通常,在設(shè)計(jì)射頻匹配網(wǎng)絡(luò)時(shí),需要兼顧幾個(gè)方面:端口的阻抗匹配必須一致,插入損耗盡可能小,帶外衰減盡可能大,PA功率與效率盡可能高,元件個(gè)數(shù)盡可能少。針對(duì)CMT2300A射頻匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì),有DirectTie和SwitchType兩種匹配方法。
直連(DirectTie)匹配電路無(wú)需RF開(kāi)關(guān),TX和RX通路阻抗變換后直連到天線(xiàn)。CMOSTEKDirectTie匹配優(yōu)化了電路結(jié)構(gòu),采用較少的元器件,既可滿(mǎn)足CE/FCC規(guī)范,又實(shí)現(xiàn)高接收靈敏度,高效率和大功率輸出。
1、L1是扼流電感。
2、C8-C11是電源退耦電容,用于減少PA輸出對(duì)電源的影響。根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用需求要做適當(dāng)調(diào)整。
3、C1是隔直電容,并且與L2的部分電感在工作頻點(diǎn)形成諧振起到諧波抑制作用。
4、上圖標(biāo)識(shí)的A點(diǎn)為直連點(diǎn),該點(diǎn)的阻抗是50Ω。
5、L2,C2和L3組成TX匹配網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)PA輸出和直連點(diǎn)阻抗匹配。
6、C6,L6,C7,L7,L8組成RX巴倫匹配網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)接收機(jī)的輸入阻抗和直連點(diǎn)匹配,并使得接收信號(hào)到達(dá)差分輸入口RFIP,RFIN處時(shí)幅度相等,相位相差180度。
7、L4,C3,L5為50Ω到50Ω的T型低通濾波匹配網(wǎng)絡(luò)。
8、Y1推薦用頻率容差±20ppm的26MHz晶體,可接受的晶體頻率容差取決于用戶(hù)產(chǎn)品通訊系統(tǒng)的要求,如頻率,信道,帶寬等。
9、C4,C5為晶體負(fù)載電容(注意芯片內(nèi)部已經(jīng)集成了約4pF的負(fù)載電容,以CL=15pF的26MHz晶體為例,折合晶體相連走線(xiàn)分布電容2pF,C4和C5取值約15*2-4-2=24pF)。
10、C12-C15濾波電容,在布線(xiàn)不合理或走線(xiàn)太長(zhǎng)情況下,串口CSB,F(xiàn)CSB,SDIO,SCLK管腳容易受到干擾,功率輸出(20dBm)越大,工作頻率越低,受干擾的概率越大,建議靠近四個(gè)管腳預(yù)留到地電容(27pF)濾除射頻干擾。
推薦客戶(hù)參考CMOSTEK直連(DirectTie)匹配的設(shè)計(jì),TX和RX通路到直連點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)盡量采用官方推薦的相同值的元件。而天線(xiàn)匹配濾波網(wǎng)絡(luò)(L4,C3,L5),要根據(jù)天線(xiàn)阻抗,成本要求,是否要求滿(mǎn)足CE/FCC規(guī)范等因素,來(lái)調(diào)整濾波器的階數(shù)和元件值。如線(xiàn)路板面積受限,建議L1-L8,仍采用高Q值疊層0603電感(如SunlordSDCL1608系列),但電容都可采用0402封裝。
CMOSTEK直連(DirectTie)匹配PCBLayout為兩層布線(xiàn)設(shè)計(jì)。
說(shuō)明如下
1、射頻信號(hào)路徑盡量的直且短,減小射頻信號(hào)輸入與輸出的的損耗。
2、射頻走線(xiàn)應(yīng)該盡量平整,以減小傳輸線(xiàn)上的阻抗波動(dòng)而產(chǎn)生反射。在上圖中L2到P1間走線(xiàn)為50Ω阻抗傳輸線(xiàn)。本參考設(shè)計(jì)中,雙面板為FR4板材,介電常數(shù)Er=4.6,銅皮厚1oz,PCB板厚0.8mm,當(dāng)取傳輸線(xiàn)寬度為1mm左右,且傳輸線(xiàn)與包地(GND)的間隙設(shè)定為0.35mm時(shí),就可得到阻抗為50歐姆的傳輸線(xiàn)。
3、盡量不要有絲印落在射頻路徑上,絲印會(huì)影響傳輸線(xiàn)阻抗。
4、L1離PA管腳盡量近。相鄰電感盡量正交擺放,可減少相互耦合。
5、直連結(jié)合點(diǎn)的分支網(wǎng)絡(luò)(上圖C2,L7和C7相連部分)要盡量短。
6、射頻通路,晶振電路和IC的下方相鄰層要有完整的鋪地(GND)。
7、TX和RX通路間要有GND網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行隔離。
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