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WiFi產品的一般射頻電路設計

2013-08-12 來源:微波射頻網收集整理 字號:
一段典型的描述如:The Atheros AR9220 is a highly integrated single-chip solution for 2.4GHz and 5GHz 802.11n-ready wireless local area network (WLANs) that enables high-performance 2×2 MIMO configurations for wireless stations applications demanding robust link quality and maximum throughput and range.

從這段描述中,我們可以知道,AR9220支持802.11n草案(一般來說都會兼容802.11b/g)。同時,AR9220也支持雙頻,2.4GHz和5GHz,這樣,我們就可以得知,它也支持802.11a。2×2 MIMO說明AR9220是二發二收(2T2R)。

傳輸速率和協議及通路密切相關,感興趣的同事可以查閱相關資料。

從AR9220的Datasheet中我們可以得知,20MHz帶寬,最高傳輸速率可以達到130Mbps,40MHz帶寬時,最高的傳輸速率可以達到300Mbps。

2.1.2. 調制方式

調制方式和傳輸速率是密切相關的,不同的傳輸速率對應著不通的調制方式。芯片支持的調制方式一般會在Datasheet的特性描述中給出。例如,AR9220支持的調制方式有BPSK,QPSK,16QAM,64QAM,DBPSK,DQPSK,CCK。

2.1.3. 時鐘頻率

時鐘頻率,時鐘頻率包括兩種,收發器外接晶振的頻率和內部倍頻后的工作頻率,這項參數同樣應該是我們關注的。

2.1.4. 輸出功率

有一個現象我一直也弄不清楚,為什么在收發器的Datasheet中不給出其發射功率?這項參數對于我們RF工程師是很重要的,因為這項參數決定著后續功率放大電路的設計,我們要保證收發器的輸出功率足以驅動功率放大器,這樣,我們才能夠設計合理有效的放大器。

2.1.5. 接收靈敏度

和輸出功率一樣,收發器接收靈敏度這項參數也不會在Datasheet中給出,在實際的設計過程中,有了這項參數,我們才能合理地設計低噪聲放大器的放大倍數,才能保證低噪聲放大器的輸出可以被收發器有效的接受。

2.1.6. 射頻接口

這項參數關系著我們后續的射頻電路的結構。一般來說,收發器應該具有的射頻輸入管腳包括:射頻輸出管腳,功率放大器增益控制管腳,功率放大器輸出功率檢測輸入管腳,低噪聲放大器增益控制管腳,切換器收發控制管腳,一般Ralink的方案還會有PA溫度檢測管腳。

2.1.7. 供電電壓與功耗

從全局的角度看,供電電壓與功耗同樣會是我們不得不關注的技術參數,這兩項參數關系著電源電路的設計和散熱的設計。

2.2. 差分射頻信號的處理

2.2.1. 收發器本身具有的管腳

對于射頻信號,為了增強收發器的抗干擾能力,一般會采用差分信號的處理方式,也就是說,收發器會以差分形式將信號發送出去,同時外部電路也必須為收發器提供差分射頻信號的輸入。如圖2-2所示,紅色方框內的四只管腳就是這個收發器的差分射頻信號的輸入,輸出管腳,也是最重要的射頻信號管腳。

 

圖2-2 收發器的射頻輸入與輸出管腳

這里必須指出的是,Atheros的收發器一般會同時對輸入與輸出做差分處理。但是Ralink一般要求外部輸入的信號是差分的,而自身輸出的射頻信號則不是差分的。圖2-3和圖2-4分別給出了RT3052(Ralink)和AR9220(Atheros)的主要射頻信號管腳。不難發現,Atheros的設計相比Ralink要更加細膩,不只是收發器芯片,在后續電路的設計中,也會發現,Atheros考慮的問題很周全,我想,這也是我們作為研發人應該具備的一種精神。

圖2-3 RT3052的主要射頻信號管腳

圖2-4 AR9220的主要射頻信號管腳

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