《无线通信发射电路》课件.ppt

*************************************发射电路的杂散发射产生原因谐波失真：放大器非线性导致交调产物：多信号交互产生寄生振荡：不稳定性引起镜像频率：混频过程产生时钟泄漏：数字电路干扰电源杂散：电源纹波调制危害频谱污染：占用其他通信频段干扰其他系统：降低通信质量违反法规：可能面临处罚降低能效：功率损失在无用频率降低保密性：信号易被截获抑制方法滤波：使用低通/带通滤波器屏蔽：防止辐射和耦合阻抗匹配：减少反射和驻波布局优化：减少耦合路径稳定性设计：防止寄生振荡偏置优化：改善线性度发射电路的电磁兼容性（EMC）EMC概念电磁兼容性(EMC)是指设备在电磁环境中正常工作且不对环境中其他设备产生干扰的能力。对发射电路而言，既要考虑电磁干扰(EMI)的发射控制，也要关注电磁敏感性(EMS)的抗扰度。发射电路EMC设计电路级：合理选择器件、控制开关速率、滤波去耦PCB级：多层板设计、接地优化、信号完整性系统级：屏蔽、滤波、隔离、电源完整性管理特殊技术：扩频时钟、差分信号、限制谐波测试方法传导发射测试：测量通过电源线和信号线的干扰辐射发射测试：测量空间辐射的电磁干扰抗扰度测试：测试设备对外部干扰的免疫能力ESD测试：验证静电放电保护效果发射电路的温度稳定性温度对性能的影响温度变化会影响发射电路的多个性能参数：半导体器件的导通特性、偏置点漂移、匹配网络参数变化、振荡器频率漂移等。这些影响可能导致输出功率变化、频率偏移、线性度下降和效率降低，严重影响系统可靠性。温度补偿技术偏置电路补偿：使用热敏电阻、二极管等温敏元件自动控制技术：通过传感器反馈调整工作点材料选择：使用温度系数相反的材料互补热平衡设计：合理布局器件保持热均衡数字校准：通过查表或算法进行补偿散热设计热分析：通过仿真确定热点和温度分布散热结构：散热片、风扇、热管、液冷等导热材料：导热硅脂、导热垫、导热胶等布局考虑：高功耗器件分散布置热隔离：对温敏器件进行热屏蔽发射电路的功耗优化功耗分析识别主要耗电模块和工作状态优化策略从器件、电路到系统级的优化方案实施技术应用具体功耗降低方法性能评估评价功耗与性能的平衡点功耗优化是移动设备和物联网设备发射电路设计的关键考量。功耗分析阶段需要确定电路中的主要耗电模块，通常是功率放大器和振荡器。优化策略包括选择高效率器件、优化偏置点、采用高效放大器架构等。降低功耗的具体技术包括动态电源管理、多模块集成、包络跟踪放大器、先进工艺应用等。在性能评估阶段，需要平衡功耗与输出功率、线性度、带宽等指标，寻找最佳工作点。对于不同应用场景，功耗优化的策略也会有所不同，需要根据实际需求进行针对性设计。发射电路的集成化设计集成化趋势随着无线通信的普及和移动设备的小型化，发射电路的集成化程度不断提高。从分立元件电路到单片集成电路(IC)，再到系统级芯片(SoC)和多芯片模块(MCM)，集成度和复杂度持续增长。最新趋势包括射频前端模块(RFFE)的高度集成、射频收发器的全集成化、数字辅助射频设计以及异构集成等。设计挑战器件隔离：防止数字电路对模拟/射频电路的干扰寄生效应：高频下的各种寄生元件效应热管理：高集成度带来的散热问题测试困难：集成后内部节点难以测试工艺兼容：不同类型电路的工艺整合成本控制：平衡性能与成本解决方案先进工艺：RF-CMOS、BiCMOS、SOI等异构集成：多种工艺器件的集成封装电磁仿真：准确预测布局寄生效应系统架构创新：简化电路实现设计自动化：RF-EDA工具提高效率内置自测试：改善可测试性发射电路的数字化趋势数字化的优势可编程性：软件定义功能，灵活配置可靠性：减少温度漂移和老化影响集成度：利用先进工艺提高集成度精确控制：实现复杂的控制算法批量一致性：减少生产偏差数字预失真技术工作原理：在发射信号上施加预先计算的非线性失真，以补偿功放的非线性特性实现方式：基于查找表或多项式模型自适应算法：实时调整以适应温度、老化等变化应用范围：从基站到手持设备的广泛应用数字直接合成技术原理：通过数字电路直接生成波形优势：高精度、快速切换、相位连续限制：频率受限于采样率应用：频率合成、调制信号生成数字控制射频电路数字可调元件：如数控电容、开关等数字控制环路：如全数字PLL数字校准：补偿工艺偏差和温度影响智能控制算法：优化性能和效率软件定义无线电（SDR）SDR概念软件定义无线电(SDR)是一种通过软件配置实现无线通信功能的技术。传统无线电设备的功能主要由硬件决定，而SDR