收发器发送的差分信号,我们要想办法把他们合二为一。为什么要这样做,收发器送出的信号是要给功率放大电路的,功率放大电路处理的是单端信号。
平衡器通常用来处理差分信号的问题,除此之外,我们知道,电感和电容都能够改变信号的相位,从差分信号到单端信号,基本的方法就是用电感和电容组成两条不同的通路,这样,经过处理电路的两路信号就在相位上相差了180°,从而可以使原本相位相差180°的差分信号同相,得到单端信号。相反,使单端信号通过两条不同的通路,就得到了差分信号。
下面让我们来分别看一下这两种方法的电路形式。
方法一,使用平衡器。原本相位相差180°的差分信号经过平衡器(Balun,俗称巴伦),就可以得到合二为一的单端射频信号。如图2-5所示,图中的F1就是一个平衡器,差分信号RFOUT_P和RFOUT_N经过F1得到单端信号RF_OUT。
图2-5 典型的平衡电路
方法二,使用分立元件。典型的使用分立元件的处理电路如图2-6所示。
图2-6 典型的分立元件处理电路
2.2.3. 平衡器的参数与选择
在Atheros的方案中,平衡器往往使用的很多,我在这里给出平衡器的主要参数和简要的选型指南。如前所述,在我们的Wi-Fi产品中,平衡器常用于处理差分信号,其主要的参数如下:
* 不平衡阻抗
* 平衡阻抗
* 工作频率
* 不平衡端口回波损耗
* 相位变化
* 插入损耗
例如,常用的平衡器HHM1711D1典型参数如图2-7所示。这样我们在设计是就可以根据我们的需求选择合适的平衡器了。
图2-7 HHM1711D1的典型参数
2.2.4. 收发器接收的差分信号
收发器接收的信号来自于前端的低噪声放大器,和功率放大器一样,低噪声放大器处理的也是单端射频信号,这样,我们必须将低噪声放大器输出的信号进行转换。同样,对于低噪声放大器的输出信号同样有两种处理方式: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,至今还没有使用过。
其实大家也一定想到了,收发器接收信号和收发器发送信号差不多就是互为逆过程,因此电路的结构也差不多是相反的。没错,看了下面的实际电路图就知道了。 先来介绍使用平衡器的方案。在某实际案例中,采用了如图2-8所示的平衡器电路。单端信号RF_IN经过平衡器F5后得到差分的射频信号RFIN_P和RFIN_N。
图2-8 某案例采用的平衡器电路
再来看看采用分立元件实现的方法,图2-9是Ralink惯用的方式,图2-10是Atheros常用的处理方式。可以看出,这两种设计方法大同小异。
图2-9Ralink常用的分立元件信号处理方式