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Wi-Fi產品射頻電路調試經驗談

2014-01-10 來源:微波射頻網 字號:
在圖3-2中,U27及其外圍電路組成了功率放大器,經過C208和R263送至后續的電路。圖中的PC1是一顆印制定向耦合器,其3,4兩腳的電壓隨著輸出功率的增大而增大,L18,L19,D1,C217和R248組成了半波整流電路,將定向耦合器感應到的電壓變為直流電信號,并送至Transceiver檢測,也就是AR9223_PDET_0這個網絡。這樣,Transceiver就可以隨時知道當前的輸出功率,功率與電壓值的關系是在Calibrate的過程中建立的。

板子經過Calibrate并Load EEPROM之后,我們用ART進行Continue Tx,這時,板子會按照我們設定的Target Power打出信號,Transceiver會提高自身的輸出功率直至與Calibrate過程中記錄的對應的那個電壓值(AR9223_PDET_0)一致。

這時我們回到一開始的問題“輸出功率超級大,星座圖一片模糊,無法解調”,怎么回事?肯定是Transceiver無法得到正確的那個電壓值,所以只能一直提高自身的輸出功率直至PA的輸出功率達到飽和。檢查L19,L18,D1,C217,R248,發現D1已開路,換一顆新的二極管,恢復正常。

這里需要指出的是,采用定向耦合器進行輸出功率控制是Atheros特有的一種方法,Broadcom和Ralink中至今還未看到采用這種方法的。另外,PA的本身一般都會內置功率檢測單元,并通過一個引腳出來,通常成為V_DET。

3.3、某無線網卡靜態發熱嚴重

現象:某無線網卡 上電后,不做任何操作,四顆PA就發出很大的熱量,PA的表面溫度很高,很燙手。

第一判斷就是PA并不是處于真正的“靜態”,它們正在偷偷地工作!那么,如何驗證呢?拿來PA(SKY65137-11)的Demo板,用Power Supply供電,以便觀察其消耗的電流。上電,發現消耗的電流幾乎為零,并不會出現發熱的現象,與該無線網卡的情況不一樣。研讀SKY65137-11的Datasheet,一個關鍵的引腳PA_EN引起了我的注意,這個引腳就是PA的使能引腳。在上電情況下,將此引腳拉高至3.3V,發現5V消耗的電流劇增,隨之散發出大量的熱,PA的表面溫度立刻上升。將PA_EN與3.3V斷開,5V消耗的電流隨之下降,這時,用手觸碰PA_EN引腳,發現5V消耗的電流在發生跳動,這說明人體感應到的微弱電信號足以使PA處于“Enable”狀態,同時說明,PA_EN是一個很敏感的引腳,很微弱的信號就足以觸發。

分析該無線網卡的SKY65137-11單元電路,如圖3-3所示(不包括Level Shift)。

SKY65137-11單元電路

圖3-3 SKY65137-11單元電路

很容易發現,SKY65137-11的PA_EN這個引腳是通過一個Level Shift電路直接與AR9220的控制引腳進行連接,這樣,AR9220控制引腳的微弱擾動就可以觸發PA,所以會導致靜態情況下PA發熱。

解決辦法:在PA_EN引腳處用一顆10K電阻下拉倒地,使常態下PA處于關閉狀態。

通過上述辦法,解決了PA的發熱問題

3.4、某無線網卡Calibrate 不準

現象:該無線網卡經Calibrate之后,實際輸出功率與Target Power不一致。
首先經過排查,確定不是Cable Loss與ART的設定問題。該無線網卡的RF部份是我們自主設計的,有太多不確定的因素,這里不進行深入的分析。在3.2中已經討論過,Atheros的方案通過檢測PA的輸出功率對應的電壓值來實現輸出功率的穩定;靜態情況下,若PA無輸出功率,則對應的電壓值為零。通過檢測,發現SKY65135-21(2.4GHz PA)在靜態下輸出的V-Detect并不是零,而是零點幾伏的電壓值,這可能是PA自身的問題造成的,也正是這個原因,導致了該無線網卡的Calibrate不準的問題。我們都知道二極管的單向導電特性,為了防止該無線網卡 的2.4GHz與5GH頻段在Calibrate過程中相互影響,可以通過二極管將其分開。在該無線網卡后續的版本中,我們就是采用了這種方式,可以很好的解決Calibrate不準的問題。

3.5、某無線AP無輸出信號

現象:ART運行一切正常,用VSA觀察,無任何輸出信號。

回憶3.1中講解的內容,我們提到了點測法,個人認為,點測法是解決類似這種問題的最快手段,在使用ART進行Continue Tx的情況下,使用探針依次檢測Transceiver輸出端,PA輸入端,PA輸出端,低通濾波器輸出端,T/R Switch輸入端及T/R Switch輸出端,一般來說,檢測這些點已經足夠了。

按照上述的方法,我們依次檢測Tx回路的各點(以2.4GHz 鏈路0為例),如圖3-4所示。

2.4GHz 0鏈路檢測點

圖3-4 2.4GHz 0鏈路檢測點

在實際的檢測過程中,發現在T/R Switch輸入端有信號,也即C379處有正常的RF信號,但是在T/R Switch輸出端無信號,查閱T/R Switch uPG2179的Datasheet,發現,此時的控制信號與預想的不符,細節部分讀者請參閱uPG2179 Datasheet與AR9280(此項目的Transceiver)的參考設計。

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