Sub-1G 射频RF电路设计举例

Answer 1

射频电路设计的精确性对无线通信的关键参数有着直接影响，如发射功率降低、谐波增加、发射电流上升和接收灵敏度下降。让我们通过TI的一款IC来具体了解RF电路的作用、设计要点以及注意事项。对于国内IC设计者来说，国际大厂的详尽文档是宝贵的学习资料。

RF电路通常由五个组件构成，其中包括天线和以下部分：

差分低通滤波器：L121, L131, C121
平衡器：L122, L132, C131, C122
单端低通滤波器：L123, L124, C123
直流隔直电容：C124, C125

平衡器（蓝色）的作用在于，当射频芯片输出为双端口时，需要将其转换为天线的50欧姆非平衡负载，以匹配最佳阻抗86.5+j43 @868MHz。单端低通滤波器（紫色）则用于满足ETSI对谐波的限制，通过T型滤波器减少无用辐射。

差分低通滤波器（红色）用来过滤谐波，确保芯片输出与天线接口的正弦波形一致。在TX模式下，它能降低返回RF_P到RF_N端口的谐波，减少发射功率的非预期辐射。

隔直电容（绿色）在某些情况下（如无SMA连接头或天线未接地）可以省略，确保芯片RF输出没有直接与地相连。

理解TI数据手册中的阻抗描述（86.5+j43 @868MHz）意味着在设计中需要匹配天线的复杂阻抗。实际应用中，通过匹配网络来匹配负载和源阻抗是常见的做法。

电路设计中，线绕电感的选择对发射功率和接收灵敏度有显著影响，尤其是在高频应用中。成本敏感但对性能要求高的场合，绕线电感可能是优选。电容则需选用稳定性高的材质，如COG、NPO。

在布局设计中，平衡器的对称性和走线长度的精确控制至关重要，以防止谐波和功率损失。对于集成射频电路的单端口射频IC，如泰凌微，可能需要外部完成阻抗匹配，可以考虑寻求芯和半导体的支持。

在电力科学研究院HPLC+HRF无线通信电路调试中，如果没有无线调试经验，工作会更具挑战性，特别是面对专有协议和缺乏专用测试工具的情况。非标准通讯协议产品的开发确实存在难点。