做過 WiFi商品的讀者必定知道射頻巴倫,英文稱之為Balun,即是balance-unbalance的縮寫,意義為平衡-不平衡轉換器,常見于RF Tranceiver的射頻輸出/輸入引腳,用于對射頻信號完成差分到單端的轉換,后文直接稱之為Balun;做過射頻的讀者也必定知道電感的Q值,即品質因數,是衡量電感器材的主要參數。是指電感在某一頻率的交流電壓下作業時,所呈現的感抗與其等效損耗電阻之比。電感的Q值越高,其損耗越小,功率越高。
不知道正在閱覽此文的讀者是不是經歷過這么的疑問:分明射頻有些所用的Balun與參閱規劃所用的值是相同的,但是射頻目標即是很差。 筆者自己近來就遭受了這么的疑問。
Atheros的AR9341是一款非常盛行的WLAN SoC, 筆者也在多款商品的規劃中采用了這款芯片。在之前的商品規劃中,射頻目標從未呈現過任何疑問,基本上都能到達業界最高目標,但是在近來的一款商品中,Rx接納靈敏度出奇地差,僅略高于IEEE國際標準,這對于 筆者這么的完美主義者是徹底無法承受的。初始的測試數據如下圖,即artgui窗口中的log,可以看到802.11g 54Mbps速率下接納靈敏度僅能到達不幸的-66dBm,這與其他商品的-78~-80dBm相差甚遠。
比較于其他商品的規劃,這款商品射頻有些沒有LNA和PA,所以接納靈敏度比較差是意料之中的,但是不應該差得如此離譜。在確認了.ref文件中設置為no xlna及準確的switch table之后, 筆者便開端了綿長的調試過程。AR9341參閱規劃的Rx電路非常簡略,因為保密聯系, 筆者無法給出這有些的原理圖,但清楚明了,可以影響接納靈敏度的也即是Balun有些了。 筆者嘗試著改變過Balun有些的電感值與電容值,會對接納靈敏度發生必定的影響,但是都不會帶來無窮的改進。
百般無奈之下, 筆者比較了一下量產的PCBA與這這款商品Balun有些射頻器材的外觀(這是自己經常運用的一種迅速確診疑問的方法),成果發現一顆電感相差無窮:量產所用的電感為金黃色,而這款商品的電感是白色的!很明顯,疑問就出在這里。依據曾經的項目經驗,得知這顆金黃色電感是Muruta的LQP系列射頻電感,也是我在BOM中指定的物料,那么定論即是,這顆白色的電感是假的!將金黃色電感更換至這款商品的Balun有些,802.11g 54Mpbs速率下的接納靈敏度大幅提升至-73Bm,徹底可以滿意通常請求。
進一步,白色電感為疊層電感,其最典型的缺點即是Q值很低,自諧振頻率也很低,在射頻頻率下,其表現出來的很可能是容抗,徹底失掉一顆電感應有的特性;金黃色電感是薄膜電感,具有較高的Q值與較高的自諧振頻率,例如Murata LQP系列電感典型Q值為13,自諧振頻率為6GHz,徹底可以滿意2.4GHz頻段的請求。
通過這次調試, 筆者意識到在其他商品中都具有外部LNA及PA,所以這個疑問沒有露出出來,但是在這種沒有外部LNA的情況下就徹底露出了,因而 筆者主張讀者在做射頻Balun的規劃時,請必須挑選高Q值的電感,例如Murata的LQP,LQW系列,電容可挑選Murata的GJM系列。
曾經有很多讀者向我咨詢 WiFi商品射頻Balun有些的規劃原理,我每次的答復都是相同的:請與參閱規劃共同。這個理由本來很簡略,WLAN SoC并不會在Datasheet中給出差分輸入阻抗,那么射頻Balun的規劃也就無從談起,只有芯片公司的人才干知道,因而對于射頻工程師來說最佳的挑選即是與參閱規劃堅持共同。
貼片電感主要有4種類型,即繞線型、疊層型、織造型和薄膜型。
繞線型貼片電感的特點是電感量規模廣(nH~H),電感量精度高,損耗小(即Q值大),容許電流大、制造技術繼承性強、簡略、本錢低一級,但不足之處是在進一步小型化方面受到限制,陶瓷為芯的繞線型片電感器在這么高的頻率可以堅持穩定的電感量和適當高的Q值,因而在高頻回路中占有一席之地;疊層型貼片電感具有杰出的磁屏蔽性、燒結密度高、機械強度好,不足之處是合格率低、電感量較小、Q值低;薄膜型貼片電感在微波頻段堅持高Q、高精度、高穩定性和小體積的特性;織造型貼片電感特點是在1MHz下的單位體積電感量比其它片式電感器大、體積小、簡單安裝在基片上。用作功率處理的微型磁性元件。