射频问答群问答汇总·第61期【2024.09.05】

文摘   科技   2024-09-05 07:31   上海  


期精彩问答投票结果公示

为何相同偏置网络的漏极电压不同? 

投票占比31%

本期纪念品:慧智微频段列表鼠标垫


欢迎对本期的精彩回答投票,我们将对最精彩的回答送上小小的礼物。以表示对作者无私技术奉献的感谢。

 

本文中回答均由各位射频从业者们自发讨论回复,回答之中不免有错误疏漏,也欢迎大家批评指正。


01

矢网读数与天线辐射效率的关系是怎样的?


Q:矢网读出S11在F频点处的回波损耗为-7dB,若已知天线的辐射效率为-3dB,那么在F点的系统效率推算为:
A.-5dB
B.-6dB
C.-4dB
D. -7dB

这个题有没有大佬能给解答一下呢?


A:D 吧,若算的话是-10dB,只有 D 接近一点。算的话就-7dB 直接+-3dB,即-10dB。

Q:佬,他直接加的原理能解释一下吗?


A:原理稍微有点复杂。首先你要明白系统效率由 RL 和辐射效率共同决定。


Q:佬,那他们之间联系是啥呢?


A:系统效率=RL × 辐射效率。


Q:好滴谢谢佬。


A:这个怎么感觉不对啊,系统效率是不是等于传输系数×效率 也就是(1-RL^2)×天线辐射效率。


Q:传输系数✖效率 也就是(1-RL^2)✖天线辐射效率  佬,你这个是对的,算出来好像是4。


A:所以应该是4-5之间,天线辐射效率是和你天线辐射能量÷到达天线口的输入能量,系统效率是天线辐射能量÷传导能量,假设能量为1 不匹配-7dB (20%) 因此天线口收到的能量约有80%  然后天线辐射效率-3dB(50%) 所以最终效率应该是40%。所以应该是-4 你的答案对的。


Q:好的,谢谢大佬。我在刷笔试题,超表面学的很少这个题有点没太明白。


02

功放在0到工作频段都需要保持稳定吗?


Q:大佬们,请教一下,做2.2到2.6GHz频段的功放,在0到工作频段都必须是稳定的吗?还是说带内稳定就可以?


A:都要稳定,你测试时从低频开始的,容易震荡。


A:尤其低频,必须稳定。


Q:好的,谢谢。


03

PCB偶极子天线为何会出现多个谐振点?


Q:请教一下,我的PCB偶极子天线,只测天线的话正常,只有2.4G一个谐振频段。ipex口扣在主板上,经过12pF电容,焊线接到矢量网络分析仪测试,就这样很多谐振点。可能是什么原因引起的呢?



A:VNA 正确校准了吗?


Q:校准了的。单天线是这样的。



A:测试线还能再短吗?测试线太长可能会产生寄生效应导致谐振。


A:测试芯片,电源用探针可以工作但是加绑线了在PCB上就不work是不是就是电源网格的谐振引起的?频率10MHz左右。


A:这个12pF换成0Ω,实际射频链路也不会上12PF串联吧。


Q:为啥不会呢,0欧有寄生电感,一致性也差些,2.4G频段我一直用的12pF串进去代替0欧。


A:你说的没问题,一般没有0欧姆用电容可以 ,也有可能像上面老哥说的,你的馈线太长了。优先试下这个吧 “测试线太长可能会产生寄生效应导致谐振。或者你从这一端测试,电容摘掉,看是否正常。



Q:好的,我试试。


解惑了,实际串的那个电容是1.5pF的,不是12pF,阻抗失配严重了。换成12pF或0欧就好了

A:可以!


04

PCB设计中0603电容并联的间距应该如何设置?


Q:家人们,请教一下,两个0603电容并联的时候,距离多少是合适的啊,我在AD里画的时候,老是报错。


A:这个是否报错取决于你规则设置,你先去学习一下ad的PCB规则设置。


Q:我把最小间距设置成了0,是不报错了,但我不晓得实际焊接的时候这个距离有没有限制啊。


A:shif+s把丝印层显示出来,经验来说最小至黄色丝印边重叠。


A:其实焊盘比元件引脚大多了,如果是手焊想怎么放都行。


Q:谢谢谢谢~~


05

在ADS版图中如何使用鼠标左键移动元件?


Q:请问ads的版图中 鼠标左键无法移动元件 要按M才能移动 是怎么回事呢?怎么才能让鼠标左键移动元件呢?


A:参考下图:



Q:好的 感谢!


06

星座图中的2FSK调制与16QAM有何区别?

Q:请教一下,这个是不是2FSK IQ调制?星座图上16个点是不是16QAM啊,看不懂。



A:Pi/4 DQPSK。


Q:客户说是IQ 2FSK,怎么看也不像啊,为什么图上有那么多点。


A:QAM是有幅度和相位两个信息的,你看那16点围成一个圆就是恒包络信号,不可能是QAM的。可能是为了相位尽可能连续,所以频率跳变的位置的相位,固定在星座图显示的那些点。fsk很大的一个麻烦是相位不连续,所以搞了MSK。


Q:谢谢。


07

功放LoadPull测试中如何进行射频线的去嵌?


Q:有人做过PA的loadpull嘛?测试板上那一段射频线怎么去嵌。


A:TRL,就是做一个TRL校准夹具,就可以去嵌了,把仪器的测试端面校准到芯片引脚端面。


很多年我用focus的loadpull测试系统,自己做过一个TRL矫正板。


A:我们也是focus系统。


Q:失网用过TRL校准。LOADPULL也有这个校准嘛?


A:肯定要啊,不然做loadpull你测量夹具带来的损耗和相位都不是芯片引脚端面的,我是12年用过一段时间。


Q:明白。我看一下怎么在仪器上做去嵌。


A:他们自己的TRL校准模块比较贵,所以我们就自己做了一个。


Q:好的,感谢。


08

OIP3测试中应该使用哪个公式进行计算?


Q:请教个问题,OIP3的测试,计算是用上面两个公式的哪个公式算?


A:第一个。


A:为什么第二个要+3。


Q:不两个基波出来吗?pout是不是得加倍。


A:你这是没理解OIP3的概念。


Q:怎么说,请教下哪块理解有问题。


A:OIP3L=2+[2-(-70)]/2 dBm,OIP3R=2+[2-(-70)]/2 dBm,这样写。


Q:了解了,感谢。


09

ANSYS 2024 R2中如何从Maxwell3D切换到HFSS?


Q:打扰下,请问ansys 2024 r2  安装完毕后,打开的默认界面就是maxwell3D ,这怎么切换到HFSS?


A:这个是AEDT平台,需要你建立HFSS的工程。


Q:我之前用的HFSS 15,我也查了下,我看视频里,ansys2020 打开的时候,有工程选项,但是我这个没有。



这是网上的, 有HFSS ,Q3D  ,Maxwell选项。



而我的打开直接就是Maxwell工程,在哪里可以设置么?


A:我当时是直接打开一个aedt文件,然后就自动跳转到hfss了。


Q:终于找到了 谢谢!


先点击一下EMIT ,建立一个EM 工程,这个时候,就出来HFSS选项了。



也不知道是哪的问题,谢谢了,起初这里找不到HFSS。



10

PAD上金丝打双丝的间距有什么要求?


Q:咨询下,pad上金丝打双丝,这两根丝的间距有什么要求吗?


A:肯定尽量远点吧,要不然耦合比较强电感量减少不明显(我推测)。


A:没这个说法吧。


Q:如果远的话,对于我芯片上的pad,我就得做的比较大一点,一根丝的直径是25um吧。


A:有啊,之前去过打线工艺线人家工程师说的。


A:般两根比一根性能好,三根比两根性能要好一些,三根以上性能改善不明显。


A:对的,原因就是因为耦合。


A:我记得以前做过的100um的pad打双丝,间距大概是40um,120的话,就是60。


A:多跟打上去一般平行的一组,没有故意叉开减小耦合。


Q:我的pad是这样的,两根丝越近的话金丝引入的电感量是越大吗?



A:互感会增加,一般回路电感=自感+互感,看电流方向。


Q:好的👌一般长度能到多少了,尽可能短。


A:你可以假设个极端情况,假如单根是L互感也互感出个L,那相当于两根2L并联还是L,并非1/2L。


Q:多谢!


11

微波工程中U值与稳定性之间有何关系?


Q:为啥微波工程里面就提一个u值?

A:u 好,k 要加 delta。


Q:我的问题 是不是 两个u值都要满足。


A:k和Δ是最原始的表征。如果u也是充分必要条件,两个应该是等效的。


A: 我的问题 是不是 两个u值都要满足”  一个满足即可,u1 u2 相互等效。


A:图1这两个mu()和mu_prime分别是看输入和输出的u值,更有利于快速定位是输入还是输出引起的不稳定,可以一起看,如下图:



Q:那是一个大于1 另外一个必然大于1吗?


A:对。


Q:那不稳定呢?就未必一样,才有前面说的看两个,区分输入还是输出敏感


A:不稳定应该是两个都不稳定  推到下就知道了。


A:Mu and  Mu’ 这两个需要同时大于1,一个是source stability 一个是load stability,不是一个大于1另一个就必然大于1。


这个指的是不稳定的那个circle到只有实数史密斯原图对最近距离,如果大于1就表示不稳定的circle 完全在史密斯原图外,意味着任何实数负载或者源阻抗接到放大器上,放大器都稳定。


A:Mu and  Mu’ 这两个需要同时大于1,一个是source stability 一个是load stability,不是一个大于1另一个就必然大于1。


Q:你见过 u1>1,u2 小于 1 的情况,或者相反的情况?


A:低电流偏置情况,经常出现。


Q:有图片和例子也帮忙拍下,我们以前考虑可能存在不周。


A:超低功耗LNA,就经常出现,当时我们详细研究过,理论上Mu 或Mu’ 其中一个大于1就能推出来K>1, |delta|<1,也就是unconditional stable, 但实际经常出现其中一个在PVT全部大于1,另一个小于1。


Q:那个LNA是什么结构的?Cascode的?


A:最后设计要求就是需要全部大于1。


Q:PVT是什么意思?


A:就是扫工艺角,电压,温度扫l,当时我们也觉得问题就是出在那个推到是假设只有一个管子的单级放大器,具体原因至今也不明确,不过我已经离开那个项目几年了。


A:手动推导的应该是单极放大器。


A:Cascode其实是两级了。


A:对!


Q:是小信号稳定还是大信号也要稳定呢?


A:理论上大信号也得稳定,有时候PA就是给了大信号,测试发现有个频率震荡产生了一个小峰,这个就很玄学了。


Q:就是一个频点那种吧?


A:一般情况下,对于有静态的PA,大信号和小信号稳定性差距不大,如果发现随着输入功率增加而不稳定,可以多看一下管芯之间的问题,即并联管芯尺寸太大而导致管芯之间相位不平衡造成的不稳定,这种在书上叫偶模自激(忘记具体名字);对于没有静态的PA,比如C类,这种就要小心了,从仿真角度来说,PDK一般很少专门针对C类PA建模,从测试角度来说,PA关闭和打开过程中,其相位变化很大,很容易产生正反馈。


“ 这个指的是不稳定的那个circle到只有实数史密斯原图对最近距离,如果大于1就表示不稳定的circle 完全在史密斯原图外,意味着任何实数负载或者源阻抗接到放大器上,放大器都稳定”  精彩的解释


 稳定性的设计是一个trade off过程,绝对稳定固然好,但是也会带来性能较低,一般设计的底线是在6个倍频程范围内,S11和S22不要有大于0的部分,S21不要有突起,如果突起避免不了,不要大于0。


最根源是一个管子在某个频率处如果没有增益,一定不会自激。


Q:就这个里面提到的有静态的情形,我看一些paper里面有说,是不是奇模震荡,就会产生半频现象,对么?


A:这种还不是半频,奇模震荡有一定的特殊性,它是多个powercell之间因为相位不平衡而导致的震荡,这种震荡跟频率很相关,这种一般会发生在二次谐波处,这种主要是相位形成了正反馈而导致。半频震荡是另一种形式,晶体管的本征电容是非线性,随着输入功率的增加会电容会发生变化,在某种情况下会导致半频处形成负阻抗,就是形成了VCO的状态,我看书上说这种叫参数震荡。



这本书上的第17章有。


Q:


A:其实本质不用管什么形式的震荡,震荡的本质就是形成了正反馈,即相位满足180,闭环增益为1,才会形成稳定的震荡。


Q:那么半频震荡是由于存在正反馈路径造成的吗?


A:反馈这里是不是即使没有反馈的结构,他也是存在反馈的。


Q:空间反馈或多或少都会存在的,那我们怎么才能定位到是哪个地方存在较强的耦合导致正反馈呢?有什么比较好的方法吗?


A:对,这就是为什么射频器件,特别是PA,在加上金属腔体之后有可能会自激的原因。能让输入和输出有联系的地方就可能是耦合,比如电源,就是输入和输出公共部分,对于管芯来说,就是输出到输入的电容。


Q:发生在二次谐波出?


Q:输入到输出的电容指的是cbc吗?cbc是工艺决定的,那么只能通过改变管芯尺寸来改变cbc从而尝试解决震荡吗?


A:也不是,这个说起来就有点大了,最终让PA稳定的有管芯本身+输入匹配+输出匹配,不稳定的本质是正反馈+有增益,这两个条件要同时满足。


Q:就是这个半频的问题,能说是在特定情况下,由于半频增益过高,导致半频处形成了正反馈环路?如果把半频增益压低些,就能改善这个问题。


A:是的,但是往往很多时候匹配的Q值不高,就比较难保证带外会呈现快速衰减特性,对于芯片来说,输入和输出最好是高通和低通的结合,形成带通。


好比上图绿色圈内,本意是要匹配到7-10G,但是在2-4G那儿的S65居然没有快速下降而形成一个小台阶,这个地方如果管子有增益就很容易自激。


12

功放芯片为何会出现规律性自激?


Q:大佬们,请教个问题:有个功放芯片,输入接50欧姆负载,加好栅压后,上漏压,出现一个自激信号,静态电流很大比如1A;关掉漏压,再开漏压,静态电流正常,比如50mA,没有自激信号;再关漏压,再开漏压,电流又1A,出现一个自激信号。可以一直循环下去,这个自激怎么理解啊?


A:自激信号相对主频什么位置?如果正常工作,电流多大?


Q:芯片没加输入信号,只是单纯加电,8-12G的芯片,自激信号在7.几G。正常工作好像是500多mA。


A:输出接负载了吗?


Q:输出直接接的另外一个功放,另外一个功放没加漏压,然后接个衰减器到频谱仪。


A:你的功放直接接个衰减器看会不会自激。


Q:暂时看不了。


A:可能你后面那个功放让你的功放看到的负载偏离了设计值,导致的不稳定,个人感觉类似于stabity问题。


Q:不稳定也明白,主要是搞不清楚为哈会出现规律的上下电不稳定。


A:可能你看到规律只是偶然   把开关周期变长一些规律可能会变。


Q:好的,明天回去试试,感谢!


A:可以调整下漏级电压仿真一下稳定性。


Q:好的,明天我直接改漏压看。


A:优先排插一下电源,即在栅级和楼级加电解电容试试,电源再开关过程中会有脉冲出来,脉冲中包含很多频率,如果电路在某个频率不稳定就会自激,这个前提是电源没问题。有一个建议,给电源限流,1A的电流还是挺大,别把PA干坏了。


Q:好的,明天在栅级加个电解电容看看,电源再限个流。


A:10V还是28V 和后级没有考虑隔离器隔一下吗?内匹配的管子,只加栅压不加漏压,输入输出阻抗,和加漏压有区别吗?


Q:功放是28V,由于面积受限加不了隔离器,感谢两位大佬

以上就是本期全部问答内容了,这期中的问答哪个是您心目中最精彩的呢?欢迎投票,我们将对精彩问答送上纪念品一份:



针对以上问答您有不同的见解吗?欢迎在下方留言区说一说哟~



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