关于射频芯片输出阻抗到天线的阻抗匹配问题

只看该作者 · 2015-10-16 11:58

一般匹配都是会知道源端阻抗和负载端阻抗。假如不知道射频芯片的输出阻抗，也就是源端阻抗，知道负载阻抗，这样要怎么调匹配呢。射频芯片数据手册给出芯片射频输出端加一个电容和两个电感网络，在电感网络输出端是50欧姆（问题是必须要按照数据手册里面的PCB来布局，而且器件型号也要完全一致，所以这很难达到）。

只看该作者 · 2015-10-16 14:55

现在很多芯片的输出阻抗不是50欧姆，如果匹配，都是要靠外部电路才能够匹配到50欧姆，而一般数据手册都没给出芯片的输出阻抗，直接就是给出一个输出匹配电路，说可以到50欧姆，但是那个匹配是靠的完全一样的器件，完全一样的PCB布局，以及PCB板的参数，线宽等等，这样就很大的限制了开发新产品的格局了，PCB有了限制。而且如果不和数据手册里面的参数一致都不好调匹配问题，如果没有哪一个型号的电感，只有同样值的，但是型号不同，这样可能也不对，出来的板子功率愣是达不到要求。完全要重新来调过，但是调这个就只能全靠经验了，基本上只能一个一个试了。有大神调过这方面的嘛，有没有总结出来好的方法，我是初学者，不太懂，但是这样调着真的很累，很没用，根本学不到东西，如果换了块布局稍微不同点的PCB可能就又要重新调了。

4万 · 2015-10-16 15:27

不知道源阻抗是无法自行设计匹配电路的，除非是根据已有电路进行逆推，通常没有这个必要，按照厂家给出的参数设计就是。关键要在实际设计中控制好分布参数，这个需要较强的理论基础和较多的实践经验，不存在什么小段文字就能描述出来的“秘笈”，要在长期的学习和实践中自己领悟。

只看该作者 · 2015-10-17 01:33

用这个仪器测测

https://item.taobao.com/item.htm ... p;abbucket=7#detail

只看该作者 · 2015-10-17 18:06

chunyang 发表于 2015-10-16 15:27
不知道源阻抗是无法自行设计匹配电路的，除非是根据已有电路进行逆推，通常没有这个必要，按照厂家给出的参 ...

春阳版主你说的逆推我试过，是可以根据手册提供的匹配网络逆推出芯片的输出阻抗，但是这不一定就是准确的输出阻抗啊，因为我这完全是没有考虑像PCB板材，布局，线宽的逆推。能够做到的逆推也就是在史密斯图上根据手册提供的匹配网络给共轭出来的一个值。假设我PCB板材厚度，线宽，还有手册提供的匹配网络的器件型号不一致，不过虽然型号不一致但同样是射频器件，值是一样的，可能就是精度上跟手册的不一致。我搭建一个这样的网络，这个网络的输出点在手册上认定是50欧姆，不过实际上按照我这样的肯定是有偏差的，如果这样，那要怎么调匹配呢。有好建议没。

4万 · 2015-10-17 18:12

413812360 发表于 2015-10-17 18:06
春阳版主你说的逆推我试过，是可以根据手册提供的匹配网络逆推出芯片的输出阻抗，但是这不一定就是准确的 ...

器件的源阻抗通常都是50的整数倍，逆推时不需要十分精确，根据结果即可猜出，比如逆推出234欧，实际阻抗将为200欧或250欧。不过这招不建议使用，就是用，用途也非常有限。有合适的仪器时，借助仪器可以调的很快，但依然需要足够的基础知识和实践经验的积累，实无简单有效的绝招。

2万 · 2015-10-17 20:17

chunyang 发表于 2015-10-17 18:12
器件的源阻抗通常都是50的整数倍，逆推时不需要十分精确，根据结果即可猜出，比如逆推出234欧，实际阻抗 ...

对“器件的源阻抗通常都是50的整数倍”不认可。

从效率的角度考虑，给定了供电电压和输出功率，RF放大管具有一个具体的最佳值。比如6只镍氢电池供电的对讲机，7.2V，3W，射频功率器件的输出阻抗仅为6欧，再经阻抗变换到50欧送至天线。

目前的应用中，估计是WIFI比较多吧。一般是5V供电，不同国家的标准为10mW, 50mW, 100mW, 为了一劳永逸，一般按100mW设计，考虑1V的管压降，那么放大器的输出阻抗设计在80欧最好。

放大器是电流源，并不具有特定的阻抗，外面挂多就是多大

2万 · 2015-10-17 20:35

这是我1997年学习高频电路时的上百页笔记中关于功放与天线阻抗变换的其中一页

2万 · 2015-10-17 20:42

不知道楼主的大学是如何念的？我可是自学，在书店里8块6毛5买了本书，北邮的谢阮清主编

4万 · 2015-10-17 22:53

PowerAnts 发表于 2015-10-17 20:17
对“器件的源阻抗通常都是50的整数倍”不认可。

从效率的角度考虑，给定了供电电压和输出功率，RF放大管 ...

这里特指单片式的无线数传射频芯片，并非泛指任何信号源。

2万 · 2015-10-18 08:08

楼主并没有说明是那一类射频芯片，那就只能讲通用的了。而且就算是单片无线数传，也并非都是50的整数倍，比如cc1000, 433M是140ohm, 可以当3倍考虑，但868M便要求80欧，这就不能当2倍看了

2万 · 2015-10-18 08:23

随便找了个WIFI的看了下，放大器输出复阻抗75欧，我昨晚估计要80，相差很小

只看该作者 · 2015-10-18 20:15

PowerAnts 发表于 2015-10-17 20:35
这是我1997年学习高频电路时的上百页笔记中关于功放与天线阻抗变换的其中一页

97年我还没读书......大学虽然是电子专业不过根本没往高频这方面学，没读研也学不到这方面，只是现在开始工作是这方面的，才开始学，遇到了几个匹配的，发现射频芯片的输出阻抗都没给出，都不是50欧姆。而现在自己匹配的话完全是靠一个一个去试，太浪费资源。

只看该作者 · 2015-10-18 20:19

chunyang 发表于 2015-10-17 18:12
器件的源阻抗通常都是50的整数倍，逆推时不需要十分精确，根据结果即可猜出，比如逆推出234欧，实际阻抗 ...

怎么借助仪器调呢，仪器还是有点，射频分析仪等。不过基本就只能看后端的史密斯图。可看了也没啥用啊，不知道前段的阻抗，基本就是用来调调射频头子的匹配。在整个输出回路上用不上。

2万 · 2015-10-18 20:47

413812360 发表于 2015-10-18 20:15
97年我还没读书......大学虽然是电子专业不过根本没往高频这方面学，没读研也学不到这方面，只是现在开始 ...

ro=η*((0.7*(Umin-Vsat))^2)/P

式中: ro为放大器输出匹配阻抗，Umin为最低供电电压，Vsat为功率管饱合压降(RF BJT取1.5v, RF MOSFET取0.5V)，P为天线端射频功率，η为阻抗变换器效率。

8楼中所说80欧，计算条件是Umin=5V, Vsat=0.5V(目前集成放大器均为CMOS功艺）, P=0.1, η=0.8

4万 · 2015-10-18 23:31

PowerAnts 发表于 2015-10-18 08:08
楼主并没有说明是那一类射频芯片，那就只能讲通用的了。而且就算是单片无线数传，也并非都是50的整数倍，比 ...

一般语境下的射频芯片通常指ISM频段的无线数传芯片，不包括WIFI和蓝牙等。我也没说都是50欧的整数倍，仅说“通常”，用于粗略计算出的某个左右不靠的数值时进行归中处理，如我在7楼举的例子。同时，我也在7楼强调不建议用逆推估算的方法。

4万 · 2015-10-18 23:35

413812360 发表于 2015-10-18 20:19
怎么借助仪器调呢，仪器还是有点，射频分析仪等。不过基本就只能看后端的史密斯图。可看了也没啥用啊，不 ...

怎么用仪器，这不是几句话能说清的，你要掌握足够的基础理论知识并积累大量的实践经验后才能在应对射频电路设计时游刃有余，这通常需要数年的磨练，不要幻想有什么简单的一看就会、一用就灵的绝招。

2万 · 2015-10-20 11:00

一般语境下的电源芯片通常指DC-DC, 行不? :lol

只看该作者 · 2016-4-13 21:49

mark一下

只看该作者 · 2016-4-15 00:40

其实是可以调试的，过去电台的很多功放输出阻抗一般都是味知的，但也是一样可以调试，调试这样的电路需要一些基本知识，首先要知道你功放的类型，然后按照工作条件，确定大致的最佳阻抗然后用驻波测试方法（不是回损测量平衡桥，是方向性功率耦合桥，市场上很多简单测驻波的用的是回损测量平衡桥，这里不能用这种），使功放与天线达到最佳效率就可以，匹配电路形式一般采用PI型万能通用电路。另外本人纠正楼主的一个误解，做匹配一般是源到负载，这话本身没有错，但很多人会理解错误，到底什么是“源”，什么是“负载”，大部分人会错误理解，对楼主所说的电路，这里的源是指天线而不是指功放输出端，这里的负载却是“功放输出端”

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