无线网卡原理讲解

• Balun
平衡與非平衡轉換器,是為了進一步穩定剛從radio調好的信號.利用 電感線圈間的偶合與隔離作用,將radio的輸入或輸出變為我們想要的 50ohm.
• Oscillator &Crystal
- 震蕩器與晶振.這兩個外觀一樣,但功能不一樣.震蕩囂只要一個 電源就可以輸出固定的CLK,但晶振必需有接到對應的電路回 路才可以正常起振.
常見線路图
LC濾波,主要濾 除供電回路上交 流干擾
開關電源控制器
續流電感,電 容.關鍵元件.
使能限流 電阻
調節輸 出頻率
取樣電阻, 關鍵元件.
• Boot 相關線路
- 這是一個典型的3.3V-1.2V的開關變壓器. - 當3.3V上電,開關控制IC的EN(使能)啟動.控制IC從取樣電阻收 集反饋電壓,根據反饋電壓來判斷輸出方波的占空比.經大電感, 大電容續流,小電容濾波.變成穩定的直流電. - 占空比來決定輸出的電壓.bias端的電容來決定方波的頻率.但頻 率一般都會根據IC的特性固定. - 我們一般用厲用表量取樣電阻的阻值,量輸入電壓是否正常;用示 波器量IC輸出方波頻率,占空比,與量電感後的直流電的波形是 否與正常板子一樣. - 續流電感很容易內部short.但厲用表又量不出來.所以我們一般 放在板子上用示波器去量,電感的前後是否是從方波變成直流 波.示波器一般用1V,10us.
VC2,由 MAC控 制
由MAC輸 出的控制 信號
可接雙天線
發射
接收
• power反饋電路
- 測power detector時要用到的電路.也是MAC控制 power值的重要途徑. - 一般可以用厲用表量送MAC端的電壓.對比量,大或小, 肯定會引起power不良. 如下面两圖.
取樣 放大送 MAC分 析
•常用Power&detector&EVM 相關線路
- 先看一下,最簡單,也最常用的switch線路. - 控制上很簡單,只接有MAC來決定,TX或RX,ANT1或 ANT2.當TX或RX時可以用厲用表量switch的兩個對應控制 pin的電壓. 如真值表所示.
ANT
VC1,由 MAC控 制
RX,RF 接LAN TX,RX接PA
SOJ：Small Outline J-Lead Package J形引线小外形封装
BGA(Ball Grid Array) 球栅阵列封装
CSP(Chip Scale Package) 芯片级封装
芯片面积与封装面积之比超过1:1
• Radio
– 在MAC的控制下,把基帶信號調制在對應的裁波上,並輸 出給下一級,作TX. – 在MAC的控制下,收集RX的RF信號,解調成IQ信號,送給 MAC/BB. – 現在主要有2.4-2.48GHz與4.92-5.805GHz的頻寬. – 由一顆20MHz或40MHz的晶振供振,並且再把這個CLK 提供給MAC/BB做時鐘頻率. – 有些機種的radio集成在MAC/BB. – 有QFN與BGA封裝兩種. – 詳情可查對應radio的Datesheet
Radio 形成40MHz
Radio
Radio輸出到 MAC/BB的 40MHz的clk
MAC/BB
• 常用EEPROM
-
這是EEPROM的典型電路.出問題較多.不過一般是與良品調換來 排除是否有問題. 當然換之前我們還有辦法去量的,就是用示波器量SK與CS端.與良 品對比一波形.(1V,10uS)
無線網卡原理說明
目錄
无线网卡硬件结构图 常用元件规格介绍及用途 常见线路图 小结
無線網卡硬件的結構
• WLAN工作流向圖如下:
(TX)PCI(USB,Cartbus) -digital data -MAC/BB(EEprom) – IQ signal -radio-RF signal -balun-PA-filter-switch-ANT
• CLK 相關線路
Radio
MAC/BB
Radio 形成 20MHz
Radio輸出到 MAC/BB的 20MHz的clk
- 這是幾個CLK線路,很重要.如果電壓相當於人體血液,那CLK就是 人體的心跳了. - 還是用示波量,要找到對應無件,一般就是電路圖的radio頁中.示 波器調為500mV,10nS就OK.
– – – – – – – – – – 主IC,一般由一顆內部單片機來做中心控制與計算. 集成了一些通信協議功能如USB,MiniPCI,PCI,cardbus. 網絡安全加密,如WEP 64/128,WPA. 封包壓縮與解壓縮. 提供EEPROM, LEDs, GPIOs等接口,便於使用在不同場合. 為radio提供I,Q信號與控制信號.根椐信號占有與強弱來決定radio 輸出的頻道,帶寬,模式. 提供PA,switch的使能信號,並收集後端的反饋電壓,做出輸出判斷. 一般需求電壓為3.3V,1.8V(11bga,11bg),1.2V(11n),2.5V(11n). 有BGA與QFP 封裝,一些USB用的還有QFN封裝. 詳情可查對應MAC/BB的Datesheet
(RX)ANT-switch-LNA-balun- RF signal- radio -IQ signal MAC/BB(EEprom) - digital data-PCI(USB,Cartbus)
常用元件規格介紹及用途
• MAC/BB(Media Access Control/Baseband)
– 開關電源由於性級優越,在我們的產品上用的最多.
• PA
-这顆我們都很熟,因為出的問題多.功能很單純,就是功率放大與反饋. 由MAC/BB控制.
• Switch
-這顆我們也很熟,主要是接收與發射的切換開關.也是由MAC/BB控制. 有2GHz與5GHz兩種.
• Filter
– 濾波器,RF必不可以少的東西.有HPF(high pass filter),LPF(low pass filter),BPF(band pss filter). – 體積很小,我們用的都是高穩定性的陶瓷濾波器.
- 在電路板上常用的組裝方式有二種，
一種是插入電路板的銲孔或腳座PGA针脚栅格阵列的缩写 ， 另一種是貼附在電路板表面的銲墊上，如SOP、SOJ、PLCC、QFP、BGA
SOP：Small Outline Package 小尺寸封装 PLCC：Plastic Leaded Chip Carrier 塑料有引线芯片载体 QFP：Quad Flat Package 四边引出扁平封装
• EEPROM
– 記憶PID,VID,SN,還有發射時所需功率值. – 種類較多,右圖常見的. – 詳情可查對應EEPROM的Datesheet
• Power regulator
– 就是我們常說的穩壓塊,為電路的各個模塊提供所需電壓.一般是 3.3V-1.8V(11bga,11gb),3.3V-1.2V(11n),3.3V-2.5V(11n). – 各種封裝都有.有線性穩壓與開關穩壓兩種.根據負載消耗功率來應用. 線性電源功率小本身消耗大,但容易設計,成本低.開關電源與其相反.
• Transistor
- 晶體管,這個比較簡單.用的的很多.像電源上用的穩壓二級管,保 護二級管.LAN用的TTL三級管.reset 電路上用的CMOS管,還 有LED等等..
• LCR(resistor,Inductor,capacitor)
– 電阻,電感,電容. 一般我們從外觀上來區分這些元件 – 電阻呈黑色,很薄.定义为：阻止電子流前進的物質
– 電容顏色不一,不同的廠商,不同規格有不同顏色,不過它的縱切面 肯定是正方形. 電源部分用的是較大的電解電容,形狀較大.定义 为：储存电能
Hale Waihona Puke Baidu
– 電感,很好區分.在電源部分,開關電源續流電感形狀較大,呈圓形, 濾波電感呈方形,但一定是黑色的.RF部分有金色與綠色兩種.定 义为：儲存電能 - 還有排阻,就是將四顆電阻做在一起
整流,AC-DC
分頻(2G 與5G分 開)
取樣
經典的 power detector電 路
整流,AC-DC
放大送 MAC分 析
小結
- WLAN上的元件看似少,但維修起來並不容易,因為它是 個復雜的系統,每顆元件稍微差異就可以引起一些莫名 其秒不良現象.再加上有上百條的PCB布線,再加上PCB 對RF的影響很大.在維修中總無遇到無法維修的板子. - 以上只是在分析板子總結的一些經驗.與90%的不良有 關. - 以上參考資料主要是一些機種的線圖及元件的 datesheet.