射频问答群问答汇总·第43期【2024.03.27】

文摘   科技   2024-03-26 21:07   上海  

期精彩问答投票结果公示

有关正反向二极管ESD保护的原理讨论 

投票占比23%

本期纪念品:慧智微笔记本


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

有关输出端口虚部调整与噪声系数问题讨论


Q:大家好,请问仿真低噪放的时候,如果更改输出端口的虚部,会出现nfmin大于nf(2)的情况,而nf(2)完全不变,只有虚部为0的时候nfmin才比nf(2)小, 请问是为啥?



A:话说为啥要更改虚部?


Q:s21不是很好 想着是先改下阻抗看看效果。


A:那你改端口干啥。


A:改端口阻抗看看匹配到多少比较好?


Q:那不是应该改端口阻抗吗?


A:如果直接改输出端口的虚部会出现这个问题,那可以试试端口阻抗虚部为0,再在端口旁边并联一个电容来等效虚部?


Q:我试试,大概多大量级呢?


A:根据你的频率和想要调的虚部算,目标是让并联的输出port和电容的阻抗等于你之前设置的a+bj。


Q:那跟后级电路做匹配的时候 ,也就带着这个电容了吗?把他当做匹配网络的一部分?调节这个电容的话 ,s参数是有变化了, 不过nfmin和nf(2)完全不变 ,不知道是不是正常。


A:你后级电路的输入阻抗应该是你设置的a+b*j吧?


Q:就是相当于是  并联的输出port和电容 的阻抗对吧?


A:是的。


A:“ 调节这个电容的话  s参数是有变化了  不过nfmin和nf(2)完全不变  不知道是不是正常 ”  不知道了,之前我用这两种方法试过一个电路,区别不是很大。


Q:好的, 感谢。


02

软件在算s21的时候到底看的是电压增益还是功率增益呢?


Q:软件在算S21的时候到底看的是电压增益还是功率增益呢?


A:S参数的原始定义是电压比,转换成dB形式的话,结果一样的


Q:但如果我中间放一个模拟电路,或者变压器那种,电压增益可以很高,但是没有功率增益。这个时候s21结果会比较差吧,但如果做ac会有比较高的增益?


A:阻抗不同了,功率包含了阻抗。


A:功率增益是按50ohm算的,ac就是gm rout。


Q:前后都匹配好。


A:如果挂个50ohm负载,ac也没有增益了吧。


Q:换个说法,假如中间是一个二级放大器,这两级之间做模拟的那种低组到高阻的电压匹配,整体的输入输出都匹配到50Ω,这样电压增益会有,但是功率在级间基本传不过去,如果s21比ac低不少,是不是认为计算的还是功率增益?


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03

设计集总元件滤波器怎么提高它的带外抑制呢?


Q:设计集总元件滤波器怎么提高它的带外抑制呢?


A:多级滤波器级联,每加一级理论上带外有20dB十倍频的抑制度,实际应该有十多,或者将滤波器的拓扑结构改一下,拓扑结构会增加传输零点和极点,好久没看了,参考洪家声滤波器设计那本教材。


Q:多谢!


04

不同阶数QAM调制对EVM测量结果的影响的讨论


Q:有个问题想请教各位大佬:1024QAM和4096QAM的调制信号,经过同一个PA,输出的平均功率相同的情况下,为何用频谱仪解调出来的EVM是不同的呢?4096QAM的EVM会好3-4个dB。


A:理论上应该是差3个dB吧?


Q:这个是为什么的请问,我经过同一个PA,发射同样的功率,信号的信噪比应该是一样的诶。


A:PAPR一样吗?


Q:PAPR的话两个基本一样。


A:随着输出功率增大,PA的线性度会变差1024QAM的要求的EVM是40dB,4096QAM的EVM要求是在45dB。


Q:老哥,主要是我两个QAM调制的pa输出功率是一样的。比如都是15dBm。但是mcs11是-30dB的evm, mcs13是-32的evm。


A:同一台仪器吗?


Q:是滴,同一个发射机,同一个频谱仪,基本属于同一时间进行的测量。


A:我估计这个PA的饱和输出功率远远大于15dBm。


Q:是的,饱和功率在29左右,有一个朋友是这么说的,我也不确定对不对。


频谱仪的EVM计算,参考点是硬判出来的,在同等较大噪声下,低阶调制硬判正确,能看到真实的大偏差,高阶调制参考点之间距离更近,有可能判错到旁边的点,然后看到的偏差小了。


A:频谱仪自身的EVM是多大?


A:0.5以下吧。


A:测试的时候至少要小5dB以上,比如预估PA的EVM是-40dB,那频谱仪自身的EVM要小于-45dB。


Q:“ 频谱仪自身的EVM是多大?”  自身肯定非常好,测的信号源发的调制信号,mcs11能测到-50多的evm。不会对-30多dB的evm测试结果产生影响应该。


A:那确实够了。频谱仪的EVM计算,参考点是硬判出来的,在同等较大噪声下,低阶调制硬判正确,能看到真实的大偏差,高阶调制参考点之间距离更近,有可能判错到旁边的点,然后看到的偏差小了” 也有这种可能。


“老哥,主要是我两个QAM调制的PA输出功率是一样的。比如都是15dBm。但是MCS11是-30dB的EVM, mcs13是-32的EVM 你这个-30dB的EVM也达不到1024QAM的要求吧?至少要小于-35dB。


我感觉是这个PA的线性度一般,所以1024QAM调制和4096QAM的调制信号都不能有效的传输。


Q:是滴,这个PA的线性度一般,但是不知道为啥频谱仪能测出这样的差别。


A:差了2dB,还好。一个差生,在做两个难度都比他大的试卷A和B,A的难度相对B更大。最后试卷A比B的得分高一点,可以理解。


我估计不同的输出功率点,EVM也应该不一样。也许到16dBm时,1024QAM的调制信号EVM又好一点。


Q:好滴,我明天试一试。感谢。


05

60GHz功率放大器不稳定原因及解决办法的讨论

Q:60GHz功率放大器工作频带内稳定,全频带在低频段20GHz左右不稳定,采取基极添加小电阻等稳定性措施依旧无法改善,请问有人知道原因吗?


采用的线性化自适应偏置电路提供晶体管基极偏置电流。


请问你了解自适应线性化偏置电路吗?分析是这个偏置电路引起电路不稳定,但不知如何解决。


A:这篇文章有吗?


Q:这篇:


请问你了解自适应线性化偏置电路吗?分析是这个偏置电路引起电路不稳定,但不知如何解决。


A:这个偏置怎么能不稳定,又没有反馈。


Q:没有添加反馈。


A:对啊,不可能是这个偏置的问题,反馈在放大器的cbc中,怎么也不会跑到偏置上去。


A:这个怎么判断的?


Q:用电压源串电阻偏置,电路稳定。


A:将偏置电路用恒压源替换Mu1大于1吗?


Q:嗯嗯。


A:有可能这个环的反馈,把C2去掉试试。


A:用dcblock本来就不对啊,这样你基级看到的是一个很大的电容。


Q:不行。


A:为什么不行,俩个dc都拿掉。


A:我也是一样的想法,把电容去掉,C1可以留下,后面调线性度需要。


A:这个dcblock是1uf。


A:一般是pF级别的啊。


A:c1也拿掉啊,至少不能用dcblock。


Q:还是不行呢。



A:哈哈,去掉先看看稳不稳定吧C1 在大功率时有点用。


A:原理图都放出来。


Q:V波段呢。



A:转换过去,我一般是Sub 6G的,fc固定去换就好了。


A:也不稳定?


A:不稳定就不稳定,不要紧,输入输出都没有匹配,把输出匹配带通匹配一做,自然就稳定了。


A:后面要调,但是开始还是要稳定吧。


A:他这个是低频不稳定,而且是条件稳定,带上输出匹配,低频增益就很低啊,自然低频就稳定了。


A:嗯,低频增益压一下,用高通拓扑做匹配应该可以。


Q:匹配后还是不满足呢?


这里提取了晶体管连线的寄生参数。


A:电阻拉大不行吗?试试拉大一点3欧可能小了点。


A:图二也正常。你本来40g那里就不稳定,输出匹配不含有损耗,自然带内附近不会变化,先把那俩个dcblock拿掉。用实际的带Q值的电感。


Q:换成pdk里的了。


用的10ohm电阻了。



A:pdk推荐偏置电压和你仿真的电压对的上吗?


Q:对的上。


A:这里加个电感试试。


Q:还是不能全频带稳定。



A:改成nH试试。


Q:单级放大电路一定要满足全频道稳定吗?


A:肯定啊,低频不稳定可以串联一个rc并联稳定性网络。


Q:那级联起来以后,还需要吗?版图仿真有寄生电阻这些。


Q:高频呢?


A:高频可以并联一个RC串联网络。


Q:对噪声影响大吗?


A:有一点影响,可以放第一级输出级 或者第二级输出级


Q:共栅和共源对稳定性有影响吗,我共源可以让很宽的频道内都绝对稳定,但是共栅就只有一半。


A:cascode嘛?


Q:没有,分开的单独尝试了一下。


A:单独的共栅没做过。


Q:这个用的很少对吧。


A:确实比较少见。


Q:“ 高频可以并联一个RC串联网络  NB,确实相当管用,感谢大佬。


06

巴伦的这插损公式是怎么推导出来的?


Q:请教一下各位大佬,巴伦的这插损公式是怎么推导出来的呢?



A:就功率合成,相当于功分器一样的

Q:多谢多谢!


07

ADS集总滤波器原理图转版图设计讨论


Q:请教下各位大佬,ADS里面集总滤波器的原理图设计,怎么转化成平面螺旋电感和MIM电容结构的版图设计呢?


A:原来做mmic的时候,方案不一定最优,我的方案是将ADS里面的集总参数和pdk里面的版图参数(电容长宽,电感匝数半径宽度)用S参数去拟合,拟合出S参数基本一致就好了,给出一个初始值,后面整体版图会做二次优化。可能有大哥有更好的方案。


A:这个要准确的话得做em仿真,或者在hfss里面仿真号导出S2P文件,高频下会差很多,


Q:多谢多谢!


08

做手机PA和rfic可以相互转不?


Q:做手机PA和RFIC可以相互转不?


A:手机PA?板级的吗?


Q:芯片级啊。


A:那没什么区别,RFIC包括PA。


Q:RFIC用的是CMOS呢,手机用的是化合物呢。


A:不同的概念。


A:需要熟悉Cadence仿真软件吧,另外RFIC对模拟电路要求多一点。


Q:嗯,你认为呢,还是不相通嘛就是还是不好转嘛。


A:Si主要还是成本优势和单芯片吧,路线和化合物不一样。


A:你要是用Cadence流过片,还是好转的吧。


A:从电路设计的角度,没什么本质区别。当然要是研究器件,si和gaas有很大的区别。


Q:化合物能用的地方感觉是不是还是局限一点。


A:我认为自己擅长的就是最合适的,我也毕业不久,群里的前辈更有发言权。


A:不要过早定义擅长什么,也许只是没接触过,我觉得RFIC CMOS挺好的。


A:化合物目前是在几个领域不可替代。THz高频,射电/量子的低噪,航天高可靠,部分民用低功率场景。Si主要受限于材料,性质,间接能带,低电子迁移率。和逻辑/模拟好集成,主流市场必然是CMOS的。目前成本上也不好说谁高,毕竟SOI-RF或者Finfet掩膜也不便宜,而且本身RF出货量也没有逻辑/模拟那么大。平均下来6寸/4寸的晶圆也不见得不可接受。主要还是良率,化合物毕竟做的还是少,良率是比较吃亏的。


Q:


09

跨导Gm随频率的变化,应该怎么仿真?


Q:请问一下,跨导Gm随频率的变化,应该怎么仿真?


A:电流求导呗。


A:Re{y21}不挺好吗。


Q:嗯嗯,看了下H21是Iout/Iin,Y21是跨导用SP仿真的话,可能会破坏原来电路的工作状态。要不破坏工作状态的话,是要用iprobe探针看ac?


A:那Cadence id如何对Vgs求偏导呢?是要让Vgs设为横坐标,id为纵坐标,再用deriv函数么?


Q:我是这样做的。


cadence函数不清楚,ADS是diff函数。


A:啊?有点懵啥叫破坏工作状态,我做dc的时候是取了点,matlab做多项式拟合,直接求导。并不是很信任各种内建函数,而且我脚本写的很烂,一直没好好学习下skill。


Q:哦哦,然后选定一个偏置电压Vgs,扫频是么?


我的意思是:在正常电路工作的时候,管子漏极不一定是直接接port的,在漏极直接加port看Y21,电路就不能正常工作了。


A:漏级可以接个偏置吧。


A:emmmm,没事,工程嘛,工作就行。各家有各家的干法。(主要是现实测量都是测S参数,我一般能从S参数读就不读电压电流)。


Q:谢谢大家的解答。


10

有关选择不同通信技术接收机类型的考量


Q:专家们问一下,wifi/bt/gps/uwb/2g/3g/4g/5g分别用的是什么种类的接收机,零中频,超外差?为什么这么用?


A:专家谈不上,这个是校招常规问题,你所说的的都是移动通信类的,移动通信追求更高的集成度更低的功耗和更便宜的成本,所以用零中频,一方面不用镜像抑制滤波器既节省成本又节省空间,另外零中频更好的动态范围,可以让用户体验更佳,还有就是零中频功耗更低,可以增加续航能力,超外差有更低的接受灵敏度,零中频可以用基站加大功率方式去弥补,其余的看前辈补充了。


超外差一般用在军工射频系统,比如雷达系统,他们追求的是更大的探测距离,需要探测更微弱的回波信号,需要更好的接受灵敏度。


Q:赞赞赞


11

当实际PCB与仿真结果差异大时如何进行调试?


Q:各位大佬,做的功放,加工回来的PCB与仿真差别太大,怎么调试?感觉能调的地方太少了。


红色是仿真,蓝色是实测。


A:功率出不来?


Q:是的 仿真41dBm 实测38.7dBm。效率也上不去。


A:调匹配吧,什么叫能调的地方太少。


A:仿真41dBm 实测38.7dBm” 感觉也差不多呀。


Q:这个就是输出部分的匹配仿真与实测。



A:确实,感觉挺准。


Q:主要是效率差的多,仿真PAE78,实测60多,哪些地方可以调试呢?


A:功率输出差不多一倍了,还是恐怖的。


Q:是的。


A:效率60多还可以吧,就是功率没出来。你看管子资料输出功率多少,有时候仿真偏大。


Q:饱和13W。


A:那确实低了点。


Q:这种PCB一般都是怎么调试?


A:在输出加对地电容。


A:这射频供电是不是有问题啊。


A:电容后面是啥?1/4波长线吗?你底下加热沉了吗?太烫了功率也会掉,1/4波长线上那一坨是什么?


Q:对,加了,是焊接电容的。


A:你这频率多少?


Q:2.4G。


A:2.4G很少用1/4波长的,直接用电解电容肯定是不对的。


Q:这个是大的电解电容,用来吸收电源纹波的,防止电路自激。


A:“ 2.4G很少用1/4波长的” 这个是为什么?


A:太长。


A:这个用的有1/4波长吗?


Q:对的。


A:差点没太大关系吧。


Q:没达到预期效果,就有点不死心,想试着调一下。


A:你直接用仿真匹配的这种短路开路线,一点也不调,做出来很难跟仿真一样,实际肯定得调一下。


Q:对,但是这加工出来了有偏差,就不知道怎么调试了。


A:你可以先装一个锥形电感试试。


Q:在供电上?


A:找个几p电容试试呗。


A:看着确实没啥调的东西,仿真的时候叠层和实际做的有差异的,尤其是pcb。


Q:这个就是双层pcb 看着没什么差异吧。


A:加工有误差,焊接也有,不可能一样的。


A:拿个电容并联到地,移动试试。


Q:就是觉着差的太多了。


A:调试是必须的,搞射频的都得是刀客。


A:一刀下去就成了。


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