WLAN中的LNA選擇和設(shè)計(jì)，您做到“專業(yè)”了嗎?

WLAN是無線局域網(wǎng)的簡(jiǎn)稱，英文全文為 Wireless Local Area Networks。作為傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的一種替代方案或延伸，WLAN通過利用無線技術(shù)在空中傳輸數(shù)據(jù)、話音和視頻信號(hào)，將個(gè)人從辦公桌邊解放了出來，使他 們可以隨時(shí)隨地獲取信息。本文將以世強(qiáng)代理的Infineon多款高性價(jià)比的產(chǎn)品為例，介紹WLAN中LNA選擇和設(shè)計(jì)。

一、選擇合適器件

以某款雙頻段WLAN產(chǎn)品為例，其主要工作原理框圖如下：

圖1：某款雙頻段WLAN工作原理框圖

針對(duì)上述的原理框圖，國際著名半導(dǎo)體廠商Infineon科技推出多款高性價(jià)比的產(chǎn)品，主要是LNA、Switch和ESD保護(hù)二極管，如下表。

表1：Infineon科技多款高性價(jià)比產(chǎn)品

上圖中，紅色的部分代表是新產(chǎn)品，具有比老產(chǎn)品更高的性價(jià)比。其中，低噪聲放大器BFP840具有三種型號(hào)，其主要特性如下表，研發(fā)人員可以根據(jù)自己實(shí)際的需要來進(jìn)行選擇。

二、設(shè)計(jì)前期器件性能評(píng)估

在選擇了合適的器件型號(hào)以后，如果設(shè)計(jì)師需要在設(shè)計(jì)開始的階段對(duì)器件的性能進(jìn)行仿真評(píng)估，Infineon官網(wǎng)提供ADS和MWO兩種軟件的仿真模型。如下圖。

圖2：Infineon ADS和MWO兩種軟件的仿真模型

如果覺得仿真的結(jié)果僅供參考，不夠客觀，設(shè)計(jì)師需要實(shí)際評(píng)估器件的性能，我們可以提供如下圖的DEMO板，并協(xié)助解決在實(shí)際測(cè)試中遇到的任何問題。另外，DEMO板的板材為FR4制作形成，完全模擬真實(shí)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思路。

圖3：Infineon DEMO板

在選定評(píng)估好性能的器件以后，開始進(jìn)入原理圖的設(shè)計(jì)階段，在5GHz，BFP840的推薦設(shè)計(jì)電路如下：

三、原理圖及Layout設(shè)計(jì)

圖4：BFP840推薦設(shè)計(jì)電路

參考電路總共需要12個(gè)阻容感器件，為保證器件的良好性能，請(qǐng)選用射頻專用的電感和電容。

進(jìn)入PCB設(shè)計(jì)階段后，建議的PCB布線方式如下，在設(shè)置阻抗線寬，計(jì)算阻抗的過程中，請(qǐng)盡量保證阻抗線的線寬接近于器件的寬度，主要是考慮到阻抗的連續(xù)性問題。

圖5：PCB設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

另外，由于5.8GHz的頻率相對(duì)較高，請(qǐng)注意BFP840接地腳的接地要求，如下圖：

圖6：BFP840接地腳的接地要求

通過上述的描述，在WLAN系統(tǒng)中，完整的LNA的設(shè)計(jì)初期過程已經(jīng)大致完成，后續(xù)需要接著完成的是系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，比如匹配電路的預(yù)留(和開關(guān)、天線、收發(fā)芯片等等)，電源的設(shè)計(jì)和布設(shè)，射頻地和數(shù)字地的鋪覆等等相關(guān)的問題。

當(dāng)系統(tǒng)PCB整體完成以后，會(huì)進(jìn)入系統(tǒng)的測(cè)試和debug狀態(tài)，針對(duì)LNA器件本身的性能，大部分的特性我們可以在demo板的測(cè)試過程中有所了解，但和系 統(tǒng)相關(guān)的性能，比如接收靈敏度，阻塞等特性，是需要在系統(tǒng)級(jí)測(cè)試才可以完成的。由于每個(gè)系統(tǒng)各不相同，我們無法一一討論清楚，在此只是借LNA的設(shè)計(jì)過程 來拋磚引玉，希望對(duì)設(shè)計(jì)師能有一些啟發(fā)和幫助，更多的內(nèi)容歡迎設(shè)計(jì)師和世強(qiáng)的相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行更加專業(yè)的溝通和討論。