浅析通信射频模块控制电路设计.docx
射频电路分析与设计
射频电路分析与设计射频（Radio Frequency）电路是指在射频频段内进行信号处理的电路系统，广泛应用于无线通信、射频识别、雷达、无线电广播等领域。
射频电路的分析与设计是了解和掌握射频电路的基本原理，以及根据特定需求设计和优化射频电路的过程。
本文将从射频电路的分析方法、设计流程以及常见射频电路的应用方面进行论述。
一、射频电路的分析方法在射频电路的分析过程中，常用的方法包括线性分析法、非线性分析法、时域分析法和频域分析法。
1. 线性分析法：线性分析法是假设电路中的元器件和信号源均为线性的情况下进行分析。
通常通过模拟仿真软件进行求解，可以得到电路的放大倍数、频率响应等参数。
2. 非线性分析法：非线性分析法考虑了电路中元器件的非线性特性对性能的影响。
常用的方法是利用小信号模型和大信号模型对电路进行分析。
3. 时域分析法：时域分析法可以观察电路中各个信号在时间上的变化情况。
通过时域仿真可以得到电路的波形图、功率消耗等信息。
4. 频域分析法：频域分析法是将电路中的信号通过傅里叶变换等方法转换到频域进行分析。
可以得到电路的频率响应、带宽等参数。
二、射频电路的设计流程射频电路的设计流程包括需求分析、电路拓扑设计、元器件选型、电路布局、电路优化等步骤。
1. 需求分析：明确设计射频电路的功能需求、频率范围、输出功率等指标，并根据具体应用场景进行优先级排序。
2. 电路拓扑设计：根据需求分析的结果，选择合适的电路拓扑结构和工作模式。
常见的射频电路拓扑包括放大器、滤波器、混频器等。
3. 元器件选型：根据电路拓扑和设计要求，选择合适的元器件，包括放大器管、滤波器、混频器、电感、电容等。
要考虑元器件的特性参数、工作频率范围、功耗等因素。
4. 电路布局：对于高频电路尤其重要，要进行合理的布局，避免电路之间的相互干扰和串扰。
要注意信号链和功耗链的分离，减小互相影响。
5. 电路优化：通过仿真和实验等手段对电路进行优化和调试，保证电路性能的达到设计要求。
电路中的射频电路设计与分析
电路中的射频电路设计与分析射频（Radio Frequency）电路是指在射频频段（一般定义为300 kHz至300 GHz）工作的电路。
它在无线通信系统、雷达、卫星通信等领域中起到至关重要的作用。
本文将介绍射频电路设计与分析的基本原理和方法。
一、射频电路设计的基本原理射频电路设计的基本原理是基于电磁波的传输和反射特性，通过合理的电路布局和元器件的选择来实现信号的收发、放大和调制解调等功能。
1.1 射频电路的特点射频电路与普通的低频电路相比，具有以下特点：首先，射频信号的频率高，因此对于信号的传输线路和元器件的电特性有更高的要求；其次，射频信号容易产生反射和干扰现象，因此要进行阻抗匹配和抗干扰设计；最后，射频电路的噪声、失真和动态范围等参数要求较高，需要采用优化的电路拓扑结构和设计方法。
1.2 射频电路的设计流程射频电路的设计流程一般包括以下几个步骤：第一步，确定电路的功能需求和性能指标，包括频率范围、增益、带宽、动态范围等；第二步，选择合适的射频器件和元器件，如放大器、混频器、滤波器等；第三步，进行电路布局和阻抗匹配设计，确保信号传输的稳定性和抗干扰能力；第四步，进行电路仿真和分析，评估设计的性能和稳定性；第五步，制作电路原型，进行实验验证和调试；第六步，根据实验结果进行电路优化和调整，直到满足设计要求。
二、射频电路的元器件选择与设计2.1 射频放大器射频放大器是射频电路中常用的关键元器件，主要用于放大射频信号，提高信号的功率和增益。
常见的射频放大器包括二极管放大器、场效应管放大器和双极型晶体管放大器等。
在选择放大器时，需要考虑其频率响应、噪声系数、输入输出阻抗等参数，并根据实际需求进行合理搭配和优化设计。
2.2 射频滤波器射频滤波器用于对射频信号进行频率选择和滤波，以满足系统对信号频带的要求。
常见的射频滤波器包括陶瓷滤波器、石英晶体滤波器和微带线滤波器等。
在设计滤波器时，需要综合考虑滤波器的带宽、衰减特性、插入损耗和群延时等因素，并进行优化设计。
第12章 射频控制电路 无线通信射频电路技术与设计[文光俊]
![第12章 射频控制电路 无线通信射频电路技术与设计[文光俊]](https://img.taocdn.com/s3/m/1a68c04e58fafab069dc0293.png)
1
本章目录
第一节 第二节 第三节 第四节 射频开关 射频移相器 射频衰减器 射频限幅器
2
知识结构
PIN二极管
射频开关
GaAs FET 电路设计 概述 移相器的主要技术指标
射 频 控 制 电 路
开关线型移相器
射频移相器
加载线型移相器 反射型移相器 高通/低通滤波器型移相器 放大器型移相器
21
§12.2 射频移相器
12.2.5 反射型移相器 反射型移相器的基本原理是在均匀传输线的终端接入电抗性 负载，利用开关变换负载的阻抗特性，从而改变负载反射系数的 相位，使入射波与反射波之间产生相移。
反射型移相器的基本概念
产生可转换系数的子网络有两种不同类型：在第一类，端接 线电抗变化（例如从电感变成电容），在第二类移相器电路中， 外加线长度用单刀单掷（SPST）开关在反射平面上加入。
FET开关的线性工作区域
5
FET开关的横截面图
§12.1 射频开关
12.1.3 电路设计 1. 结构组成 我们有两种基本结构可以采用来设计控制RF信号沿着传输线 传输的简单的单刀单掷（SPST）开关，如图所示。
串接开关器件及高、低阻等效电路
并联开关器件及高、低阻等效电路
这两种结构是对称的：对于并联结构，当器件处于高阻抗状 态时信号就传递到负载；对串联结构，器件低阻状态才允许信 号传输。
8
§12.1 射频开关
3. 性能改善 由串联开关的插损和隔离度的公式可以看出，开关电路的性 能受器件电抗X或电纳B的影响，因此可以通过改变器件电抗来 改善开关的性能。 高阻抗状态的总导纳可用接一个与电容并联的幅度相等的感 性电纳来降低。这既可安装一个集总电感，也可加入一段短路 （小于1/4波长）短截线来达到。图画出了这两种方法的具体电路。
射频微波通讯电路设计(RF-Microwave Communication Circuits Design )
ε eff = λ
(e) (o) ε eff + ε eff
2
c
=
λ0 f l= = = 4 4 ε eff 4 ε eff
求 Z0e,Z0o： c = 10−20 / 20 = 0.1 Z 0e = Z 0 Z 0e = Z 0
3.7365 + 3.2195 = 1.8636 2 3 × 1011 5.8 × 109 = 6.9387mm = 4 × 1.8636
其中 L，C，CC 計算如下
L= C= Z0 50 = = 1.372 × 10−9 H 9 2π f 0 2π × 5.8 × 10 1 1 = = 5.488 × 10−13 F 9 2π f 0 Z 0 2π × 5.8 × 10 × 50 10 10 = = 5.488 × 10−14 F 9 2π f 0 Z 0 2π × 5.8 × 10 × 50
CF 20 −20 20
CC ： Coupling Capacitance CC < 0.18 / 2πf0 CF： Coupling Factor
CC =
S-parameter analyze： The magnitude of S11，S21，S31，S41(dB)
Return Loss = -20Log(S11) =39.99 dB Coupling = -10Log(P3/P1) = 19.96 dB Isolation = -10Log(P4/P1) = 40.00 dB Directivity = -10Log(P4/P3) = Isolation – Coupling = 40 – 19.96 = 20.04 dB Insertion Loss = -10Log(1-P3/P1) = 0.0436 dB
手机射频电路分析
针对互调干扰的优化设计。在某款手机射频前端电路中，发现存在严重的互调干扰问题。通过深入分析，发现问题的根源在于某个非线性器件。针对这一问题，我们采用了高性能的线性化技术，对该器件进行了优化，从而有效抑制了互调干扰的产生。
针对邻道干扰的优化设计。在某款手机射频接收机中，发现存在邻道干扰问题。为了解决这个问题，我们采用了高性能的数字滤波器，对接收信号进行了处理。通过调整滤波器的参数，实现了对邻道干扰的有效滤除，提高了接收机的抗干扰能力。
频率调制（FM）
通过改变载波的相位来传递信息。优点是抗干扰能力强，传输效率高，缺点是实现复杂，对同步要求高。
相位调制（PM）
通过改变载波的振幅来传递数字信息。优点是实现简单，缺点是抗干扰能力差，传输效率低。
ASK（振幅键控）
通过改变载波的频率来传递数字信息。优点是抗干扰能力强，信号质量稳定，缺点是占用频带宽，传输效率低。
滤除带外杂散信号，确保发射信号的频谱纯净。
对射频信号进行放大，以满足发射功率要求。
控制信号发射与接收的切换，保证通信质量。
03
CHAPTER
射频前端模块详解
根据手机应用场景和频段需求，选择合适的天线类型，如PIFA、单极子、偶极子等。
天线类型
匹配网络设计
天线性能评估
通过优化天线与射频前端之间的匹配网络，实现最佳的天线性能，包括阻抗匹配、带宽优化等。
带外干扰
03
优化发射机性能
通过优化发射机的功率控制、调制方式等参数，可以减少发射机产生的带外辐射，降低对周围设备的干扰。
01
合理规划频谱资源
通过合理的频率规划和分配，减少相邻信道之间的干扰，提高频谱利用率。
02
采用高性能滤波器
在接收端采用高性能滤波器，可以有效滤除带外干扰和邻道干扰，提高信号接收质量。
射频电路设计
射频电路设计是无线通信领域中的关键技术，它与无线通信的性能和特性直接相关。
的目的是为了实现高效的信号传输、抗干扰能力强、信噪比高、频谱资源利用效率高、低功耗等性能优异的无线通信系统。
一、的基本概念射频电路是指在无线通信系统中用于调制、解调、放大、滤波和发射、接收无线信号的电路。
由于无线通信系统中信号的频率一般在几百万赫兹到几千兆赫兹之间，因此射频电路工作在高频范围内，其特点是频率高、电压小、电流大、噪声大、传输距离短等。
的主要任务是实现信号的滤波、放大、混频、调制等操作，从而完成信号的处理和传输。
一般来说，需要考虑以下方面的因素：1.频段和带宽：确定射频电路工作的频率范围和工作带宽。
2.信号处理的功能：确定射频电路要实现的信号处理功能，如滤波、放大、混频、调制等。
3.电路结构和拓扑：确定射频电路的具体拓扑结构和电路元件，并进行系统级的优化设计。
二、中的关键技术1.滤波技术：滤波是射频信号处理中最常用的技术之一，它的主要作用是将所需的信号从噪声和干扰中分离出来。
滤波器一般分为低通、带通、高通和带阻滤波器。
在设计射频电路时，需要根据实际情况进行合理的滤波器选择和设计。
2.放大技术：放大器是中最常用的元件之一，它的主要功能是将信号增强到足够的水平以便在后续处理中进行正常传输。
在中，需要根据具体设计要求选择合适的放大器拓扑结构和参数。
3.混频技术：混频器用于将两个不同频率的信号相乘，产生出新的频率，这个过程叫做混频。
在接收端，混频器主要用于将接收到的高频信号转换为中频信号，同时滤波器用于去除混频后的高频信号。
4.调制技术：调制用于将基带信号（低频）和射频信号（高频）结合起来。
在通信系统中，调制技术是实现高效传输的关键。
常见的调制方式包括振幅调制、频率调制和相位调制等。
5.射频功率放大技术：射频功率放大器是一种用于放大射频信号的放大器，通常要求具有高效、大功率、尽可能小的失真等特点。
在中，功率放大器的设计是一个非常关键的环节，其设计的好坏直接影响整个无线通信系统的性能。
基于CC1100的无线射频通信模块的设计Word版
摘要本文介绍了基于CC1100的无线射频通信模块的设计。
论文首先介绍了无线通信技术的发展以及无线传感器网络节点并对MSP430单片机基础知识、CC1100基础知识以及开发平台做了简单介绍。
然后对基于CC1100芯片的射频通信模块的设计与实现分两大部分进行了详细说明：即电路硬件设计和模块通信软件设计。
其中硬件设计包括四大部分：MSP430最小系统、电源系统、人机接口与传感器部分、CC1100电路设计；软件设计包括四大部分：程序整体结构、CC1100底层驱动程序介绍、发送端程序设计、接收端程序设计。
最后对测试结果进行了简单分析。
基于MSP430与CC1100的无线射频通信主要有两大核心元件构成，MSP430单片机和CC1100无线收发芯片，MSP430为TI推出的16位高性能，低功耗单片机，在各个领域得到了广泛的运用，节点主要由主芯片，串口电平转换电路，射频电路，电源系统构成，支持DI(数字量输入)，AI（模拟量输入），UART（智能传感器），以及单总线传感器的接入，在实际的工程运用中主要使用这几种接口，可以接入烟雾传感器，湿度温度传感器，红外传感器，门磁等。
【关键词】无线传感器 MSP430单片机 CC1100目录第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 课题研究的背景和意义 (1)1.3 无线通信概述 (2)第二章系统设计及平台简介 (3)2.1 基于MSP430+CC1100无线传感器网络节点原理简介 (3)2.2 MSP430单片机原理与结构 (4)2.2.1 MSP430系列单片机特点 (4)2.2.2 MSP430发展和应用 (7)2.2.3 MSP430单片机结构 (8)2.3 CC1100原理及结构 (9)2.4 开发平台简介 (11)2.4.1 IAR430 (11)2.4.2 Altium Designer 6 (12)第三章硬件平台的设计 (15)3.1 MSP430最小系统 (15)3.2 电源系统 (17)3.3 人机接口与传感器部分 (18)3.4 CC1100电路设计 (19)第四章单片机软件设计 (21)4.1 程序整体结构 (21)4.2 CC1100底层驱动程序介绍 (22)4.2.1 写指令 (22)4.2.2 写寄存器 (23)4.2.3 读寄存器 (24)4.2.4 读状态 (24)4.2.5 发送数据包 (25)4.2.6 接收数据包 (26)4.3 发送端程序设计 (27)4.4 接收端程序设计 (28)第五章测试结果及分析 (29)5.1 测试环境介绍 (29)5.2 测试过程介绍 (29)5.3 测试结果及分析 (29)第六章结束语 (30)致谢 (31)参考文献 (32)第一章绪论1.1 引言近些年信息通信领域中，发展最快、应用最广的就是无线通信技术。
射频模块设计
天空噪声的噪声功率可表示为
N kTA B
式中B是带宽，k = 1.3810–23 J/K，是波尔兹曼常数。TA是天线噪声温度。 大气噪声源于闪电等因素，在10KHz附近最强，频率超过20MHz一般可忽略。
银河噪声来自遥远的天体，其最大值在20MHz附近，到500MHz可忽略。
人工噪声源多种多样。任何电路断开与合上时，在电路上产生的瞬时脉冲都 是人工噪声源，从通信、广播、电视、雷达、系统以至输电线的电磁辐射被 天线接收后都可看作对有用信号的干扰。
实际系统（混频器、放大器）1dB压缩点
动态范围定义为1dB压缩点（1dB compression point）和最小可检测信号 （minimum Detectable Signal, MDS）之间的区域。既可用输入功率表示，也 可用输出功率表示。
最小可检测信号
15
匹配电阻负载的噪声电平为
Ni kTB
动态范围，1dB压缩点，最小可检测信号 14
混频器、放大器以至整个接收 机通常工作于线性区域，即输 出功率与输入功率呈线性关系， 其比例系数就是转换损耗或转 换增益。
线性工作时，输入功率的变化 范围，称为动态范围 （dynamic range, DR）。如果 输入功率超过动态范围的上限， 输出开始饱和；如果输入功率 低于动态范围的下限，噪声将 占主导地位。
射频电路设计原理与应用
【连载】射频电路设计——原理与应用相关搜索:射频电路, 原理, 连载, 应用, 设计随着通信技术的发展，通信设备所用频率日益提高，射频（RF）和微波（MW）电路在通信系统中广泛应用，高频电路设计领域得到了工业界的特别关注，新型半导体器件更使得高速数字系统和高频模拟系统不断扩张。
微波射频识别系统（RFID）的载波频率在915MHz和2450MHz频率范围内；全球定位系统（GPS）载波频率在1227.60MHz和1575.42MHz的频率范围内；个人通信系统中的射频电路工作在1.9GHz，并且可以集成于体积日益变小的个人通信终端上；在C波段卫星广播通信系统中包括4GHz的上行通信链路和6GHz的下行通信链路。
通常这些电路的工作频率都在1GHz以上，并且随着通信技术的发展，这种趋势会继续下去。
但是，处理这种频率很高的电路，不仅需要特别的设备和装置，而且需要直流和低频电路中没有用到的理论知识和实际经验。
下面的内容主要是结合我从事射频电路设计方向研究4年来的体会，讲述在射频电路设计中必须具备的基础理论知识，以及我个人在研究和工作中累积的一些实际经验。
作者介绍ChrisHao，北京航空航天大学电子信息工程学院学士、博士生；研究方向为通信系统中的射频电路设计；负责或参与的项目包括：主动式射频识别系统设计、雷达信号模拟器射频前端电路设计、集成运算放大器芯片设计，兼容型GNSS接收机射频前端设计，等。
第1章射频电路概述本章首先给出了明确的频谱分段以及各段频谱的特点，接着通过一个典型射频电路系统以及其中的单元举例说明了射频通信系统的主要特点。
第1节频谱及其应用第2节射频电路概述第2章射频电路理论基础本章将介绍电容、电阻和电感的高频特性，它们在高频电路中大量使用，主要用于：（1）阻抗匹配或转换（2）抵消寄生元件的影响（扩展带宽）（3）提高频率选择性（谐振、滤波、调谐）（4）移相网络、负载等第1节品质因数第2节无源器件特性第3章传输线工作频率的提高意味着波长的减小，当频率提高到UHF时，相应的波长范围为10-100cm，当频率继续提高时，波长将与电路元件的尺寸相当，电压和电流不再保持空间不变，必须用波的特性来分析它们。
无线射频通信模块的研究与设计
如图 2 所示。
图 1 射频接收硬件电路设计 为减少接收机受电磁脉冲影响，在射频前端增加模块化 滤波器与限幅器，限制天线耦合数及能量传播，降低射频前 端的干扰。
1.2 射频放大器前端结构 较为复杂的接收机前端结构如图 3 所示。此种结构在带
通滤波器和混频器之间增加一个射频放大器。该射频放稳定性受到损害，并且不能达到互调截获点 [3]。
射频放大器的主要特点是改进了混频器 / 本机振荡器 电路与天线电路之间的隔离。增加射频放大器的目的是隔离 混频器，同时在混频之前将信号放大。这种放大可以补偿混 频器和带通滤波器中的损耗。 1.3 通信接收信道设计
模 式 一 通 信 通 道 噪 声 系 数 仿 真 结 果 如 图 4 所 示，
52
2019.09
网络信息工程
2019.09
无线射频通信模块的研究与设计
袁涛 （广州润芯信息技术有限公司，广东广州，510663）
摘要 ：无线通信技术广泛应用于智能交通、医疗设备、安全生产、智能家居等等领域，技术越来越成熟，安全可靠性、通信 质量更加符合人们的生活需要。随着 5G 通信技术的逐步普及，无线射频通信技术将更加先进。重点对射频前端接收模块 和通信信道进行设计和研究，并给出信道仿真。 关键词 ：无线射频通信 ；接收模块 ；射频放大器 ；信道仿真
图 5 系统仿真
功放为两级级联，为改善级间匹配，在驱动级和输出级 间加入隔离器。输出用双节隔离器保护。输出采用开关连接 器完成单独或合路输出的选择，选用器件和指标分配见下 图，两路通道完全相同。
合路原理说明 ：通过调整两路同频信号的相位达到理论 上的弥补三分贝损耗的合路要求。见下 ：
输 入 信 号 为 s(t)，Ａ 信 道 发 射 本 振 信 号 为 exp (j2πft+jθA)，可变相位假设为 exp(j·Δθ)，Ｂ信道发射本振信
集成电路设计中的射频模块分析
集成电路设计中的射频模块分析随着信息技术的蓬勃发展，无线通信技术的应用越来越广泛。
在这个过程中，射频模块作为核心部件，扮演着重要的角色。
射频模块在集成电路设计中占据着重要的地位，对射频模块的研究和分析是提高通信系统性能的必要手段。
一、射频模块的概述射频模块是一种用于射频频率的电子电路模块，其作用是将射频信号从系统的模拟领域转换为数字信号，在数字领域进行处理后，再将信号重新转换到模拟领域。
射频模块通常包含放大器、混频器、滤波器、调制解调器、发射机和接收机等模块。
射频模块的性能对整个通信系统的性能和稳定性有着关键的影响。
二、射频模块分析中的难点射频模块的设计比较复杂，因为射频信号具有高频率、高速度、高度瞬变以及强的噪声干扰等特性，这使得射频电路的设计更加困难。
在射频模块的设计中，需要考虑很多因素，如线路匹配、传输延迟等。
此外，射频模块分析中的另一个难点是测试数据的收集和处理。
因为射频模块中的信号是很弱的，需要特殊的测试设备和技术来收集和处理信号数据。
射频模块的设计和分析需要高精度的测量和模拟技术，也需要专业的射频电路模拟和仿真软件来支持。
三、射频模块的特性分析射频模块的特性包括带宽、增益、噪声系数、输入输出阻抗、谐波等。
其中，带宽的概念很重要，因为它决定了射频信号能够传输的范围。
在带宽的选择中，需要考虑信号的频率、传输距离、传输速度等因素。
增益是指信号在射频模块中放大的程度，是衡量射频模块性能的重要指标。
噪声系数是指射频模块中信号被噪声干扰的程度，越小越好。
输入输出阻抗是指信号在进入或离开射频模块时的阻抗特性，需要和整个系统的阻抗匹配。
谐波是指射频信号中的高频分量，需要在设计中考虑滤波和抑制。
四、射频模块设计的优化在射频模块的设计过程中，需要考虑以下因素：优化线路布局、降低噪声及散射、改善信噪比和阻抗匹配等。
在优化线路布局时，可以采用良好的排布原则来降低信号之间的串扰。
降低噪声和散射可以采用低噪声放大器、低损耗滤波器等方法。
通信电子中的射频电路设计
通信电子中的射频电路设计射频电路设计在通信电子行业中扮演着至关重要的角色。
在无线通信，雷达以及卫星通信等不同的应用领域中，射频电路设计都是关键的因素之一。
射频电路设计的质量和性能直接影响到整个设备的传输速率，通信距离以及能耗等方面。
因此，在通信电子领域中，射频电路设计师的工作被认为是至关重要的。
射频电路设计是一项复杂的工作，需要专业的知识以及丰富的经验。
它涵盖了很多方面的知识和设计技巧，如电磁场理论、微波理论、信号处理和反射等等。
设计师需要充分理解这些理论知识，并运用它们去设计出性能优越、稳定可靠的电路。
在射频电路设计中，考虑到传输距离以及通信速率等因素，信号的稳定性和可靠性显得尤为重要。
一般情况下，射频电路中使用的频率非常高，其波长短，所以就必须克服很多其他电路设计中不会遇到的问题。
例如，串扰和疏通现象会影响信号的传输，从而导致系统噪声的增加，并降低系统的信噪比。
为了解决这些问题，设计师必须采用高性能材料、滤波器以及天线等组件。
射频电路设计中的一个关键考虑因素是匹配。
在低频电路中，传输线的输入和输出端是直接相连的，而在高频电路中，信号的传输线会出现阻抗不匹配的情况。
这样会导致信号的反射和损耗。
为了解决这个问题，设计师必须合理规划电路的阻抗，选择合适的传输线以及正确选用阻抗变换器。
借助电磁仿真软件和CAD软件，设计师可以更好的完成电路匹配和优化，使得系统性能达到最佳。
在射频电路设计中，优化功耗也是重要考虑因素之一，尤其是在移动设备方面。
为了提高设备的电池续航时间，在设计射频电路时，设计师必须采用低功耗元器件，并规划设计在合适的工作区间内以实现最佳功率传输。
总之，射频电路设计是在通信电子领域中至关重要的，设计师需要全面深入的技术知识和丰富的设计经验，才能够设计并优化出满足应用需求的电路。
通过选择合适的传输线、优化阻抗匹配以及合理规划功耗等技术手段，设计师们可以在满足系统性能的同时，降低成本并提高效率。
通信电子中的射频电路设计与优化
通信电子中的射频电路设计与优化近年来，随着科技的发展，通信行业也愈发繁荣，而通信电子中的射频电路设计和优化也变得越来越重要。
射频电路是指用来处理高频信号的电路，在通信、广播、雷达等领域都有应用。
由于高频信号特性的复杂性和要求的稳定性，射频电路设计和优化是通信领域中一个重要的课题。
首先，在射频电路设计中，需要考虑到电路的频率范围、阻抗匹配、信号电平、噪声、谐波等因素。
例如，在无线电通信中，射频前端的接收机是音频信号讯号经过“无线电-电流变话机-有线传输（有线接收机和音响或电视）”这样的唯一选择。
因此，射频前端的增益和噪声需求是和采取何种芯片、电路实现耦合考虑的。
硬件电路设计控制的结果会影响到后期计算机程序的复杂度和成功率，影响实现的质量和设计的复杂性。
硬件的设计抉择则需要考虑成本、实现难度和解决问题的效率等各种因素。
其次，在射频电路优化中，需要考虑到电路的效率、带宽、线性度、相位噪声、热噪声等因素。
例如，在LTE-Advanced系统中，射频功率放大器（PA）的性能对LTE-Advanced系统的通信速率和单元距离有着重要的影响。
为了增强PA的线性度（即它的输出波形的畸变程度）和效率，可以通过使用使用预变形技术，在输入信号之前对其进行设计。
预变形技术可以使PA输出的信号在特定功率范围内更具线性化，在保证增益的同时，避免了单元距离的非线性失真，从而提高了通信的速度和距离。
另外，在射频电路设计和优化过程中，也需要充分考虑到抗干扰能力的问题。
互联网、微波炉、各类遥控器等发射的电磁波辐射对电路内部的干扰往往是不可避免的。
因此，对于射频电路，要在设计和优化的过程中保证其足够的抗干扰能力，以保证其信号的完整性和稳定性。
在现代通信系统中，射频电路的设计和优化正在变得越来越重要。
尽管射频电路面临着很多技术难题和挑战，例如干扰抗性、噪声和反射等，但借助新的材料和技术的不断推出，射频电路的设计和优化能力也在不断提高。
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浅析通信射频模块控制电路设计引言
通信系统的快速发展使射频模块和基带之间的数据速度得到了极大的提高。
通信射频模块中的基带信号包含了自动增益、自动功率和自动频率等调节信息，这些调节信息都是通信系统的基础。
对误码率进行解决的话，传统方法有FEC(前向纠错码)或者AＲQ(自动重传请求算法)，FEC算法带宽较大，AＲQ算法带宽较小。
但是两种算法在实际的计算中会因为数据重传请求以及相应过程为其带来较大的延迟，除了这两种算法，还有CＲC校验算法也在通信射频模块控制电路中有较为广泛的应用。
1无线终端系统设计
无线终端系统示意图如图1所示。
CBM:通信基带模块;CＲMCC:射频模块控制电路;CＲM:通信射频模块。
通信基带模块主要负责信源编码和解码;射频模块控制电路主要接收来自通信射频模块的基带控制信号，并将其生成射频模块控制信号(ＲFCS)，通过射频模块控制信号对通信射频模块进行控制，并向通信射频模块返回信号接收回馈信息(SＲCFM)。
射频模块会在射频模块信号控制下，接收来自基带传输的通信数据。
2常见的纠错算法
一个标准的时序信号会显示正常的信号示意，DATA信号是最高有效位，可以对信号进行优先传输，原始的DATA信号所传输的信号是二进制，相对于其他质量的DATA信号，CLK信号的最高位并没有
被采样，DATA信号可以在其他的时间保持高电平，并将最后的采样结果表示为8位的二进制。
如果该数据用于控制信号功率，对于功率信号而言，增加的倍数较多，对通信系统将会造成十分严重的影响。
移动通信会随着终端和基站之间的距离而随时发生变换，AGC和AFC 参数需要进行修正设置，对于出现的传输错误以及数据跳变等操作，通信射频模块控制电路需要对其作出正确的反应。
同时为了更好地解决基带和射频模块之间存在的误码问题，可以采用FEC(前向纠错码)或者AＲQ(自动重传请求算法)。
AＲQ(自动重传请求算法)有几种典型的技术方式，比如停止等待、回退N步以及选择重传等方式，其中回退N步方式与选择重选方式在正常的工作环境下具有较好的性能，但是应用到射频控制模块中，存在无法实现等待回传数据的问题，限制了自动重传请求算法的实际应用。
FEC(前向纠错码)算法在实际的使用中，误码率为1/2或3/4，原始码率能够达到200%，但是占用的额外带宽较大，对于信道有限的通信射频控制模块而言无法得到更好的实现效果。
3自适应滤波器
自适应滤波器与普通的滤波器不同，自适应滤波器会根据外部的环境变化而发生变化，通过改变自身的冲激响应来获取最佳的滤波效果;同时，自适应滤波器还包含了普通滤波器的硬件电路。
滤波器的自适应算法可以根据上一个阶段的滤波参数适应来自外界的信号变化，从而达到最佳的性能要求，自适应滤波器是线性变化的过程。
自适应滤波器包含了数字滤波器和自适应滤波算法两部分，数字滤波器
可以完成滤波功能，自适应算法可以让滤波器的效果达到最优。
其原理如图2所示。
X(n)表示输入信号;Y(n)表示输出信号;d(n)表示系统期望信号;e(n)表示系统误差信号。
自适应滤波器包含不同的结构形式，同时也是一种非递归型滤波器，在数字信号处理中应用广泛，其处理的特点是在幅度特性较为随意的情况下，也可以保证其线性特征，不会出现相位失真的情况，同时也不会因为无反馈回路而影响稳定性问题。
可以对数字滤波器的系数进行调整，以保证滤波器的性能，同时也是保证滤波器的稳定性。
为了更好的满足滤波器的性能，在进行设计时，需要采用较高的滤波阶数，较低的阶数会使得滤波器的系数较小，而无法满足实际的需求。
4基于自适应纠错功能需求的通信射频模块控制电路
4．1系统硬件架构
在对通信射频模块控制电路进行设计时，可以通过可视化的上位机方式对界面参数进行灵活设置，以实现在多频段下的无线信道接入，满足数据通信的要求。
总体架构设计如图3所示。
系统中的控制模块是本文设计的重点，由于AD/DA采样芯片可以对各个模块进行整合，控制部分会完成各个模块中的信号接收和发射，实现模拟射频信号的接入。
4．2通信射频模块控制电路设计
为了更好的解决射频通信模块控制电路中所存在的误码率问题，提出了一种基于自适应纠错功能需求的通信射频模块控制电路。
其基本架构如图4所示。
CBM:通信基带模块;CＲM:通信射频模块;BCS:射
频模块控制信号;SＲCFM:信号接收回馈信息;ＲMCS:射频模块(包括天线);SＲU:信号接收单元;SＲSFU:信号接收信息反馈单元;STCU:信号阈值控制单元;SVFU:信号数值滤波单元;CVSU:控制数值存储单元;CSGEU:控制信号生成使能单元;CSGU:控制信号生成单元。
4．2．1信号接收单元(SＲU)在SＲU的内部，包含了相应基带控制信号中的解码电路，接收来自输入的基带控制信号，并将输入的基带控制信号传输给信号接收反馈信息(SＲSFU)，SＲSFU对信号接收单元中的数据进行监控，并将得到的信号数值传输给信号阈值控制单元(STCU)，SＲSFU单元会同时接收来STCU的信息，并将得到的信息反馈给基带。
4．2．2信号阈值控制单元(STCU)STCU会接收信号反馈信息的信号数值，单元中含有初始化阈值信息、寄存器以及比较单元，其中阈值信息包含了信号数值比较阈值和误差计数阈值。
STCU接收到的有效数据，会自动判断数据是否使能，并将得到的判断结果通知给控制信号生成使能单元(CSGEU)。
信号阈值控制单元(STCU)还可以接收信号数据滤波单元(SVFU)的数据，并将数据存入缓存中，以等待下一次的有效信号。
4．2．3数值信号滤波单元(SVFU)SCFU会接收来自信号阈值控制单元中的数据信息，单元内部包含滤波单元，滤波器中包含了固定系数单元和可配置系数单元。
每一次信号阈值控制单元所接收到的有效信号都会传输到信号数据滤波单元中，信号数据滤波单元(SVFU)会将控制数值存储单元(CVSU)中的数据逐一乘以对应的数值，并计算出最
终的滤波结果，将得到的滤波结果存入到控制数据存储单元中。
4．2．4控制数值存储单元(CVSU)在CVSU中所提供的读写端口，会同时供信号数据滤波单元和控制信号生成使能单元进行写入和数据读取，控制数据存储单元也会同时接收来自信号接收信息反馈单元(SＲSFU)的修正数据存储，CSGEU接收来自信号阈值控制单元所发出的同通知信号，如果信号阈值控制电源可以对当前的信号使能进行通知，则可以让CSGEU生成使能信号，反之则不能。
4．2．5控制信号生成单元(CSGU)CSGU包含了通信射频模块中的电路，当控制信号生成单元通过周期性的方式对控制数据存储单元和控制信号生成使能单元中的信息进行读取，如果控制信号生成使能单元给出使能信号，则控制信号生成单元会自动读取来自控制数据存储单元中的数据信息，并自动生成射频控制信号。
通过上述的模块分析，得出通信射频模块控制电路可以对数据错误和数据跳变进行正确的区分和处理。
在进行架构设计时，所有的处理内容都需要通过信号接收信息反馈单元和信号阈值控制单元来完成。
4．3通信射频模块控制电路处理流程
基于自适应纠错功能需求的通信射频模块控制电路的处理流程分为四部分:普通信号、出错信号、失效信号以及有效信号跳变。
其中，错误信号流程中主要反映的是被滤波所造成的错误，如图5所示。
有效信号跳变流程则反映了数据跳变的真实情况。
本研究所设计的基于自适应纠错功能需求的通信射频模块控制电路的判断流程如图6所示。
信号接收信息反馈单元可以判断当前的信号是否有效，如果无
效会进入到失效信号流程中;如果信号有效，则检查当前数值、缓存值以及比较阈值，如果当前数值和缓存值的绝对值小于或等于比较阈值，则会自动进入到普通信号流程中;如果不是当前结果，则需要对信号误差计数寄存器以及信号误差计数阈值进行检查，如果信号误差计数寄存器大于信号误差计数阈值，则会自动进入有效信号跳变流程中，如果无法达到此结果，则会使用出错信号流程。
其处理结果如图7和图8所示，图7表示的是普通信号流程、出错信号流程以及失效信号流程。
从图8可以看出，本文所提出的通信射频模块控制电路架构对于出错的数据跳变可以进行滤波。
如果出现了错误的出错信号和失效信号，则控制信号生成单元会处于空闲状态，不会有任何的信号发生，对于通信射频模块的正常运行具有很大作用。
图8可以得到，本文所提出的基于自适应纠错功能需求的通信射频模块控制电路的有效数据跳变可以对其进行与有效的辨别，并且在3个周期后会对数据做出相应的反应。
4．4硬件消耗与性能比较
将本文所设计的基于自适应功能需求的通信射频模块控制电路架构与已有的FEC(前向纠错码)和AＲQ(自动重传请求算法)的性能与硬件消耗进行比较，如表1所示。
从表1可以看出，本研究中所提出的一种新的通信射频模块控制电路在误码纠错上能够得到较高的纠错率，但是也无法达到100%，但是该架构可以在零响应的时间下达到较好的射频模块控制效果，并且不需要依靠额外带宽。
本文所提出的基于自适应纠错功能需求的通信射频模块控制电路架构在算法计
算和硬件消耗等方面都优于FEC算法和AＲQ算法。
5结束语
本文提出了一种基于自适应纠错功能需求的通信射频模块控制电路结构，设计完成后的通信射频模块控制电路架构可以对数据跳变进行更好的计算，对有效数据跳变和错误数据跳变进行区分，并对不同的参数做出正确的响应。
通信射频模块控制电路架构在响应时间为零的状态下，不需要通过额外带宽就可以完成较好的射频模块控制。
而本研究中所涉及到的滤波器模块作为通信射频模块控制电路架构设计中一个非常关键的模块，其各项参数的自适应修正算法则是未来研究的重点方向。