射频电路偏差值的优化设计

射频RF是可以辐射到空间的电磁频率，频率范围从300kHz～300GHz之间。射频就是射频电流，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。

RF电路设计做匹配电路时，根据数据手册给的S参数、电路拓扑结构、元器件的取值进行设计，最后得到的结果和手册上的差别很大，通常采用调整其中的电容和电感，改大或者调小来调整。分布参数的阻抗有两种方法可以获得：第一，使用仿真软件建模仿真，但是建立模型需要知道材料、尺寸、结构等条件，其工作量不亚于直接调试；即使能建立模型，如何保证其准确性也值得考究。第二，使用网络分析仪直接测量，该方法直观而且结果准确。如果我们能知道PCB板上分布参数的阻抗，就可以进行有据可循的阻抗匹配，减少无谓的参数尝试。

调试与匹配电路，由芯片模块、射频开关和天线组成。把射频开关输出端作为50 Ω参考点，此处接入网络分析仪分别测量传输线到天线的阻抗和传输线到芯片端口的阻抗。通过匹配之后，希望从该点往天线方向看进去是50 Ω和往芯片方向看进去也是50 Ω。选择这里作为50 Ω参考点主要有两方面考虑：第一，该处到天线端是接收和发射的共同链路，只需要匹配一次，同时把天线对阻抗的影响也考虑了；到芯片端分别是接收和发射链路，需要分开匹配；第二，虽然匹配电路次数变多，但是每次匹配元器件数目少了，减少相互间影响，提高匹配效率。

测量分布参数阻抗。测量之前，将网络分析仪进行校准。首先把PCB板上除匹配网络的器件都焊上，然后把阻抗网络的落地元件断路，串联元件用0Ω电阻短路。尽量不使用焊锡短路，因为对高频电路来说，焊锡容易产生寄生效应，影响测量结果。进行天线匹配调试期间，需要断开同芯片的连接。进行芯片匹配调试期间，需要断开同天线匹配组的连接，接收链路的匹配和发射链路的匹配通过开关切换分别进行调试。

需要特别注意的是测量发射链路的阻抗，一般来说我们只要得到静态或者小信号发射的阻抗就能帮助我们完成设计，因为芯片发射时处于线性放大区，得到阻抗后只要微调器件，就能达到最佳的输出功率。如果需要更准确工作状态时的输出阻抗呢？当然也是可以的，这就需要我们加入更多的器件。

在图5中，被测放大器就是芯片的功率放大器，使其进入最大功率输出；而测试信号源则提供一个反向输入信号a2到放大器；放大器输出端所产生的反射信号b2 通过定向耦合器被接收机检测到；b2与a2之比即为放大器的大信号S22 参数。需要注意两点：第一，被测芯片和测试信号源之间需要加定向隔离器，防止大信号损坏信号源；第二，芯片输出频率和信号测试频率要异频。

具体的调试步骤如下：校准网络分析仪，校准到连接到板上的射频线缆；通过网络分析仪测量阻抗；借助史密斯圆图进行阻抗匹配；选择合适的电容和电感焊接到PCB上；测量无线芯片的输出和输入是否满足要求。 在匹配过程中，选择元器件一般遵循以下几个原则：落地电容值不要过大，电容越大，容抗则越小，信号容易流入GND。电容、电感值不要过小，因为存在误差，容值、感值越小，误差影响越大，影响批次的稳定性。电容、电感选择常规值，方便替换和备料采购。阻抗匹配过程中，我们首先要理解数据手册的参数，找到指导电路设计的依据，如电路拓扑图、S参数等；在调试过程中，借助网络分析仪测量实际电路的阻抗，使用史密斯圆图辅助完成设计；最后对电容、电感的选择也给了参考建议。

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