一個電路板從設計到實現是經過什么步驟？

從頂層設計來講，首先是射頻方案的選擇。

射頻框架

射頻方案設計來設計去，就那三種設計方案，超外差，零中頻，低中頻。

超外差

超外差方案實現了頻譜搬移，所以可以通過頻譜搬移、中頻濾波器把很多干擾頻率濾除，而且相對而言超外差方案如果不考慮對別人的發(fā)射影響，超外差方案只在接收的抗干擾上有優(yōu)勢。

零中頻

零中頻架構，將射頻直接變成基帶信號。所以零中頻在尺寸、功耗上都很有優(yōu)勢。這也是方案時選擇這個方案最重要的考慮。

因為零中頻是正交變換，所以硬件的不一致，會導致零中頻方案出現因為差分正交不平衡帶來的頻譜拓展。

低中頻方案，為了規(guī)避零中頻存在的問題，在ADC之前做了一次變頻處理。因為是在FPGA做處理，所以相對超外差方案比，尺寸和功耗有優(yōu)勢。

方案選擇的原則就是側重什么就選擇相應的方案

側重射頻指標的一般用超外差，因為中頻濾波器的存在，可以比較容易的實現高指標。

側重尺寸和功耗的，一般選擇零中頻方案。

低中頻的方案主打的也是功耗和尺寸，對于一些實時更新的收發(fā)設計，零中頻設計在直流和偏差會存在差異，一般采用低中頻方案來規(guī)避。

落實到器件選擇

器件的選擇主要是鎖相環(huán)、放大器、混頻器和外圍電路。

鎖相環(huán)

鎖相環(huán)的選型關系到發(fā)射和接收鏈路的關鍵指標，鎖相環(huán)也是雜散的關鍵來源之一。所以鎖相環(huán)的選擇至關重要。

在功耗設計允許的條件下，相位噪聲越高越好。

放大器

之前的文章我們講過，收發(fā)電路的設計就是設計整個收發(fā)系統(tǒng)的線性，整個收發(fā)電路中用的最多的也是放大器

LNA決定接收系統(tǒng)的NF和IIP3。

PA決定了發(fā)射系統(tǒng)的EVM。

放大器的選型原則是線性越高越好，效率越高越好。

混頻器

混頻器作為頻率變化的節(jié)點，它也是指標設計的關鍵節(jié)點。

很多人對指標的前后分配不知如何設計，

現有的混頻器的p-1基本上都在10左右，混頻器也是超外差方案相位噪聲的卡點處。

所以混頻器作為中間節(jié)點，就成為了指標分配的節(jié)點。

根據混頻器的p-1和頻率源的相位噪聲，就可以設計混頻前后的增益，動態(tài)范圍，濾波器，寬帶噪聲等指標的設計分配。

外圍電路

外圍電路包括檢波，ADC\DAC，運放，溫度檢測、電源等設計。

檢波器的選擇注意需要根據波形和切換時間選擇到底是峰值還是RMS檢波器。

外圍電路的選擇和設計主要是為了完成主要電路服務，在設計上按照需求選擇合適的電路。

這里主要說一下電源

上面說到鎖相環(huán)是雜散的關鍵來源之一。

還有一個雜散的關鍵來源就是電源，電路中因為P-1和器件的應用問題，所需要的電壓也不同，為了提升整個設計的效率，通常會使用DC-DC。

而在DCDC的使用過程中，就可能會出現開關頻率和cross頻率，這兩種頻率會調制到鎖相環(huán)和放大器上，形成雜散輸出。

所以在DC設計時，需要注意DC的PSRR。一般來說雜散要求60dB，PSRR的要求就需要高于雜散的設計要求。

仿真、原理圖設計

關鍵器件選擇完畢，就需要設計原理圖了，原理圖的設計原則是能用簡單設計就用簡單設計，能用熟悉器件就用熟悉的器件。

仿真就不用說了，都是射頻工程師的拿手好戲。

PCB設計

PCB的設計原則是敏感器件離電源越遠越好，注意關鍵走線的阻抗和隔離。另外要強調一點，很多設計都說要數字地和模擬地隔離，對于射頻PCB布局來說，最好一塊地，隔離地可能會出現不想要的東西。

調試查問題

調試不怕出現問題，最怕的是出現問題卻分析不出問題。

出現問題具體分析，最多的問題就是匹配，隔離等。

問題一般來說都沒有想象的復雜，找到了之后可能就是一個走線，一個電感，甚至一個過孔。

結語

工程問題是基于可靠的理論實踐，不會出現無法解釋的問題。追本溯源，往往會射頻設計并不難。








審核編輯：劉清