射频青岛二次培训大纲

  电路设计技巧和射频系统分析

   2014年3月4－7日,(星期2－5), 24小时

讲师：李 缉 熙（Richard Chi-Hsi Li）

手机   :   13917441363        (中国)

电邮 :    chihsili@yahoo.com.cn

课程内容

1)  首次在青岛41所培训，2013年6月6－7日(礼拜4-5)，内容有

第一讲    ：线路设计的基本技术；

第二讲    ：反射和自干扰；

第三讲    :  在窄带情况下的阻抗匹配；

第七讲    ：接地；

第八讲    ：等位性和接地表面上的电流耦合；

第九讲    ：画制版图

第十三讲：”零中频”系统的特殊性        (时间不够,没讲!)

2)  本次是第二次在青岛41所培训, 2014年3月4-7日(礼拜2-5),内容计划为

复习：

第三讲    :  在窄带情况下的阻抗匹配 0.5小时；

第七讲    ：接地的问题 0.5小时；

第八讲    ：接地的解决方案 2.5小时；

     第九讲    ：画制版图 0.5小时。

新内容：

第四讲   : 在宽带情况下的阻抗匹配 3.0小时；

第六讲   : 模块和IC芯片的检测 3.0小时;

  第十一讲：射频集成电路                      3.0小时；

   第十二讲：射频系统基本参数和分析                          4.0小时；

   第十三讲：“零中频”系统的特殊性2.0小时；

   第十六讲：系统芯片和展望未来  2.0小时；

讨论：

（畅所欲言！）                             3.0小时。

(总共 24小时!)

附注 ：第六讲可能改为 4 小时；相应地，讨论可能改为 2 小时；

学习目标  在第二次讲座结束之后， 学员可以了解到

o 电路设计的基本技术

o 如何把个别模块和芯片组装成电子产品？

o 在射频电路设计中如何做好窄带和宽带的阻抗匹配？

o 在实际线路板上如何理解正确和不正确的接地?

o 接地的解决方案

o 正确地画制版图

o 电路的测试

o 部份射频系统设计和分析

o 个别射频模块和射频芯片的设计。

课程具体内容

第一部份   部份设计技术技巧

第一讲 线路设计的基本技术1 小时(0.17 天)

1.1 射频和数码线路设计的主要差别

1.2 线路设计的三种描述方式

1.3 七种基本技术

第二讲 反射和自干扰2 小时(0.33 天)

2.1 电压和功率在元件之间的传输

2.1.1 电压和功率在元件之间传输的一般表达式

2.1.2 电压和功率的不稳定性

2.1.3 附加的电压和功率损失

2.1.4 附加畸变

2.1.5 附加干扰

2.2 阻抗共轭匹配

2.2.1 最大的功率传输

2.2.2 无相移的功率传输

2.2.3 阻抗匹配网络

2.3 阻抗匹配的附加效应

2.3.1 借助于阻抗匹配来抬高电压

2.3.2 功率测量

2.3.3 烧毁晶体管

2.4  三种不要阻抗匹配的情况

第三讲    在窄带情况下的阻抗匹配3小时

(0.5 天)

3.1 引言

3.2 借助于返回损失的调整进行阻抗匹配

3.2.1 在Smith图上的返回损失圆

3.2.2 返回损失和阻抗匹配的关系

3.2.3 阻抗匹配网络的建造

3.3 一个零件的阻抗匹配网络

3.3.2 在阻抗匹配网络串接一个零件

3.3.3 在阻抗匹配网络并接一个零件

3.4 两个零件的阻抗匹配网络

3.4.1在Smith图上的区域划分

3.4.2零件的数值

3.4.3线路的选择

3.5 三个零件的阻抗匹配网络

3.5.1 “Π” and “T” 型的匹配网络

3.5.2 推荐的匹配网络线路

3.6 当 ZS 或 ZL 不是50 Ω的阻抗匹配

3.7 “Π” 和 “T” 型网络

3.7.1 T-Π 类型的选择

3.7.2 “*” 和“Δ” 型网络

3.7.3 “T–Π“或“*–Δ“ 的转换

3.7.4 “T-Π“转换的好处

第四讲    在宽带情况下的阻抗匹配 3小时

(0.50 天)

4.1 宽窄带返回损失在Smith图上的表现。

4.2 接上每臂或每分支含有一个零件之后阻抗的变化

4.2.1 在阻抗匹配网络串接一个电容

4.2.2 在阻抗匹配网络串接一个电感

4.2.3 在阻抗匹配网络并接一个电容

4.2.4 在阻抗匹配网络串接一个电感

4.3 接上每臂或每分支含有两个零件之后阻抗的变化

4.3.1 两个零件串接在一起形成一臂

4.3.2 两个零件并接在一起形成一分支

4.4 超宽带系统IQ 调制器 设计的阻抗匹配

4.4.1 在IQ 调制器中的Gilbert Cell 。

4.4.2 Gilbert Cell的阻抗

4.4.3 不考濾带宽在LO, RF and IF 终端的阻抗匹配

4.4.4 超宽带系统对带宽的要求。

4.4.5 扩展带宽的基本思路。

4.4.6 第一个例子: 在超宽带系统第一组IQ 调制器设计中的阻抗匹配

4.4.7 第二个例子: 在超宽带系统第三和第六组IQ 调制器设计中的阻抗匹配

4.5 阻抗轨迹在Smith图上的演变

4.5.1 第一个例子: 设计超宽带系统第一组的IQ 调制器, f=3168－4752 MHz,Δf/fo=40%

4.5.2 第二个例子: 设计超宽带系统第三第六组的IQ 调制器,f=6336－8976 MHzΔf/fo=34%

4.6 关于宽带阻抗匹配网络的讨论

4.6.1 MOSFET 管子栅极的阻抗匹配

4.6.2 MOSFET 管子漏极的阻抗匹配

4.6.3 基于MOSFET的CG结构的阻抗匹配

第六讲 模块或IC的检测 3 小时(0.67 天)

6.1 测试PCB版附注

6.2 直流供电检测和增添旁路电容

6.3 无源元件的等效电路

6.3.1 贴片电容和旁路电容

6.3.2 贴片电感和高频扼流圈

6.3.3 贴片电阻的频率特性

6.4 交流电压测试

6.4.1 示波器的电压测量

6.4.2 网络分析仪的电压测量

6.5 阻抗测量

6.5.1 阻抗测量的方向性

6.5.2 S 参数测量的好处

6.5.3 用矢量电压计测量S参数

6.5.4 利用S 参数测量阻抗的理论背景

6.5.5 网络分析仪的校准

6.5.6 网络分析的另一种阻抗测量

6.5.7 差分对的阻抗测量

6.6 功率测量

6.6.1 增益

6.6.2 噪声

6.6.3 非线性

6.7 印刷电感

6.8 实例

第七讲：接地的问题4小时(0.67天)

7.1 接地的涵义

7.2 在线路图中可能隐藏的接地问题

7.3 不良的或不恰当的接地例子

7.3.1 不恰当地选择旁路电容

7.3.2 不像样的射频或交流接地

7.3.3 不良的连结方法

7.3.4 不好的版图绘制

7.4 在金属导线和金属表面上的不等位性

7.4.1 在金属导线上的不等位性

7.4.2 在微带线上的不等位

7.4.3 在射频电缆的地表面上的不等位性

7.4.4 在PCB的地表面上的不等位性

7.4.5 在大面积PCB 板上不等位性

7.4.6 测试大PCB电路版的问题

7.4.7 一种尝试性的不等位性测试

第八讲：接地的解决方案3小时(0.50 天)

8.1 良好接地的涵义

8.2 “零“电容

8.1.1 什么是“零” 电容?

8.1.2 从贴片电容中选择“零” 电容

8.1.3 “零” 电容的带宽

8.1.4 贴片电感是好助手

8.1.5 在IC 设计中的“零”电容

8.3 ¼ 波长微带线

8.2.1 连接线是射频电路中的一个零件

8.2.2 为什么¼ 波长微带线如此重要？

8.2.3 开路¼ 波长微带线的神奇

8.2.4 计算PCB版上微带线的特征阻抗和¼ 波长

8.2.5 特征阻抗和¼ 波长测试

8.4 强迫接地

8.3.1 借助于“零电容”强迫接地

8.3.2 借助于1/2 波长 强迫接地

8.3.3 借助于¼ 波长 强迫接地

8.5 减少前向和返回电流耦合

8.4.1 减少在PCB板上的电流耦合

8.4.2 减少在芯片上的电流耦合

8.4.3 一种似是而非的系统组装

8.4.4 多金属层的PCB 板和集成电路芯片

8.6 接地规则

8.7 多金属层的PCB和芯片

第九讲：画制版图3小时(0.50 天)

9.1 画制版图的重要性

9.2 画制PCB版图的初步考量

9.2.1 类型

9.2.2 主要电磁参数

9.2.3 尺寸

9.2.4 金属层数目

9.2.5 测试PCB版的经验规则

9.2.6 零件之间的间隔

9.2.7 对称性

9.2.8 单过孔模型

9.2.9 过孔的复杂性

9.3  画制IC版图的特殊考量

9.3.1 保护圈

9.3.2 管子的形状

9.3.3 过孔模型

9.3.4 电阻

9.3.5 电感

9.3.6 电容

9.4  连接线

9.4.1 两种连接情况

9.4.2 连接线类型

9.5 自由空间

第二部份   射频系统设计和分析

第十一讲：集成电路和系统芯片3小时(0.5 天)

11.1 干扰和隔离度

11.1.1 电路中存在着干扰

11.1.2 隔离度的定义和测量

11.1.3 用金属盒屏蔽射频模块

11.1.4 开发集成电路的强烈欲望

11.2 干扰途径在射频模块和集成电路之间的差别

11.2.1 射频模快的主要干扰途径

11.2.2 集成电路芯片的主要干扰途径

11.3 沿集成电路衬垫而来的干扰

11.3.1. 实验

11.3.2. 挖沟

11.3.3. 保护圈

11.4 解决来自空中的干扰

11.5 射频模块和射频集成电路的共同接地规则

11.5.1. 电路分支和方块并联接地

11.5.2. 电路分支和方块并联直流供电

11.6 集成电路的瓶颈

11.6.1 低Q 值电感以及可能的解决办法

11.6.2 “零” 电容

11.6.3 过孔

11.6.4 焊接线

附录

11A.1 “溜片”多少次?

11A.2 ¼ 波长线的计算

11A.3 电子工业的进展

第十二讲：射频系统基本参数和分析4小时(0.67 天)

12.1 引言

12.2 功率增益

12.2.1 反射功率增益的基本概念

12.2.2 传输功率增益

12.2.3 在单向传输情况下S21 和各种功率增益

12.2.4 功率增益和 阻抗匹配

12.2.5 功率增益和电压增益

12.2.6 增益的级联公式

12.3 噪音

12.3.1 噪音图的含义

12.3.2 噪音图测试

12.3.3 Haus 理论

12.3.4 用实验方法测得噪音参数

12.3.5 噪音图的级联公式

12.3.6 接收机灵敏度

12.4 非线性

12.4.1 晶体管的非线性

12.4.2 交调点(IP) 和交调抑制(IMR)

12.4.3 IP2

12.4.4 IP3

12.4.5 1dB 压缩点和IP3

12.4.6 交调点的级联公式

12.4.7 非线性和畸变

12.5 其他参数

12.5.1 直流供电和电流

12.5.2 零件总数

12.6 射频系统分析的例子

附录

12A.1 用信号流图定义两端口方块的功率

12A.2 主要噪声源

第十三讲：”零中频”系统的特殊性2小时(0.33 天)

13.1 为什么要差分对?

13.1.1 单端与差分对之间表面上的差别

13.1.2 单端的非线性

13.1.3 差分对的非线性

13.1.4 在直接变频或”零中频”通讯系统中差分结构的重要性

13.1.5 为什么要直接变频或”零中频”?

13.2 电容能阻隔直流偏移吗?

13.2.1 三种RC时间常数的情形

13.2.2 PA的直流偏移

13.3 消除直流偏移

13.3.1 “斬切” 混频器

13.3.2 用校凖的办法来消除直流偏移

第十六讲：系统芯片和展望未来2小时(0.33 天)

16.1 系统芯片

16.1.1 基本概念

16.1.2 设计系统芯片的瓶颈

16.2 下一个是什么?

附录：

16A.1  射频 封装技术

16A.1.1 封装类型

16A.1.2 退化

16A.1.3 SOP 型引脚封装

16A.1.4 引脚架的电感

16A.1.5 焊接线的电感

16A.1.6 引脚架设计的改良

16A.1.7 Flip chip 技术

16A.1.8 LTCC (低温 烘烤陶瓷) 封装技术

16A.1.9 SIP (系统封装) 解决方案