使用分立半导体器件的混合电路,这些技术都是对设计者的挑战。现在使用的数字、模拟手机电话,个人通信服务和一些新技术都离不开RFIC的应用和设计,例如,无线局域网、汽车的无钥进入、无线收费、全球自动定位(GPS)自动导航系统、自动跟踪系统、远端控制。形成了对收发信机射频集成电路(RFIC)的巨大需求。随着特征尺寸的减小,深亚微米工艺MOS管的特征频率已经达到50GHz以上,使得利用CMOS工艺实现GHz频段的高频模拟电路成为可能,并在全世界形成了一个研究热点。 目前,IC工作的频率越来越高,在设计中必须考虑信号频率高带来的相应问题。具有RF电路的知识有助于提高IC设计能力。本课程从设计方法学角度讲解射频集成电路设计的问题、方法和常用电路。主要包括:RF基本原理、分析方法、常用电路和技术,以及相关仿

真软件的使用等,使学生了解通信系统中的RFIC的应用和使用RF 电路仿真软件正确设计RF电路。本课程重点是如何设计和构造主要射频电路模块以使IC技术与RF技术相结合的方法学。 课程主要内容: 对于RFIC设计而言,只有在工艺出现后才可能有RF器件模型和库,因此RFIC具有其特殊半导体集成工艺与射频电路相结合所具有的独特的特点而形成了一门新的学科方向。随着低功耗、可移动个人无线通信的发展和CMOS工艺性能的提高,用CMOS工艺实现无线通信系统的射频前端不仅必要而且可能,.本课程讨论用CMOS工艺实现射频集成电路的特殊问题.首先介绍各种收发器的体系结构,对它们的优缺点进行比较,指出在设计中要考虑的一些问题。其次讨论CMOS 射频前端的重要功能单元,包括低噪声放大器、混频器、频率综合器和功率放大器。对各单元模块在设计中的技术指标,可能采用的电路结构以及应该注意的问题进行了讨论。 本课程还讨论射频频段电感、电容等无源器件集成的可能性以及方法。本课程还讨论对射频模块的不同的设计限制,包括设计中主要涉及的频率响应、增益、稳定性、噪声、失真(非线性)、阻抗匹配和功率损耗。本课程重点是如何设计和构造主要射频电路模块以使IC技术与RF技术相结合的方法学。第一章介绍RF基本原理、分析方法、常用电路和技术,以及相关仿真软件的使用等。第二章主要描述模块

模拟射频IC设计理论学习过程

模拟射频IC设计基础理论知识学习及进阶过程 模拟集成电路设计最重要的是基础理论知识,基础理论的重要性很多人一开始并没有意识到,工作一段时间,做过几个项目以后就会深有感触。除此之外就是个人的学习能力和分析问题、解决问题的能力,其实这些能力还是与基础知识有极大关系。 因为理论知识的学习需要一个系统的学习过程,其中涉及到非常多的相关课程,并不是一门实践课所能解决的。基础理论知识的学习途径很多,可以是学校的基础课和专业课,也可以是个人自学相关课程,IC设计所需要的理论知识的深度不是完成学业应付考试的水平所能比拟的,因此需要一个刻苦的深入学习过程。本文主要介绍模拟射频IC设计中所需要的相关基础理论知识的学习过程。 本文就从模拟、射频IC所需要的基础理论知识说起,一步一步说明如何进阶学习。最基础的是高等数学,电路分析基础,模拟电路基础,数字电路,信号与系统,自动控制理论,高频电路基础,射频微波电路理论,无线通信原理,这些是电路方面需要具备的基础知识,其中模拟电路和射频电路需要深入学习,学校课程上的那点皮毛是完全不够用的,需要做到知其然也知其所以然,很多公式及理论的计算推导过程最好彻底吃透;射频电路的S参数、smith圆图、阻抗匹配、噪声系数、线性度、射频收发机结构等理论知识很关键,这个过程非常考验个人的学习能力;无线通信原理是做射频ic必须熟悉的系统方面的知识,射频ic绝大部分是用于通信领域的。然后需要学习的是半导体工艺相关的基础知识,包括半导体器件物理、半导体工艺技术及流程等微电子基础理论知识,因为模拟射频集成电路用到的晶体管、无源器件建模和半导体工艺关系紧密,射频电路实际设计中采用的增强隔离性及降低噪声耦合等的方法和工艺息息相关。 基础知识扎实以后可以开始具体模拟ic设计的课程学习,当然这部分的学习过程也可以和基础知识学习过程结合起来,很多经典ic设计教材都是从基础知识开始讲起,一步一步进阶模拟ic设计的。这个过程比较推荐P.R.Gray的《模拟集成电路分析与设计》,当然最好是英文原版,翻译版本错误多多,容易把初学者带沟里,这本教材的分析推导过程无比详细,能够跟着推导一遍的话绝对收获无穷,从基础的工艺,器件模型,基本放大电路到模拟电路的精髓---运算放大器每一部分都是ic设计的核心基础。其它经典模拟ic教材还有Allen的《CMOS analog circuit design》,拉扎维的《Design of Analog CMOS Integrated Circuits》等等。 模拟ic课程以后就可以进入到射频集成电路的设计课程,这里也有很多经典教材,拉扎维的《射频微电子》,托马斯李的《CMOS射频集成电路设计》,还有清华池保永编写的《CMOS

射频电路的设计与调试

一:WiFi产品的一般射频电路设计(General RF Design In WiFi Product) 2011-01-20 18:18:41 写在前面的话: 这篇文章是我结合多年的工作经验和实践编写而成的,具有一定的实用性,希望能够对大家的设计工作起到一定的帮助作用。 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。我平时喜欢关注一些业界的新技术新产品,但是内容太多,没有办法写在文章中,感兴趣的同事可以访问我的博客:https://www.sodocs.net/doc/433013792.html,。 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。

射频集成电路设计基础10

《射频集成电路设计基础》讲义 <<>><>? 无线通信系统 引言 无线通信的发展 问题和挑战 频率重用和蜂窝结构 无线信道的一般特性 多径传输与信道模型 调制方式 与射频工程师的关系 参考文献

引言 ? 什么是无线通信 – 以电磁波为载体、无需物理媒质的通信方式 ? 个人无线通信迅猛发展的原因 – 技术因素:通信与网络理论、DSP、VLSI (微电子)和射频技术 – 政府方面:无线通信频段的划分和管理 – 市场因素:人们的“迁移率”越来越高,对移动通信的需求也越来越大? 对射频技术的要求 – 高频、宽带、高灵敏度、大动态范围、低功耗的接收机 – 高效率、高线性度的发射机 – 小体积、低成本 <<>><>?

无线通信的发展 ? 移动电话/通信首次出现在1946年,用于救护车、警车、出租车等的调度,大功率、大体积、大范围、低话质 ? 随着固态电路技术的成熟,移动电话趋向于小型化,模拟蜂窝系统形成– 寻呼机(Pager) – 1983年AMPS1在美国获FCC2批准 – 类似的系统也开始在欧洲和日本提供服务 – 80年代中期无绳电话(Cordless Phone)出现 ? Pager和AMPS的成功刺激了对个人无线通信的需求,80年代中期随着集成电路技术和通信理论的迅速发展,数字蜂窝(DC)系统逐步成为主流,主要代表有GSM、CDMA(IS-95)、PHS、CT-2等 1.American Mobile Phone Systems or Advanced Mobile Phone Service 2.Federal Communication Commission <<>><>?

最新射频电路设计原理与应用

射频电路设计原理与 应用

【连载】射频电路设计——原理与应用 相关搜索:射频电路, 原理, 连载, 应用, 设计 随着通信技术的发展,通信设备所用频率日益提高,射频(RF)和微波(MW)电路在通信系统中广泛应用,高频电路设计领域得到了工业界的特别关注,新型半导体器件更使得高速数字系统和高频模拟系统不断扩张。微波射频识别系统(RFID)的载波频率在915MHz和2450MHz频率范围内;全球定位系统(GPS)载波频率在1227.60MHz和1575.42MHz的频率范围内;个人通信系统中的射频电路工作在1.9GHz,并且可以集成于体积日益变小的个人通信终端上;在C波段卫星广播通信系统中包括4GHz的上行通信链路和6GHz的下行通信链路。通常这些电路的工作频率都在1GHz以上,并且随着通信技术的发展,这种趋势会继续下去。但是,处理这种频率很高的电路,不仅需要特别的设备和装置,而且需要直流和低频电路中没有用到的理论知识和实际经验。 下面的内容主要是结合我从事射频电路设计方向研究4年来的体会,讲述在射频电路设计中必须具备的基础理论知识,以及我个人在研究和工作中累积的一些实际经验。 作者介绍 ChrisHao,北京航空航天大学电子信息工程学院学士、博士生;研究方向为通信系统中的射频电路设计;负责或参与的项目包括:主动式射频识别系统设计、雷达信号模拟器射频前端电路设计、集成运算放大器芯片设计,兼容型GNSS接收机射频前端设计,等。 第1章射频电路概述 本章首先给出了明确的频谱分段以及各段频谱的特点,接着通过一个典型射频电路系统以及其中的单元举例说明了射频通信系统的主要特点。 第1节频谱及其应用 第2节射频电路概述 第2章射频电路理论基础 本章将介绍电容、电阻和电感的高频特性,它们在高频电路中大量使用,主要用于:(1)阻抗匹配或转换(2)抵消寄生元件的影响(扩展带宽)(3)提高频率选择性(谐振、滤波、调谐)(4)移相网络、负载等 第1节品质因数 第2节无源器件特性 第3章传输线 工作频率的提高意味着波长的减小,当频率提高到UHF时,相应的波长范围为10-100cm,当频率继续提高时,波长将与电路元件的尺寸相当,电压和电流不再保持空间不变,必须用波的特性来分析它们。 第1节传输线的基本参数 第2节终端带负载的传输线分析 (1) 第3节终端带负载的传输线分析 (2) 第4章史密斯圆图 为了简化反射系数的计算,P.H.Smith开发了以保角映射原理为基础的图解方法。这种近似方法的优点是有可能在同一个图中简单直观的显示传输线阻抗以及反射系数。本小节将对史密斯圆图进行系统的介绍。第1节史密斯圆图

射频集成电路设计基础.

《射频集成电路设计基础》讲义 低噪声放大器(LNA) LNA的功能和指标 二端口网络的噪声系数 Bipolar LNA MOS LNA 非准静态(NQS)模型和栅极感应噪声 CMOS最小噪声系数和最佳噪声匹配 参考文献 <<>><>?

LNA的功能和指标 ? 第一级有源电路,其噪声、非线性、匹配等性 能对整个接收机至关重要 ? 主要指标 LNA – 噪声系数(NF) 取决于系统要求,可从1 dB以下到好几个dB,NF与工作点有关– 增益(S21) 较大的增益有助于减小后级电路噪声的影响,但会引起线性度的恶化– 输入输出匹配(S11, S22) 决定输入输出端的射频滤波器频响 – 反向隔离(S12) – 线性度(IIP3,P1dB) 未经滤除的干扰信号可通过互调(Intermodulation)等方式使接收质量降低 <<>><>?

二端口网络的噪声系数 ? 噪声参数 , 定义 ,则 Noiseless Network i n S,2 Y S v n2i n 2 Source Two-port Network i n i u i c + =i c Y c v n = F i n S,2i n v n Y S + []2 + i n S,2 -----------------------------------------= F i n S,2i u v n Y S Y c + () + []2 + i n S,2 ---------------------------------------------------------= 1 i u2Y S Y c +2v n2 + i n S,2 ------------------------------------- + = Y S G S jB S + =,Y c G c jB c + =R n v n2 4kT f? -------------- =,G u i u2 4kT f? -------------- = , G S i n S,2 4kT f? -------------- = F1 G u Y S Y c +2R n + G S ---------------------------------------- +1 G u G S ----- G S G C + ()2B S B C + ()2 + G S ----------------------------------------------------------R n ++ == <<>><>?

射频电路的pcb设计技巧

[导读]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 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。

微波电路及其PCB设计

微波电路及其PCB设计 一.关于CAD辅助设计软件与网络分析仪 对于高频电路设计,当前已经有了很好的CAD类软件,其强大的功能足以克服人们在设计经验方面的不足及繁琐的参数检索与计算,再配合功能强大的网络分析仪,按理应该是稍具经验者便能完成质量较好的射频部件。但是,实际中却不是这回事。 CAD设计软件依靠的是强大的库函数,包含了世界上绝大部分无线电器件生产商提供的元器件参数与基本性能指标。不少射频工程师错误地认为:只要利用该工具软件进行设计,就不会有多大问题。但实际结果却总是与愿望相反,原因是他们在错误认识下放弃高频电路设计基本概念的灵活应用及基本设计原则的应用经验积累,结果在软件工具的应用中常犯下基本应用错误。射频电路设计CAD软件属于透明可视化软件,利用其各类高频基本组态模型库来完成对实际电路工作状态的模拟。至此,我们已经可以明白其中的关键环节棗高频基本组态模型有两类,一类属于集中参数形态之元器件模型,另一类属于常规设计中的局部功能模型。于是存在如下方面问题: (1)元器件模型与CAD软件长期互动发展,日趋完善,实际中可以基本相信模型的*真度。但元器件模型所考虑的应用环境(尤其是元器件应用的电环境)均为典型值。多数情况下,必须利用经验确定系列应用参数,否则其实际结果有时甚至比不借助CAD软件的设计结果相差更远。 (2)CAD软件中建立的常规高频基本组态模型,通常限于目前应用条件下可预知的方面,而且只能局限于基本功能模型(否则产品研发无须用人,仅靠CAD一手包办而诞生各类产品)。 (3)特别值得注意的是:典型功能模型的建立,是以典型方式应用元器件并以典型完善的工艺方式构造(包括PCB构造)下完成的,其性能也达到“典型”的较高水平。但在实际中,就是完全模仿,也与模型状态相差甚远。原因是:尽管选用的元器件及其参数一致,但它们的组合电环境却无法一致。在低频电路或数字电路中,这种相差毫厘的情况妨碍不大,但在射频电路中,往往发生致命的错误。 (4)在利用CAD软件进行设计中,软件的容错设计并不理睬是否发生与实际情况相违背的错误参数设置,于是,按照其软件运行路径给出一理想的结果,实际中却是问题百出的结果。可以知道其关键错误环节在于没有利用射频电路设计的基本原则去正确应用CAD软件。 (5)CAD软件仅仅属于设计辅助工具,利用其具备的实时模拟功能、强大的元器件模型库及其函数生成功能、典型应用模型库等等方面来简化人们的繁琐设计与计算工作,到目前为为止,尚远远无法在具体设计方面代替人工智能。 CAD软件在射频PCB辅助设计中所体现的强大功能是该软件大受欢迎的一个重要方面。但实际中,许多射频工程师会经常“遭其暗算”。导致原因仍然是其对参数设置的容错特性。往往利用其仿真功能得出一理想的模型(包括各个功能环节),一到实际调试中才发现:还不如利用自己的经验来设计。

射频集成电路产业共性关键技术创新

射频集成电路产业共性关键技术创新 主题专项申报指南 项目一:射频集成电路设计共性关键技术 1.目标任务 针对通信、北斗导航、射频识别、短距离通 信、物联网、智能终端等射频产品设计开发的需求,在已有的高频低噪声设计技术、片上集成低相位噪声频率合成器设计技术的基础上,重点攻克多通道射频电路和 高频低功耗设计技术等射频收发共性关键技术,形成GPS/BD 兼容卫星导航射频电路、低噪声放大器、测量型导航芯片、北斗/GPS多模卫星导航终端电路、RFID标签芯片等通信导航系列产品。 2.考核指标 项目实施完成后,形成信号跟踪灵敏度≤-164dBm、信号捕获灵敏度≤-148dBm的射频收发技术和多通道、高频低功耗的系列芯片。系列芯片产品将形成规模化生产,并应用于物联网、智能终端、北斗导航终端、物联网、智能穿戴设备等产品中,累计 产值不低于3亿元。 3.经费设置

财政科技经费资助不超过400万元。自筹经费与财 政拨款比例不低于4:1。 有关说明:要求企业牵头申报,鼓励产、学、研结合。 项目二:射频集成电路制造工艺共性关键技术 1.目标任务 针对北斗导航、通信装备、智能终端等设备对特色模拟集成电路制造工艺的需求,重点攻克超低温漂薄膜电阻溅射工艺优化、薄膜电阻长期稳定性控制、圆片级薄膜电阻动态修调等共性关键技术,满足射频集成电路芯片产业化加工需求,并形成兼容模拟集成电路制造工艺 的特色高精度薄膜电阻关键材料的批量化生产能力。 2.考核指标 项目实施完成后,形成绝对温度系数≤30ppm/℃、相对温度系数≤10ppm/℃、修调后电阻精度≤±0.05%的金属薄膜电阻制造工艺,并建成具有量产能力的高精度薄膜电阻加工平台。相较现有材料性能指标提高10个百分点,高精度薄膜电阻技术指标达到国际先进水平,满足射频集成电路芯片产业化加工需 求,产值累计不低于2亿元。 3.经费设置 财政科技经费资助不超过200万元。自筹经费与财政拨款比例不低于4:1。

射频集成电路与系统笔记

射频(RF)是Radio Frequency的缩写,表示可以辐射到空间的电磁频率,频率范围从300KHz~30GHz之间。射频简称RF射频就是射频电流,它是一种高频交流变化电磁波的简称。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。 在电子学理论中,电流流过导体,导体周围会形成磁场;交变电流通过导体,导体周围会形成交变的电磁场,称为电磁波。 在电磁波频率低于100khz时,电磁波会被地表吸收,不能形成有效的传输,但电磁波频率高于100khz时,电磁波可以在空气中传播,并经大气层外缘的电离层反射,形成远距离传输能力,把具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频,英文缩写:RF . 将电信息源(模拟或数字的)用高频电流进行调制(调幅或调频),形成射频信号,经过天线发射到空中;远距离将射频信号接收后进行反调制,还原成电信息源,这一过程称为无线传输。无线传输发展了近二百年,形成了大量的用户和产品群,但是,由于气候的变化和地表障碍物的影响,不能传输完美的信息。近代人类发明了廉价的高频传输线缆(射频线) RFIC(射频集成电路)是90年代中期以来随着IC工艺改进而出现的一种新型器件。RFIC的技术基础主要包括:1)工作频率更高、尺寸更小的新器件研究;2)专用高频、高速电路设计技术;3)专用测试技术;4)高频封装技术。本文将从IC技术的角度对该领域21世纪初出现的一些新动向进行简要的综述和分析。 射频识别即RFID(Radio Frequency IDentification)技术,又称电子标签、无线射频识别,是一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。常用的有低频(125k~134.2K)、高频(13.56Mhz)、超高频,微波等技术。RFID读写器也分移动式的和固定式的,目前RFID技术应用很广,如:图书馆,门禁系统,食品安全溯源等 从结构上讲RFID是一种简单的无线系统,只有两个基本器件,该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器和很多应答器组成。 无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场,把数据从附着在物品上的标签上传送出去,以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量,并不需要电池;也有标签本身拥有电源,并可以主动发出无线电波(调成无线电频率的电磁场)。标签包含了电子存储的信息,数米之内都可以识别。与条形码不同的是,射频标签不需要处在识别器视线之内,也可以嵌入被追踪物体之内。 原理 RFID技术的基本工作原理并不复杂:标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive Tag,无源标签或被动标签),或者由标签主动发送某一频率的信号(Active Tag,有源标签或主动标签),解读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。 一套完整的RFID系统,是由阅读器(Reader)与电子标签(TAG)也就是所谓的应答器(Transponder)及应用软件系统三个部份所组成,其工作原理是Reader发射一特定

射频电路设计原理与应用

【连载】射频电路设计——原理与应用 相关搜索:射频电路, 原理, 连载, 应用, 设计 随着通信技术的发展,通信设备所用频率日益提高,射频(RF)和微波(MW)电路在通信系统中广泛应用,高频电路设计领域得到了工业界的特别关注,新型半导体器件更使得高速数字系统和高频模拟系统不断扩张。微波射频识别系统(RFID)的载波频率在915MHz和2450MHz频率范围内;全球定位系统(GPS)载波频率在1227.60MHz和1575.42MHz的频率范围内;个人通信系统中的射频电路工作在1.9GHz,并且可以集成于体积日益变小的个人通信终端上;在C波段卫星广播通信系统中包括4GHz的上行通信链路和6GHz的下行通信链路。通常这些电路的工作频率都在1GHz以上,并且随着通信技术的发展,这种趋势会继续下去。但是,处理这种频率很高的电路,不仅需要特别的设备和装置,而且需要直流和低频电路中没有用到的理论知识和实际经验。 下面的内容主要是结合我从事射频电路设计方向研究4年来的体会,讲述在射频电路设计中必须具备的基础理论知识,以及我个人在研究和工作中累积的一些实际经验。 作者介绍 ChrisHao,北京航空航天大学电子信息工程学院学士、博士生;研究方向为通信系统中的射频电路设计;负责或参与的项目包括:主动式射频识别系统设计、雷达信号模拟器射频前端电路设计、集成运算放大器芯片设计,兼容型GNSS接收机射频前端设计,等。 第1章射频电路概述 本章首先给出了明确的频谱分段以及各段频谱的特点,接着通过一个典型射频电路系统以及其中的单元举例说明了射频通信系统的主要特点。 第1节频谱及其应用 第2节射频电路概述 第2章射频电路理论基础 本章将介绍电容、电阻和电感的高频特性,它们在高频电路中大量使用,主要用于:(1)阻抗匹配或转换(2)抵消寄生元件的影响(扩展带宽)(3)提高频率选择性(谐振、滤波、调谐)(4)移相网络、负载等 第1节品质因数 第2节无源器件特性 第3章传输线

射频集成电路设计教学大纲

《射频集成电路设计》课程教学大纲 Design of RF Integrated Circuit 课程代码:26105325 课程性质:专业方向理论课(选修) 适用专业:电子信息科学与技术 开课学期: 7 总学时数:40 总学分数: 2.5 修订年月: 2006年6月 执 笔:冯然 一、课程的性质和目的 本课程是电子信息专业的专业方向选修课。通过这门课的学习,要掌握射频电路的基本原理,包括无线通信应用、香农定理、传输线分析、Smith圆图、单端口网络、多端口网络、射频滤波器设计、匹配网络偏置网络、射频晶体管放大器设计、振荡器和混频器的知识。 二、课程教学内容及学时分配 (一) 射频设计概述 1.射频设计的重要性 2.量纲和单位 3.无源元件,有源元件的射频特性。 (二)传输线分析 1.传输线理论 2.传输线类型,举例,传输线方程。 (三)Smith圆图 1.参数反射系数方程,归一化阻抗公式 2.元件的并联、串联 3.阻抗变换和导纳变换 4.Smith圆图的应用。 (四)单端口网络和多端口网络 1.基本定义 2.互联网络、网络的串联、并联、级联 3.散射参数 4.网络特性及其应用 (五)射频滤波器设计 1.谐振器和滤波器的基本结构 2.滤波器的实现 (六)匹配网络和偏置网络 1.分立元件的匹配网络 2.微带线匹配网络,放大器的工作状态和偏置网络 (七)射频晶体管的放大器设置 1.放大器的特性指标 2.放大器的功率关系 3.宽带、高功率、多级放大器 (八)振荡器和混频器 1.振荡器的基本模型 2.高频振荡器电路 3.混频器的基本特征 4.调制和解调电路 总学时:40,其中:理论学时40,实验学时8。 具体分配参见下表:

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