Atheros对Ralink，看WiFi产品的射频电路设计

双掷的开关，开关掷向哪一边决定于加在控制管脚上的电压。切换芯片的典型内部结构如图5-1所示。

图5-1 切换芯片典型的内部结构

在选择切换芯片时，我们主要关注以下几个参数：

工作频率

切换速度

关断的隔离度

导通的衰减

能够承受的功率

控制电压

功率消耗

有一个比较奇怪的现象时我们很少看到在Datasheet中提到切换速度这样的参数。在绝大多数设计中，几乎无一例外的使用了NEC公司的uPG2179作为切换芯片（Switch），其典型参数如图5-2 所示。

图5-2 切换芯片的典型参数

5.2. 发射与接收回路

切换芯片位于靠近天线的地方，决定着天线作为发射天线还是作为接收天线。功率放大器和低噪声放大器都会直接与切换芯片相连，这样，发射与接收回路上的匹配就是必不可少的。关注一下Atheros和Ralink的方案，会发现，Atheros会在发射回路上放置Π型匹配网络，但是Ralink则不会，一般就是通过电容直接耦合。

如图5-3所示，就是Atheros的典型发射与接收回路SW10就是那颗切换芯片。LPF_OUT是来自功率放大器的输出信号，R186，C121与R194组成了Π型匹配网络，LNA_IN是送至低噪声放大器的信号，SWITCH_TX与SWICTH_RX这两个信号的组合就控制着是打开发射通路还是打开接收通路。

图5-3 Atheros的典型的发射与接收回路

5.3. 天线回路

在5-4中我们已经看到，在Atheros的方案中，会在天线回路中放置一个印制滤波器（Printed Filter），图中的PF1就是Atheros专有的印制滤波器。同样，Ralink一般也不会在天线回路中设置滤波器或匹配电路。

5.4. 控制信号的处理

我们已经知道，图5-4中的SWITCH_TX和SWITCH_RX是来自无线收发器（Radio Transceiver）的控制信号，是直流电压，这样，为了稳定这个电压值，避免造成切换器的误动作，我们一般会在控制通路上串联一个电阻（或电感），一般是小于1K的电阻，并且在控制管脚的位置放置滤波电容（1-10pF），这样，我们就可以很好的保证切换芯片没有误动作，从而，我们就得到了如图5-4所示的完整的切换电路的设计。

图5-4 完整设计的切换电路

第6章. 天线与天线连接器

在这一章里，我要讲的不是天线的设计，因为目前我还不太懂天线设计，而且天线设计是一个十分专业和复杂的学科。在这里我想要说的其实就只是一个问题：一定要在天线或者天线连接器的附近放置一个Π型匹配网络，这一点是我们做射频设计的人必须要牢记的事实。看一下Atheros 和Ralink的方案，会发现Π型匹配网络是必不可少的，典型的设计如图6-1所示。

图6-1 典型的天线连接器电路设计

第7章. 完整设计的射频电路

在前面几章的内容中，我们分成五章分别讲解了射频电路的无线收发器（Radio Transceiver），功率放大电路（Power Amplifier，PA），低噪声放大器（Low Noise Amplifier，LNA），收发切换电路（Transmit/Receive Switch），天线与天线连接器（Antenna And Connector），在每章的最后一节，我们都给出了每一部分的完整设计。我想你已经知道了——没错，只要把我们每个部分的完整设计组合在一起，那么我们就得到了Wi-Fi产品的一般射频电路的完整设计，我们不要急，我们再来回顾一下在本文一开始提到的射频设计框图，如图7-1。相信大家这时一定已经可以把每一个部分细化，得到更加详细的射频设计框图。

图7-1 射频设计框图

通过前面的讨论，我们已经知道，功率放大器是由带通滤波器，Π型匹配网络，功率微波器件，增益控制，供电电路，功率检测，温度检测低通滤波器这些部分组成的；低噪声放大器是由Π型匹配网络，低噪声放大电路和增益控制组成的；收发切换器是由Π型匹配网络，切换芯片，滤波器组成的；天线和连线连接器部分是由Π型匹配网络和连接器组成的。于是，我们得到了Wi-Fi产品一般射频电路的详细框图，如图7-2所示。

图7-2 射频设计详细框图

现在，让我们将各个模块的详细电路图，看看我们得到了什么。没错，我们得到了完整的设计图，如图7-3所示。在这个原理图中，我们设计的是一收一发的情况，如果是二发二收，那么原理图就是两个图7-3，复制而已。

图7-3 完整详细的原理图

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