2.4G放大器电路原理图
2.4GHz WLAN无线功率放大器的设计与实现
2.4GHz WLAN无线功率放大器的设计与实现邓中亮，戚威(北京邮电大学电子工程学院北京100876)在WLAN网络中，由于WLAN的低功率与高频率限制了其覆盖范围，所以现有的产品基本上通信距离都比较小，并且实现双向收发的比较少。
而目前很多功率放大器都集成在收发端内部，这样提高了集成度，简化了电路，但是这种集成的功率放大器的功率往往不够大，要实现长距离传输必需外加功率模块。
本文主要研究的是无线功率放大器的设计方案与硬件的实现，通过增大发射信号功率、放大接收信号提高灵敏度来实现，同时实现了信号的双向收发，可运用于802.11b ／g模式的远距离无线传输。
1 无线功率放大器的设计如图1所示，在系统原理图中，射频输入通道耦合一部分功率送到检波电路进行处理，检出的射频包络和固定门限电平比较来控制信号端口的收发状态，如果高于门限电平，切换射频开关，有信号要发射，打开发射通道，反之处于接收状态。
1.1 传输微带线的设计微带线是RF电路设计的重点，是模块匹配网络中的一部分，也是连接各个功能模块的桥梁。
传输微带线用以输入／输出信号或者连接电路，如果它与前端电路的输出阻抗和后端电路的输入阻抗匹配，就可以使信号传输过程中的功率损耗减至最小。
本设计中的传输微带线特征阻抗为50Ω。
微带线的特征阻抗值由微带线的宽度w、PCB板的介电常数ε、PCB板的大厚度H、铜箔厚度T等参数决定。
在材料一定的条件下，特征阻抗只取决于微带线的宽度w，本设计中采用FR4板材。
由式(1)：1.2 双管平衡放大电路的设计发射功率放大电路的作用是将发射信号放大，输出大功率。
在本电路中采用双管平衡放大电路，采用并联的方法来提高输出功率。
功率放大芯片选择anadigics公司的AWL6153UM7P8，其在5 V直流电压，802.11g 模式下54 Mb／s信号速率最大输出功率可以达到+25 dBm，将芯片的两个相同的应用电路并联后构成平衡放大电路提高输出功率。
2.4GHz射频功率放大器的设计
毕业论文（设计）论文（设计）题目：2.4GHz射频功率放大器的设计目录中文摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (3)第二章理论基础 (5)2.1 二端口网络 (5)2.2 技术指标 (6)2.2.1 输出功率 (7)2.2.2 功率增益 (8)2.3 匹配网络 (9)2.3.1共轭匹配 (11)2.3.2负载牵引 (11)2.4 传输线理论简介 (12)2.5 ADS软件简介 (12)第三章电路设计 (14)3.1器件选型和功率分配 (14)3.1.1器件选型 (14)3.1.2 功率和增益分配 (14)3.2 单级放大器设计 (15)3.2.1功率级（Power stage）设计 (15)3.2.2驱动级（Driver stage）设计 (23)3.2.3 两级功率放大器系统设计 (26)第四章总结与展望 (29)谢辞 (30)参考文献 (31)附录翻译 (33)中文摘要近年来，RFID技术的应用在全球掀起一场热潮。
2.4G技术标准由于它的广泛应用，更是成为技术和市场领域的宠儿。
RFID最重要的部分是发射机，而射频功率放大器作为发射机的核心部件，它的性能是制约整个RFID系统性能和技术水平的关键因素。
本文介绍了基于ADS用于RFID系统的2.4GHz射频功率放大器的硬件电路设计方法。
整个系统以MOSFET器件为核心功放晶体管，在2.4GHz、工作电压为3.3V 条件下，采用两级功放级联方式，前端驱动级工作于小信号状态，为后端提供高功率增益，后端功率级工作于大信号，提供高功率输出。
级联之后的效果是实现了27dB功率增益和高达近27dBm功率输出。
该系统主要应用于超高频射频识别读写器系统。
本文深入探讨了整体硬件电路的设计方案，详细阐述了电路设计的原理和方法，最后给出了具体的实现过程。
关键词：GaAs FET；RFID；ADS；2.4G无线系统；射频功率放大器AbstractIn recent years, RFID technology has led to a boom in the world. 2.4G technology standard has become a cosset of the technology and market field, just because of its wide range of applications. Transmitter is the most important part of the RFID system. As the core component of a transmitter, the performance of RFPA becomes to the key factor restricting capability and technical level of the whole RFID systemThis paper introduces a method of 2.4GHz RFPA hardware circuit designing used in RFID system based on ADS. The entire system using MOSFET component as the core power transistor contains two-stage cascade amplifiers working in 3.3V supply voltage, 2.4GHz. The driver-level works in small-signal state, providing high power gain for the back-end; power-level works in large-signal state, providing high output-power for the load. The effect after cascade is to achieve a 27dB power gain and a 27dBm output-power.We discuss the blue print of the overall hardware circuit design in this paper, expatiate the principles and methods of circuit design in detail, and finally give a concrete realization of the process.Key words: GaAs FET; RFID; ADS; 2.4G wireless system; RF Power Amplifier第一章绪论随着人类社会进入信息时代，无线通信技术有了飞速的发展，尤其是射频微波通信技术的产生和发展无疑对无线通信技术的发展起到了决定的作用。
放大器的基本工作原理共60页
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
2.4GHz射频收发芯片nRF2401应用电路图 器件配置
2.4GHz射频收发芯片nRF2401应用电路图器件配置1. 引言nRF2401是单片射频收发芯片，工作于2.4～2.5GHz ISM频段，芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，输出功率和通信频道可通过程序进行配置。
芯片能耗非常低，以-5dBm的功率发射时，工作电流只有10.5mA，接收时工作电流只有18mA，多种低功率工作模式，节能设计更方便。
其DuoCeiverTM技术使nRF2401可以使用同一天线，同时接收两个不同频道的数据。
nRF2401适用于多种无线通信的场合，如无线数据传输系统、无线鼠标、遥控开锁、遥控玩具等。
2. 芯片结构、引脚说明2.1 芯片结构nRF2401内置地址解码器、先入先出堆栈区、解调处理器、时钟处理器、GFSK滤波器、低噪声放大器、频率合成器，功率放大器等功能模块，需要很少的外围元件，因此使用起来非常方便。
QFN24引脚封装，外形尺寸只有5×5mm。
nRF2401的功能模块如图1所示。
图２nRF2401引脚图2.2 引脚说明表1：nRF2401引脚（附：此处引脚11和12有误。
2006.6.30）3. 工作模式nRF2401有工作模式有四种：收发模式、配置模式、空闲模式和关机模式。
nRF2401的工作模式由PWR_UP 、CE、TX_EN和CS三个引脚决定，详见表2。
表2：nRF2401工作模式3.1 收发模式nRF2401的收发模式有ShockBurstTM收发模式和直接收发模式两种，收发模式由器件配置字决定，具体配置将在器件配置部分详细介绍。
3.1.1 ShockBurstTM收发模式ShockBurstTM收发模式下，使用片内的先入先出堆栈区，数据低速从微控制器送入，但高速(1Mbps)发射，这样可以尽量节能，因此，使用低速的微控制器也能得到很高的射频数据发射速率。
与射频协议相关的所有高速信号处理都在片内进行，这种做法有三大好处：尽量节能；低的系统费用(低速微处理器也能进行高速射频发射)；数据在空中停留时间短，抗干扰性高。
2.4G信号放大模块,wifi信号放大,2.4G航模信号放大专用模块
（2）. 将本模组当做一块独立的射频信号放大板，接上电源线和地线，射频 端口通过细屏蔽电缆与其他组件（如 Wi-Fi 模组，天线等）对接：
上图仅为射频电缆焊接示意，实际使用时请务必接上+5V 电源以及地线。
技 术 咨 询 ： ２ ８ ４ 咨 询 ： ２ ８ ４ ３ ８ ２ ３ ７ ６
五． 参考设计
本模组使用方法极其简单，外围元件极少，只需给模组供+5v 电源即可正常 工作。
评估板参考原理图
技 术 咨 询 ： ２ ８ ４ ３ ８ ２ ３ ７ ６
HKW_2.4G_PA
评估板 PCB Layout 示意图 注意：
也可应用于 Zigbee 无线数据采集领域，与 Zigbee 设备配合可大大增强 Zigbee 物联网信号覆盖范围。
模组内置智能收发判别电路，默认工作在接收状态，对接收信号进行放大； 当检测到 Wi-Fi 模块对外开始发射信号时，会在极短时间内自动切换到发射状 态，对发射信号进行放大。
完全不需要主芯片给出控制信号即可正常工作，轻松兼容任何 Wi-Fi 芯片方 案。
二． 规格参数
接收增益： 发射增益： 噪声系数： 输入功率范围： 最大发射功率： 工作状态指示： 工作电压： 平均工作电流： 外形尺寸:
10dB±1.5dB 11dB±1.5dB ≤3.0dB
4dBm - 20dBm
33dBm (2w) 接收状态：蓝色 LED 灯灭 发射状态：蓝色 LED 灯亮 5V ≤300mA
本 Layout 示意图仅为 Top 层截图，Bottom 层需为完整的铺地,如下实物图：
六． 应用示例
（1）. 将本模组当做一个贴片元件贴装到底板上，底板上其他射频电路通过 射频微带线与模组各射频端口直接对接：
2.4g无线收发模块原理与作用是什么？
2.4g无线收发模块原理与作用是什么？
无线发射接收模块都已经进行了封装设计（集成了单片机控制和无线编码）跟单片机直接通过异步串行口连接就可以，现在市面上的无线收发模块，其无线工作方式由模块内部的单片机控制，与用户单片机的连接一般就只有电源和收、发等几根线。
无线发射模块和接收模块必需配对使用，且工作频率要完全一样，接收模块一定要根据发射局部的编码格式来配解码IC，无线收发模块都是传输数据的一个通道，接收模块接收到发射信号后通过DA TA 脚传给解码IC，让其工作。
2.4G是一种无线技术，由于其频段处于2.400GHz~2.4835GHz之间，简称2.4G无线技术。
基于2.4G无线技术封装的高度集成芯片组我们称之为2.4G无线模块，而2.4g无线收发模块是无数2.4G无线模块中的一种，广泛应用于无线遥控、无线耳机、无人机、无线键盘、无线监控、非接触RF智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象监控等行业和商品中。
2.4g无线收发模块原理是什么？那2.4G无线收发模块的工作原理是怎样的呢？无线传输的目的在于解放自己，用无线技术取代有线连接。
怎么取代？简单来说2.4G无线传输通过接受模块接受音源处理发射电磁波，接受模块接受被发射模块辐射到空中的电磁波，在通过数模转换传给喇叭。
麦克风无线收发模块结构功能图
ADC/DAC：模数转换器/数模转换器
MCU：单片微型计算机（相当电脑CPU）
FLASH：存储芯片（相当于电脑硬盘）
SDRAM：同步动态随机存储器（相当电脑内存）
RF：无线射频
PA：功率放大器。
2.4G射频双向功放电路设计
2.4G射频双向功放电路设计在两个或多个网络互连时，无线局域网的低功率与高频率限制了其覆盖范围，为了扩大覆盖范围，可以引入蜂窝或者微蜂窝的网络结构或者通过增大发射功率扩大覆盖半径等措施来实现。
前者实现成本较高，而后者则相对较便宜，且容易实现。
现有的产品基本上通信距离都比较小，而且实现双向收发的比较少。
本文主要研究的是距离扩展射频前端的方案与硬件的实现，通过增大发射信号功率、放大接收信号提高灵敏度以及选择增益较大的天线来实现，同时实现了双向收发，最终成果可以直接应用于与IEEE802.11b/g兼容的无线通信系统中。
双向功率放大器的设计双向功率放大器设计指标：工作频率：2400MHz～2483MHz最大输出功率：+30dBm（1W）发射增益：≥27dB接收增益：≥14dB接收端噪声系数：< 3.5dB频率响应：<±1dB输入端最小输入功率门限：<?15dB m具有收发指示功能具有电源极性反接保护功能根据时分双工TDD的工作原理，收发是分开进行的，因此可以得出采用图1的功放整体框图。
功率检波器信号输入端接在RF信号输入通道上的定向耦合器上。
当无线收发器处在发射状态时，功率检波器检测到无线收发器发出的信号，产生开关切换信号控制RF开关打向发射PA通路，LNA电路被断开，双向功率放大器处在发射状态。
当无线收发器处在接收状态时，功率检波器由于定向耦合器的单方向性而基本没有输入信号，这时通过开关切换信号将RF 开关切换到LNA通路，PA通路断开，此时双向功率放大器处在接收状态。
下面介绍重点部位的设计：发射功率放大（PA）电路发射功率放大电路的作用是将无线收发器输入功率放大以达到期望输出功率。
此处选择单片微波集成电路（MMIC）作为功率放大器件，并采用两级级联的方式来同时达到最大输出功率与增益的要求。
前级功率放大芯片选择RFMD公司的RF5189，该芯片主要应用在IEEE802.11b WLAN、2.4GHz ISM频段商用及消费类电子、无线局域网系统、扩频与MMDS 系统等等。
2.4G 天线设计完整指南(原理、设计、布局、性能、调试)
本文章使用简单的术语介绍了天线的设计情况，并推荐了两款经过测试的低成本PCB天线。
这些PCB天线能够与PRoC?和PSoC?系列中的低功耗蓝牙(BLE)解决方案配合使用。
为了使性能最佳，PRoC BLE和PSoC4 BLE2.4GHz射频必须与其天线正确匹配。
本应用笔记中最后部分介绍了如何在最终产品中调试天线。
1、简介天线是无线系统中的关键组件，它负责发送和接收来自空中的电磁辐射。
为低成本、消费广的应用设计天线，并将其集成到手提产品中是大多数原装设备制造商(OEM)正在面对的挑战。
终端客户从某个RF产品(如电量有限的硬币型电池)获得的无线射程主要取决于天线的设计、塑料外壳以及良好的PCB布局。
对于芯片和电源相同但布局和天线设计实践不同的系统，它们的RF(射频)范围变化超过50%也是正常的。
本应用笔记介绍了最佳实践、布局指南以及天线调试程序，并给出了使用给定电量所获取的最宽波段。
图1.典型的近距离无线系统设计优良的天线可以扩大无线产品的工作范围。
从无线模块发送的能量越大，在已给的数据包错误率(PER)以及接收器灵敏度固定的条件下，传输的距离也越大。
另外，天线还有其他不太明显的优点，例如：在某个给定的范围内，设计优良的天线能够发射更多的能量，从而可以提高错误容限化(由干扰或噪声引起的)。
同样，接收端良好的调试天线和Balun(平衡器)可以在极小的辐射条件下工作。
最佳天线可以降低PER，并提高通信质量。
PER越低，发生重新传输的次数也越少，从而可以节省电池电量。
2、天线原理天线一般指的是裸露在空间内的导体。
该导体的长度与信号波长成特定比例或整数倍时，它可作为天线使用。
因为提供给天线的电能被发射到空间内，所以该条件被称为“谐振”。
图2. 偶极天线基础如图2所示，导体的波长为λ/2，其中λ为电信号的波长。
信号发生器通过一根传输线(也称为天线馈电)在天线的中心点为其供电。
按照这个长度，将在整个导线上形成电压和电流驻波，如图2所示。
模拟电子技术2.4 场效应管放大电路
uo -
Ri
（4）输出电阻
由图有
i
iR
gmugs
u R
gmugs
ugs u
所以
u Ro i
1 R // 1
1 R
gm
gm
+
RS
ui
g
—
Rg3 ugs
+
s
d
g mug s i
+
+
- Rg1 Rg2
R
u
-
Ro
Ro
可以看出，同共集放大器一样，共漏放大器电压放大倍 数小于1，接近于1，且输出电压与输入电压同相，故共漏 放大器又称为源极跟随器。
C1
RS
+
uS -
d + VDD Rg1
T
s
Rg3
C2 +
Rg2
R
u o
RL
-
得
Au
uo ui
gm ( R // RL ) 1 gm ( R // RL )
1
（3）输入电阻
Ri Rg3 ( Rg1 // Rg2 )
g
d
RS
+
+
Rg3 ugs
gmugs
+
ui
—
+
uS -
s
- Rg1 Rg2
Hale Waihona Puke +RRL
二、场效应管放大电路
1.共源放大电路
C1 + ui
—
+ VDD Rd
Rg1 d
C2
gT
+
s
RL uo
Rg3 Rg2
DIY无线2.4G音频收发器详细制作过程附电路图
DIY无线2.4G音频收发器详细制作过程附电路图现在冬天来了，在家里坐在沙发上看电影听歌，真TM的冷，躺在床上看电影就是电视离的太远了，必须把声音放大，这样又影响别人休息。
于是就加快进程在各大网站找。
终于踏破铁屑无觅处，得来全不费工夫，真的让我找到了支持USB接口，XP系统win7都可以用免驱动，同时可以配150台无线耳机同时接收。
--------------------------------------------------------------发射元器件材料清单1条USB线1个按键3个电容（滤波用要求不高）1个晶振16M1个指示灯1个电阻1K到10K都可以用（限流）1个天线1个耳机座1模块AWD617(必须支持USB接口和外部音频输入)-----------------------------------------------------------接收器元器件材料清单3个按键1个耳机座1个晶振1个指示灯1个电阻1K到10K都可以用（限流）1个天线1个电容1个电池3.7V的1个接收模块------------------------------------------------------------下面是原理图，大家仔细看看，很简单，人人都会做的，不懂的或有更好意见改进的留言或发私信给我，大家一起交流，共同进步发射器原理图全部标好，接收器原理图全部标好，开工啦！果断的把USB线干掉USB线照原理图焊接焊接按键耳机座焊接音频输入耦合电容焊接16M的晶振焊接指示灯焊接发射器反面焊接完成发射器正面图发射器焊接完成，等待通电插上电灯亮，有希望，接手机放歌，由于没有接收器，所以只能在焊接接收器接电脑试一下开始焊接接收器用18650电池供电正极焊接负极不上锡，坑爹的很，所以用助焊滴了助焊剂，一焊接冒烟完美上锡焊接好了，试听了有声音，距离50m都可以，耳机特写，正品的自己收藏10几条DIY实验版手工焊接各功能测试OK，如果放到耳机里面路七八糟的线很不理想啊，还是自己整理一下，自己画板吧这是3D图，差不多完工了。
2.4g天线放大器电路图
2.4G无线网络 1W的ISM线性功率放大器电路图元件选用：C1 1 nFC2, C3 1000 pFC4 22 pFC5 13.3 pFC6 2 pFC7 1.8 pFC8 1.6 pFL1 4.7 nHL2 31 ohm @ 100 MHzR1 2.2KR2 1KICI RF2126以上是一个2.4G无线网络1W的ISM线性功率放大器电路图（电子系的师兄师弟有福了）。
我们可以看到，电路的关键部件就在其IC——RF2126上。
其实这类IC还有很多，例如MAX2242、RF5152等等。
它们在淘宝上也只售20元左右。
有动手能力的朋友可以试试。
制做功率放大器时需要考虑许多因素，如：印刷电路板材料、接地方案、级间匹配/输入输出阻抗匹配、瞬态稳定性和散热处理等。
印刷电路板材料一般选择FR4或G-10，这类材料适合工作频率低于3GHz的大多数低成本、无线应用。
RF功率放大器设计中还要关注瞬态稳定性问题，高增益多级放大器容易受到反馈的影响，这种反馈是由输出信号耦合到输入通道引起的。
电路会在相位差达到180度的频点发生振荡。
为了使输出耦合到输入的RF信号最小，建议RF信号走线尽可能短，以减小天线效应。
电路板接地不良也会引起振荡，PA的大电流流经阻抗不为0的地线会将电压差和注入噪声引入地线系统。
此外功率晶体管的集电结需要耗散大量功率，耗散功率表现为热量，这会使结点温度上升。
但是结点温度TJ不能超过额定值TJmax；否则晶体管可能永久损坏。
即便不出现突然失效的情况，长期可靠性也会受到影响。
所以大家在制作这类放大器时一定要做好散热设计。
编者的话：谈了这么多无线信号放大器的优点，我们再来说说它的危害。
什么叫危害呢？不是非要等到你开始一把一把掉头发才算危害的。
这类大功率的设备，我们一直以来都只在室外使用，毕竟发射塔在高处，隔我们还有一定距离，电磁波在空中又是呈几何级衰减。
但是现在越来越多的朋友把它装在了自家卧室或客厅的无线路由器及电脑无线网卡上，这就让我们不得不担心了。
2.4G压控振荡器的原理
压控振荡器一、实验目的1．掌握压控振荡器工作原理及各项性能指标的意义。
2．掌握压控振荡器的测量方法，特别是频率/电压特性的测量及频率/电压斜率计算。
3．学习压控振荡器设计，熟悉其电路结构。
4．掌握微波频谱仪及频率扩展器的使用。
二、实验原理压控振荡器模块在RZ 9905-R 微波接收实验系统箱内，电路如图3-1所示，它由12T T 、两只晶体三极管及变容二极管3T 等电路组成，13T T 、及周围电路组成频率可变的电容反馈三点式振荡器（又称考必兹振荡器），其等效电路如图3-2所示。
回路电容ec eb C C 、为晶图3-1 压控振荡器图体管极间电容，13b L C T 、、串联后构成回路电感。
b L 为晶体管基极引线电感，约为10nH 。
变容二极管3T 的作用是，当外加控制电压经电阻1R 加到它上面，变容管3T 的等效电容随外加电压变化而攺变，因此图3—2所示电路中振荡回路的自然谐振频率随之改变。
从而，当外加控制电压变化时，能攺变压控振荡器的振荡频率。
该压控振荡器的频率约为2.2-2.5GHz ，由于振荡频率高，晶体管的极间电容、引线电感等参数对振荡频率及工作状态都有很大影响，因此，微波模块对元件、布线、工艺、焊接等的要求非常高。
图3-2 压控振荡器等效电路图3-1中，2T 及周围电路为压控振荡器的放大输出级。
567R R R 、、构成 型衰减器，它使压控振荡器和放大输出级隔离，有利于提高压控振荡器的频率稳定度。
12345L L L L L 、、、、为高频扼流圈，它们的作用是为两晶体三极管各极提供合适的直流电压。
本模块供电电压为12伏，压控振荡信号从6C 输出，其电平约为0dbm 。
为了在线测量，压控振荡信号经衰减器送至压控振荡器输出测量接头，电平约为-10dbm 。
三、实验仪器1. 压控振荡器模块2．AT5011频谱仪3 AT5000F2频率扩展器四、实验内容1. 观察压控振荡器输出信号频谱；2. 测量压控振荡器输出频率可调范围；3. 测量压控振荡器的输出频率为2.4GHz 时信号功率和对应的压控电压；4. 测量压控振荡器输出频率/电压、功率/电压控制特性；5．观察压控振荡器结构。
2.4g天线放大器电路图
2.4G无线网络 1W的ISM线性功率放大器电路图元件选用：C1 1 nFC2, C3 1000 pFC4 22 pFC5 13.3 pFC6 2 pFC7 1.8 pFC8 1.6 pFL1 4.7 nHL2 31 ohm @ 100 MHzR1 2.2KR2 1KICI RF2126以上是一个2.4G无线网络1W的ISM线性功率放大器电路图（电子系的师兄师弟有福了）。
我们可以看到，电路的关键部件就在其IC——RF2126上。
其实这类IC还有很多，例如MAX2242、RF5152等等。
它们在淘宝上也只售20元左右。
有动手能力的朋友可以试试。
制做功率放大器时需要考虑许多因素，如：印刷电路板材料、接地方案、级间匹配/输入输出阻抗匹配、瞬态稳定性和散热处理等。
印刷电路板材料一般选择FR4或G-10，这类材料适合工作频率低于3GHz的大多数低成本、无线应用。
RF功率放大器设计中还要关注瞬态稳定性问题，高增益多级放大器容易受到反馈的影响，这种反馈是由输出信号耦合到输入通道引起的。
电路会在相位差达到180度的频点发生振荡。
为了使输出耦合到输入的RF信号最小，建议RF信号走线尽可能短，以减小天线效应。
电路板接地不良也会引起振荡，PA的大电流流经阻抗不为0的地线会将电压差和注入噪声引入地线系统。
此外功率晶体管的集电结需要耗散大量功率，耗散功率表现为热量，这会使结点温度上升。
但是结点温度TJ不能超过额定值TJmax；否则晶体管可能永久损坏。
即便不出现突然失效的情况，长期可靠性也会受到影响。
所以大家在制作这类放大器时一定要做好散热设计。
编者的话：谈了这么多无线信号放大器的优点，我们再来说说它的危害。
什么叫危害呢？不是非要等到你开始一把一把掉头发才算危害的。
这类大功率的设备，我们一直以来都只在室外使用，毕竟发射塔在高处，隔我们还有一定距离，电磁波在空中又是呈几何级衰减。
但是现在越来越多的朋友把它装在了自家卧室或客厅的无线路由器及电脑无线网卡上，这就让我们不得不担心了。
2.4G放大器电路原理图(1-1)
2.4G 射频双向功放的设计与实现(1-1)在两个或多个网络互连时，无线局域网的低功率与高频率限制了其覆盖范围，为了扩大覆盖范围，可以引入蜂窝或者微蜂窝的网络结构或者通过增大发射功率扩大覆盖半径等措施来实现。
前者实现成本较高，而后者则相对较便宜，且容易实现。
现有的产品基本上通信距离都比较小，而且实现双向收发的比较少。
本文主要研究的是距离扩展射频前端的方案与硬件的实现，通过增大发射信号功率、放大接收信号提高灵敏度以及选择增益较大的天线来实现，同时实现了双向收发，最终成果可以直接应用于与IEEE802.11b/g兼容的无线通信系统中。
双向功率放大器的设计双向功率放大器设计指标：工作频率：2400MHz～2483MHz最大输出功率：+30dBm（1W）发射增益：≥27dB接收增益：≥14dB接收端噪声系数：< 3.5dB频率响应：<±1dB输入端最小输入功率门限：<?15dB m具有收发指示功能具有电源极性反接保护功能根据时分双工TDD的工作原理，收发是分开进行的，因此可以得出采用图1的功放整体框图。
功率检波器信号输入端接在RF信号输入通道上的定向耦合器上。
当无线收发器处在发射状态时，功率检波器检测到无线收发器发出的信号，产生开关切换信号控制RF开关打向发射PA通路，LNA电路被断开，双向功率放大器处在发射状态。
当无线收发器处在接收状态时，功率检波器由于定向耦合器的单方向性而基本没有输入信号，这时通过开关切换信号将RF 开关切换到LNA通路，PA通路断开，此时双向功率放大器处在接收状态。
下面介绍重点部位的设计：发射功率放大（PA）电路发射功率放大电路的作用是将无线收发器输入功率放大以达到期望输出功率。
此处选择单片微波集成电路（MMIC）作为功率放大器件，并采用两级级联的方式来同时达到最大输出功率与增益的要求。
前级功率放大芯片选择RFMD公司的RF5189，该芯片主要应用在IEEE802.11b WLAN、2.4GHz ISM频段商用及消费类电子、无线局域网系统、扩频与MMDS 系统等等。
放大器的基本工作原理精品课件
UCEQ UCC ICQ (Rc Re)
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Example 1 已知：UBE(on)=0.7V，β=40，
+UUccCC=12V，
Rb
Rc
Rb=240KΩ， Rc=3KΩ。求静态
ICQ IBQ
+
UBEQ
+
UCEQ
解工：作I点BQQ
1。2 0.7V
240K
50A
--
ICQ IBQ 2mA
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Example 2 Plot DC and AC pass
+Ucc +
Uo
+
Us
-
+ Us-
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+Ucc
+
Uo
-
§ 3.2 Basic Analysis of Amplifier
§ 3.1 Basic Concept
放大器是放大电信号的装置，其基本任务是将微 弱信号不失真地放大到所需的值，即用较小的信号去 控制较大的信号。
放大器
放大器 类型
器件——电子管、晶体管、集成电路 用途——放大电压、电流、功率信号 信号——大信号、小信号 频率——直流、低频、高频、视频 耦合方式——最直新接PPT、阻容、变压器、光电
-
- UBB
t
t
C2
+
Rc +
t - UCC
+ RL Uo
-
分析 各元件的作用
Ui=0，晶体管各极电流、电压为直流 值，放大器处于静态(直流)工作。
加入输入信号Ui后，晶体管各极电流、 电压随信号而变，放大器处于动态(交 流)工作。
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Wifi功率放大器,关于RF2126
网上有个传说中的电路图，是关于wifi功率放大器，当中有一核心元件 RF2126.但是当中因为涉及电子电路原理，实际操作，材料的选购等因素，很多人都不能实现这一方案，最起码在网上找不到此物的di y过程，在最早关于询问这一方案的帖子可追溯到2009年。
网上也有同规格类似的产品，价格由150到3百多一点。
今日，我JJ 将带大家去重现这一方案。
下边就是关键主角 RF2126，大家都看到，他是贴片件，这对diy人来讲，起到一定的门槛，而RF2126是2.4G高频元件，高频元件都害怕高温，高温会影响性能，这就要求焊接的速度一定要快，而且要准，门槛再次提高。
这是网上流传的电路图，细心的人会发现它极其不靠谱。
3号脚是发射功率的供电脚，要求工作电流是180mA，工作电压是1.5~3.5V，推荐使用3V。
使用3.5V功率将到达顶峰，1W（一般民用无线功率是50mW，而企业的无线功率是100mW）。
1w对于家用来讲，足够有余，而且如果配合14dB的增益天线，理论覆盖范围将可达到500M。
这是厂家芯片资料中推荐使用的电路图。
和网上流传的很大出入。
其实如果不是有特别要求按照厂商的要求来制作，是最可靠的。
依样画瓢下面开始讲解一下RF2126 这块 IC 。
说到底它不过是一块集成电路，是一样工具，了解它就能够更好地利用。
官方资料可以在百度文库中搜索 RF2126由上图可以看出，1到2号脚，是输入。
5到8号脚是输出脚。
3号脚是发射功率电源脚。
4号脚是工作电源脚。
单看芯片电路不足以了解这芯片的工作原理，还是要结合使用电路来完成。
电容，电容在这个电路中主要用来滤波。
标值大的电容可以通过相对低频的信号，反之，标值小的电容可以通过相对高频的信号。
在输入端，过滤低频信号，让高频信号进入IC。
值得注意的是下图的地线是数字地，接机壳，不是接到电源回路中！！！同理在IC的输出端，电路设计把放大后的高频信号过滤，让低频信号发射。
在这里可能有人会有疑问，为何不把5号脚并上去呢？电感和电容串联，带阻滤波器。
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2.4G 射频双向功放的设计与实现
在两个或多个网络互连时，无线局域网的低功率与高频率限制了其覆盖范围，为了扩大覆盖范围，可以引入蜂窝或者微蜂窝的网络结构或者通过增大发射功率扩大覆盖半径等措施来实现。
前者实现成本较高，而后者则相对较便宜，且容易实现。
现有的产品基本上通信距离都比较小，而且实现双向收发的比较少。
本文主要研究的是距离扩展射频前端的方案与硬件的实现，通过增大发射信号功率、放大接收信号提高灵敏度以及选择增益较大的天线来实现，同时实现了双向收发，最终成果可以直接应用于与IEEE802.11b/g兼容的无线通信系统中。
双向功率放大器的设计
双向功率放大器设计指标：
工作频率：2400MHz～2483MHz
最大输出功率：+30dBm（1W）
发射增益：≥27dB
接收增益：≥14dB
接收端噪声系数：< 3.5dB
频率响应：<±1dB
输入端最小输入功率门限：<?15dB m
具有收发指示功能
具有电源极性反接保护功能
根据时分双工TDD的工作原理，收发是分开进行的，因此可以得出采用图1的功放整体框图。
功率检波器信号输入端接在RF信号输入通道上的定向耦合器上。
当无线收发器处在发射状态时，功率检波器检测到无线收发器发出的信号，产生开关切换信号控制RF开关打向发射PA通路，LNA电路被断开，双向功率放大器处在发射状态。
当无线收发器处在接收状态时，功率检波器由于定向耦合器的单方向性而基本没有输入信号，这时通过开关切换信号将RF 开关切换到LNA通路，PA通路断开，此时双向功率放大器处在接收状态。
下面介绍重点部位的设计：
发射功率放大（PA）电路
发射功率放大电路的作用是将无线收发器输入功率放大以达到期望输出功率。
此处选择单片
微波集成电路（MMIC）作为功率放大器件，并采用两级级联的方式来同时达到最大输出功率与增益的要求。
前级功率放大芯片选择RFMD公司的RF5189，该芯片主要应用在IEEE802.11b WLAN、2.4GHz ISM频段商用及消费类电子、无线局域网系统、扩频与MMDS 系统等等。
RF5189的增益可以通过VREG引脚电压控制，在本设计中VREG电压取+3V，使RF5189具有最大增益。
RF5189在2.412GHz~2.482GHz频段增益变化幅度约为0.6dB，线性度较高。
由于RF5189片内集成了输入输出端口的匹配电路与RF隔直电容，所以RF5189输入输出端直接加特性阻抗为50Ω的传输线进行信号的传输。
应用电路如图2。
第二级功率放大芯片采用RFMD公司的RF2126。
RF2126的功率控制端接到RF5189功率控制端，两片功率放大芯片采用统一的控制电压信号进行控制。
它的输入输出阻抗并不是50Ω，所以需要外加匹配电路，匹配电路中使用的电容选择自谐振频率与Q值高，等效串连阻抗ESR很小的射频电容，以减小信号在阻抗匹配电路中的损耗。
在本设计中阻抗匹配电容选择美国技术陶瓷（ATC）公司的A TC100A系列陶瓷电容，它的品质因素（Q值）：>10000@1MHz 应用电路如图3。
低噪声放大（LNA）电路的设计
低噪声放大芯片选择Hittite公司的HMC286E。
HMC286E是专门为2.3GHz~2.5GHz的扩频系统设计的低噪声放大器（LNA），在+3V供电情况下可以提供19dB信号增益和1.7dB的低噪声系数，并且耗电仅8.5mA。
在2.4GHz时的一阶增益压缩点（P1dB）是+6dBm，三阶交调截取点（IP3）是+12dBm。
在接收低噪声放大器（LNA）输入端加一级带通滤波器，考虑到实际功放尺寸的限制，本设计采用表面安装的低温烧结陶瓷（LTCC，Low-Temperature Cofired Ceramics）带通滤波器BF2520-B2R4CAC。
它的插入损耗很小，最大为1.5dB。
BF2520-B2R4CAC带通滤波器S参数如图4所示。
收发切换电路的设计
为了使功放电路可以工作在TDD模式下，在RF收发器端和天线端各加一个射频单刀双掷（SPDT）开关。
直接采用SkyWorks 公司的GaAs集成SPDT开关芯片AS179-92。
该芯片插入损耗为0.4db，上升下降时间为10ns。
功率检测电路的设计
切换控制信号通过对功率检波器输出信号整形变换得到，因此功率检测电路的性能对实现收发控制至关重要。
功率检测芯片选择Linear公司的LT5534ESC6。
为了不使在接收状态下，接收功率较大时功率检波器输出大电压值，还有就是使功率检测电路的引入不影响信号通路的特性阻抗，因此功率检波器RF输入端不直接接在功率放大器信号输入端，而是采用微带线定向耦合器从RF通路中耦合出一部分功率输入到功率检测电路中。
耦合微带线定向耦合器用ADS2005A的无源电路设计向导（Passive Circuit DesignGuide）来设计。
对设计出来的耦合微带线定向耦合器进行S参数仿真，界面为图5。
在2.45GHz处，S11=?36.85dB，S21=?0.19dB，S31=?22.70dB，S41=?15.08dB。
所以方向性系数D=5.62dB。
最终取微带耦合线的物理尺寸为：微带线宽度W=56mil，间距S=20mil，耦合线长L=650mil。
电平平移与驱动电路的设计
功率检测电路输出的是一个接近线性的电压信号而不是逻辑高低电平信号，不适合直接控制RF开关。
因此需要一个电平平移与驱动电路来将单一的初始控制信号变成稳定的驱动能力强的一对反相的控制信号。
所以电路采用一个三极管9011和一个双P沟道场效应管
RF1K49093构成。
电平平移与驱动电路如图6所示。
双向功率放大器的测试
由于所设计的双向功率放大器是专门针对扩频通信系统的，所以输入输出信号都是扩频信号，而且工作频率较高，如果要观察信号波形的话对测试仪器要求很高，所以不适合采用时域测试方法。
这里主要介绍采用频域测试方法来对双向功率放大器进行测试。
端口S参数的测试
采用安利公司的Anritsu 37269C矢量网络分析仪测量，在2.4GHz~ 2.5GHz频段S参数数据见表1。
回波损耗（RL）=?10log 10 [(反射功率)/(入射功率)](dB)
S11即为功率放大器输入端的回波损耗，?S22即为功率放大器输出端的回波损耗。
发射功率放大增益测试
测试信源采用自行设计的ZigBee无线通信模块，输出为2.4G ISM频段直接序列扩频（DSSS）信号。
预先测出自制信源模块输出功率为：Pin=?9.2dBm。
自制信源模块输出信号频谱如图7所示。
测试结果如图8所示。
经过功率放大器后输出功率为：P OUT =18.8dBm，所以前向增益为:
G_{F}=Pout-Pin=18.8-(-9.2)=28dB
发射输入信号最小功率门限的测试
双向功放输入端接Agilent E8257D( 250kHz～40GHz)PSG模拟信号发生器，输出端接频谱分析仪。
测得最小功率门限为P INMIN = ? 21.5dBm。
接收信号放大增益测试
测试结果数据见表2。
相邻信道功率比（ACPR）测量
计算公式为ACPR=\frac{P_{ac}}{P_{mc}} (dBc)
对于信号源输出频谱（图9）：
相邻信道功率比（Adjacent Channel Power Ratio）=40dBc
相间信道功率比（Alternate Channel Power Ratio）=59.6dBc
对于双向功率放大器输出频谱：
相邻信道功率比（Adjacent Channel Power Ratio）=39.3dBc
相间信道功率比（Alternate Channel Power Ratio）=62.8dBc
整体电路工作电流测试
发射状态
双向功放输入端输入9dBm 2.45GHz信号，测试整机电流I= 573mA
接收状态
双向功放输出端输入50dBm 2.45GHz信号，测试整机电流I= 52mA
所设计的双向功率放大器处在接收状态时通过控制发射功率放大模块的偏置电压使其均处在省电状态，大大减小了接收状态下的功耗。
结论
目前国内针对个人无线局域网的射频功率放大器的相关资料相对比较少，芯片厂商提供的器件手册也相当简略。
本设计是学习IEEE802.15.4 2.4GHz扩频通信调制方法的基础上设计出适合于IEEE802.15.4的双向功率放大器，该功率放大器也可以直接用于IEEE802.11b/g收发系统中。
根据实际需要确定功率放大器的电路结构，依次对发射功率放大电路、接收信号放大电路、收发切换电路、功率检测电路、电平平移与驱动电路以及电源管理电路的所需元器件选择和应用电路进行了非常详细的分析与设计。
从测试结果看来，本设计已经达到了预期的要求，可以广泛应用到工程中。