收發器發送的差分信號,我們要想辦法把他們合二為一。為什么要這樣做,收發器送出的信號是要給功率放大電路的,功率放大電路處理的是單端信號。
平衡器通常用來處理差分信號的問題,除此之外,我們知道,電感和電容都能夠改變信號的相位,從差分信號到單端信號,基本的方法就是用電感和電容組成兩條不同的通路,這樣,經過處理電路的兩路信號就在相位上相差了180°,從而可以使原本相位相差180°的差分信號同相,得到單端信號。相反,使單端信號通過兩條不同的通路,就得到了差分信號。
下面讓我們來分別看一下這兩種方法的電路形式。
方法一,使用平衡器。原本相位相差180°的差分信號經過平衡器(Balun,俗稱巴倫),就可以得到合二為一的單端射頻信號。如圖2-5所示,圖中的F1就是一個平衡器,差分信號RFOUT_P和RFOUT_N經過F1得到單端信號RF_OUT。
圖2-5 典型的平衡電路
方法二,使用分立元件。典型的使用分立元件的處理電路如圖2-6所示。
圖2-6 典型的分立元件處理電路
2.2.3. 平衡器的參數與選擇
在Atheros的方案中,平衡器往往使用的很多,我在這里給出平衡器的主要參數和簡要的選型指南。如前所述,在我們的Wi-Fi產品中,平衡器常用于處理差分信號,其主要的參數如下:
* 不平衡阻抗
* 平衡阻抗
* 工作頻率
* 不平衡端口回波損耗
* 相位變化
* 插入損耗
例如,常用的平衡器HHM1711D1典型參數如圖2-7所示。這樣我們在設計是就可以根據我們的需求選擇合適的平衡器了。
圖2-7 HHM1711D1的典型參數
2.2.4. 收發器接收的差分信號
收發器接收的信號來自于前端的低噪聲放大器,和功率放大器一樣,低噪聲放大器處理的也是單端射頻信號,這樣,我們必須將低噪聲放大器輸出的信號進行轉換。同樣,對于低噪聲放大器的輸出信號同樣有兩種處理方式:使用平衡器和使用分立元件。Atheros的方案中,有些使用平衡器;Ralink的方案中,至今還沒有使用過。
其實大家也一定想到了,收發器接收信號和收發器發送信號差不多就是互為逆過程,因此電路的結構也差不多是相反的。沒錯,看了下面的實際電路圖就知道了。 先來介紹使用平衡器的方案。在某實際案例中,采用了如圖2-8所示的平衡器電路。單端信號RF_IN經過平衡器F5后得到差分的射頻信號RFIN_P和RFIN_N。
圖2-8 某案例采用的平衡器電路
再來看看采用分立元件實現的方法,圖2-9是Ralink慣用的方式,圖2-10是Atheros常用的處理方式。可以看出,這兩種設計方法大同小異。
圖2-9Ralink常用的分立元件信號處理方式