射频学习,切记空中楼阁!!!
在上周的学习中,我们一起学习了射频收发机的架构,尤其是详解了最常用的超外差架构。下图就是基站收发机的超外差架构图(来自Skyworks,公开网络)。
图中的一个个蓝色的框框代表着一款射频元器件,有天线,滤波器,低噪放,混频器,环形器和各个类型的功放。细看的话还包括很多的反馈电路。这一个个射频元器件构成了射频设计的基础。而每一项射频元器件的设计,都是一个很专的领域,很少有人能够掌握所有部分的设计。 我们在上学的时候,都妄想着能够掌握所有部分的射频设计,期待着自己能够完成一个无线设备的设计,最终这个无线设备可能只是课程设计的那台可能能收到几个台的半导体收音机。而工作后才发现,自己所能做的也只是其中的一小小的部分。 尽管我们学了多年的电磁场和微波技术,射频电路,但是射频设计仍然存在着较大的挑战。第一,射频设计涉及到很多不同的学科,需要射频从业人员能够对很多领域有着较深的理解。但是每一个领域都经历了很长时间的演进,需要大量的知识储备去应对。下图列出了最常涉及的学科,不看不知道,一看吓一跳,都是大学最最最容易挂科的学科。而且对于物理电子和机械结构,材料学,我们很多人可能在大学学习中完全没有涉及到。
第二,射频设计是一个权衡,我们需要考虑很多方面,以达到各类性能参数,体积重量,生产效率成本的一个最优解。哪怕仅仅是射频性能,也需要多次仿真验证,甚至打板调试来寻找最佳的性能。这也就意味着射频设计不可能一蹴而就,我们需要不停的打板测试迭代。
第三,随着无线通信技术的发展,对射频设计提出了更高的要求,更高性能,更低成本,更小尺寸,更多功能,对射频电路设计提出了新的挑战。在一款5G手机中,目前就需要包括至少十多个射频频段甚至更多,下图是iphone13 所支持的频段。一个频段的射频设计都很复杂,何况要在巴掌大的手机上集成这么多的频段。 当然,很多同学可能会问:都已经芯片化了,那还要射频工程师做什么?RFIC是目前无线系统设计的一个趋势,SIP,SOC,AiP等各种集成概念层出不穷。是的,RFIC确确实实的减少了一部分设备级或者终端级射频工程师的工作量,我们不必再去堆电容电感,拉线走电路。但工作量真的少了吗?少了一些复杂的电路级的工作,我们就要去做更多系统集成的工作。其难度和工作量一点也不比电路级的少,甚至更多,看上图支持的那么多的频段就知道了。 无论如何,学习不能少,也不能怠慢。这也是【射频学堂】公 众 号存在的目的,不仅仅是我个人的分享,更多的是我在分享中的收获,撸基础知识仍然会是重中之重。不服气的话再看一下——《详解射频收发系统架构》,还没有涉及到复杂的系统计算。所以呢,让我们回归初衷,接下来的一段时间,啃一下Razavi教授的《射频微电子》这本书,从射频集成电路设计的角度再次去复习射频电路设计中的哪些知识点,但愿这次基础知识撸完之后,我们再去啃《无线通信中的射频收发系统设计》这本书,能变得稍微轻松一点。
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首次发布时间:2023-04-02
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