stm32study 发表于 2015-3-7 11:32:04

谈谈射频无线通信电路的设计

本帖最后由 stm32study 于 2015-3-7 11:33 编辑

    在阿莫论坛上学习了很多，也想贡献自己微薄的力量给大家。目前论坛上大部分朋友做的涉及到射频无线相关内容的工作，包括433，wifi，蓝牙，zigbee等等。大部分芯片其实涉及射频设计的内容不是很多，如果能按照各大厂商的Application note做基本不会有太大问题。但肯定还有些朋友，对无线通信链路或者射频电路（原理图和PCB)想了解深一些，这里大部分朋友可能更擅长于数字电路的软硬件设计，我个人从事了多年射频电路设计，如果大家有什么问题，也可以一起讨论。今天先开个头， 给大家发两个小工具：
1.APPCAD 有些朋友可能对这个工具也比较熟悉了，可以计算多种有源或者无源电路的参数值，很多朋友拿它来计算50欧姆微带线的宽度，非常实用的一个小工具。这是惠普公司（后来变成安捷伦，现在变成是德科技）开发的一个射频小工具。
   原始下载地址是：http://www.hp.woodshot.com/
2.Link-budget.xls这是Maxim-IC(现在叫MAXIM INTEGRETED 也就是美信）开发一个用于无线通信链路计算的一个小工具。常看到论坛上一些朋友说，我做的无线模块的距离很远或者不理想，其实距离在空旷的情况下是有理论可以估计的，朋友们可以用这个小工具估计一下距离或者接收到的RSSI电平应该是多少。当然这可能需要有一定的相关知识，有些不是做无线设计方面的朋友不太熟悉，慢慢来，有问题可以发上来一起讨论。

谢谢大家！

gao5528 发表于 2015-3-7 12:40:00

谢谢分享。

zpywz 发表于 2015-3-7 13:09:50

楼主，公司要我做一款带6个按控制键的无线话筒。距离有个10米就够了。有什么好方案吗？

Adrian 发表于 2015-3-7 13:19:39

楼主，有这样个问题请教：wifi天线匹配电路，用pi型滤波电路，电感电容值怎么选取，有无办法仿真。还有个问题：appcad阻抗计算结果和si9000一致否？

Let 发表于 2015-3-7 16:48:38

感谢分享，学习一下

stm32study 发表于 2015-3-7 18:00:20

zpywz 发表于 2015-3-7 13:09
楼主，公司要我做一款带6个按控制键的无线话筒。距离有个10米就够了。有什么好方案吗？ ...

你好，无线话筒我没做过，不清楚现在成熟方案如何实现。仅针对通信距离来说，这么近的距离433,2.4GHz的无线芯片随便选:Silab,Ti,Maxim,ADI有很多可供选择，即使更低的频段也不是问题。当然作为话筒使用，你也要关注语音处理方面的问题。

stm32study 发表于 2015-3-7 18:09:20

Adrian 发表于 2015-3-7 13:19
楼主，有这样个问题请教：wifi天线匹配电路，用pi型滤波电路，电感电容值怎么选取，有无办法仿真。还有个问 ...

   你好，如果你不是射频熟手，我还是建议第一次做尽量采用原厂的方案。PI型匹配和L型匹配是最简单的匹配方式，有很多小工具。当然你也可以使用大型 EDA工具例如ADS,Ansoft Designer中的smith圆图工具进行匹配，然后再仿真观察特性曲线。匹配和滤波其实还是要区分，虽然说两者有交集，但是如果纯滤波的话你要更加关注滤波器的设计，而不是匹配电路。一般来说，对于微带线的计算，很多工具采用的公式基本类似，计算结果应该也相近，这点差异对性能的影响可以忽略。对于射频layout我要说的是，首先注意尽量把50欧姆线走短。

stm32study 发表于 2015-3-7 18:18:08

   说个话题，就是发射功率和传输距离的事情，很多工程师甚至有些射频电路设计工程师也会想当然的认为，发射功率增加一倍，传输距离也应该增加一倍。先说说怎样定义无线传输距离，一方发射，另一方在一个距离处能收到信号，再远了就收不到了，那么这个距离可以称作传输距离。没错，应该以接收机能接收到最小的信号时的离发射机的距离。根据无线接收信号功率的计算公式，接收到的信号功率跟发射信号功率成正比，跟距离的平方成反比。所以，发射功率增加4倍，也就是10log4=6dB的时候，传输的距离才能增加一倍（当然这是在空旷理想无遮挡的情况下，我们可以用这个来近似估计我们的设计）。另外一点提醒，发射功率和天线增益大小可以简单认为是可以等价的，即发射功率增加几dB和天线增益增加几dB，对于传输距离影响一样。

1a2b3c 发表于 2015-3-7 18:22:16

宁愿在天线上下功夫，也不会去一味的增加发射机功率，得不偿失
天线增加3dB和功率增加一倍，成本差异太大了，主要是功率大于4、50dBm以后

taboo 发表于 2015-3-7 19:11:36

1a2b3c 发表于 2015-3-7 18:22
宁愿在天线上下功夫，也不会去一味的增加发射机功率，得不偿失
天线增加3dB和功率增加一倍，成本差异太大了 ...

天线的增益是dbi

1a2b3c 发表于 2015-3-7 20:07:50

taboo 发表于 2015-3-7 19:11
天线的增益是dbi

是的，
但是不用纠结是dBi还是dBd的,并没有表示绝对值，只是对比，我说这个意思就是说，同等条件下，修改天线条件往往比一味去增加功率有效多了

chensi007 发表于 2015-3-7 21:35:17

1a2b3c 发表于 2015-3-7 20:07
是的，
但是不用纠结是dBi还是dBd的,并没有表示绝对值，只是对比，我说这个意思就是说，同等条件下，修改 ...

改天线的增益就像放大镜的聚焦一样，天线的增益只是把能量集中，而不是能量的放大。天线的增益越高其定向性越好，死角也就越大。所以，某些情况下并不是增益越高越好，比如移动的设备像目前的空中鼠标，拿在手里使用，如果距离拉远，高增益天线的害处就出来了－>空间中有些位置很流畅，有些地方很卡。
我认为在天线增益及发射机功率不变的情况下，使用控制阻抗的、短的无支节或很短支节的传输线，使用小寄生参数的阻容元件，较好的阻抗匹配，认真仔细LAYOUT能使设计较为优化。

1a2b3c 发表于 2015-3-7 22:35:15

到最后都是拼技术了，同样增益天线，有的只能在垂直面做到5度，有的可以做到50度，差别的确非常大，这也就是实力体现，在大型工程上很具竞争力，比如像雷达这类大家伙，

ibmx311 发表于 2015-3-8 07:00:05

天下最苦逼的事情就是玩射频了
稍微深入一点就需要你知道许多外围的知识
你学的多了就容易迷失方向
建议大家别接触这个,这个事情都是留给那些为了搞技术而搞技术的人的

zhzj2007 发表于 2015-3-8 11:11:20

谢谢分享..................

lxk19781221 发表于 2015-3-8 13:31:31

用这个小工具估计一下距离或者接收到的RSSI电平应该是多少

dengterry 发表于 2015-3-8 16:42:20

MARK 射频无线通信电路的设计 小软件

a515509429 发表于 2015-3-23 14:01:30


同楼上，MARK 射频无线通信电路的设计小软件

Thisis小杰 发表于 2016-10-12 18:03:48

射频是值得研究的   一个非常有潜力的发展方向希望能多多交流

roadking1982 发表于 2016-10-13 11:58:05

同楼上，MARK 射频无线通信电路的设计小软件

zhuozz 发表于 2016-10-15 08:52:38

本帖最后由 zhuozz 于 2016-10-15 08:54 编辑

楼主 最近我在看sx1278官网提供的原理图。其中有些电路看不懂，请问下图红色框框出的电路是什么滤波电路，我觉得应该是滤波电路{:titter:}其中RFO RFI分别为LoRa调制芯片的射频输出/输入，请指教

563872381hai 发表于 2016-10-18 12:26:09

zpywz 发表于 2015-3-7 13:09
楼主，公司要我做一款带6个按控制键的无线话筒。距离有个10米就够了。有什么好方案吗？ ...

433就够了

oaixuw 发表于 2020-9-4 15:21:07

谢谢楼主分享

imliyucai 发表于 2020-9-4 18:22:01

很想深入学习射频技术。到目前为止，只照着典型电路做过几个收发电路。

fengyunyu 发表于 2020-9-4 18:35:54

射频也模块化了，照着原厂参考设计搞
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