針對(duì)手機(jī)射頻電路設(shè)計(jì)方案的差分散射參數(shù)測(cè)試方法

對(duì)手機(jī)射頻（RF）電路設(shè)計(jì)，本文以對(duì)聲表濾波器的測(cè)試為例探討了以下三個(gè)問(wèn)題： 如何用單端矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量差分網(wǎng)絡(luò)的散射參數(shù)；差分網(wǎng)絡(luò)到單端網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換時(shí)的共模干擾問(wèn)題；雙端網(wǎng)絡(luò)雙共軛匹配問(wèn)題。在設(shè)計(jì)手機(jī)的射頻電路時(shí)，常會(huì)遇到帶有差分端口的低噪聲放大器、 混頻器、聲表濾波器等。圖1是TD-SCDMA手機(jī)射頻接收電路，其中MAX2392勺低噪聲放大器輸出是單端的，而 MAX2392的混頻器輸入是差分形式的，低噪聲放大器與混頻器之間是一個(gè)單端到差分形式的聲表濾波器和必要的匹配網(wǎng)絡(luò)，在設(shè)計(jì)該匹配網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要知道混頻器輸入端差分散射參數(shù)和聲表的散射參數(shù)，通常網(wǎng)絡(luò)分析儀都不是差分型的。下面以對(duì)聲表 （SAW）的測(cè)試為例來(lái)說(shuō)明如何測(cè)試差分散射參數(shù)。rt1Ci*顧?GWLMSP00XMbRsr1kAmOj-IdD物理三端口散射參數(shù)鵲If2S—■比”■Kil-■亡I耳—DATk―曲d―見(jiàn)OLOG：沿VC-TCxC-JHCn命MKr燈 卻畋KI —T1750?52AC1ccm為單端型輸入端口，端口 為單端型輸入端口，端口 2、3組成差分型輸出用一般的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀很容易測(cè)在設(shè)計(jì)該手機(jī)的射頻電路時(shí)，我們選用的是Epcos公司的LH46B聲表面波濾波器， Epcos公在設(shè)計(jì)該手機(jī)的射頻電路時(shí)，我們選用的是司提供了一塊評(píng)估板，如圖2所示，端口端口。在評(píng)估該器件時(shí)，先將其視為一般的三端口網(wǎng)絡(luò),得其三端口散射參數(shù)，具體過(guò)程如下:1.2.3.4.端口3接匹配負(fù)載，用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)端口端口2接匹配負(fù)載，用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)端口端口1.2.3.4.端口3接匹配負(fù)載，用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)端口端口2接匹配負(fù)載，用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)端口端口1接匹配負(fù)載，用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)端口1、2的雙端散射參數(shù)，記為1、 3的雙端散射參數(shù)，記為2、 3的雙端散射參數(shù)，記為SASBSC物理三端口網(wǎng)絡(luò)散射參數(shù) ST為等式（1）所示:ST會(huì)發(fā)一般來(lái)說(shuō)，差分端口并不是理想的，通過(guò)研究上面得到的物理三端口網(wǎng)絡(luò)散射參數(shù)現(xiàn)：理想情況下，端口1加一點(diǎn)頻激勵(lì)信號(hào)，在端口2與端口3應(yīng)得到大小相等，相位差180度的信號(hào)，也就是說(shuō)在端口2與端口3上得到一個(gè)差分信號(hào)，實(shí)際上在端口2與端口3上還存在著大小與相位都相等的信號(hào)， 即共模信號(hào)。若將差模信號(hào)看作一個(gè)端口， 共模信號(hào)看作一個(gè)端口，再加上原來(lái)的端口 1,這樣就組成了一個(gè)新的三端口網(wǎng)絡(luò)，稱(chēng)為模式三端口網(wǎng)絡(luò)。模式三端口網(wǎng)絡(luò)散射參數(shù)現(xiàn)在的問(wèn)題是該如何由物理三端口網(wǎng)絡(luò)的散射參數(shù)導(dǎo)出模式三端口網(wǎng)絡(luò)的散射參數(shù)。 聲表器件屬于無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，且不含有各向異性介質(zhì)材料，其散射參數(shù)必然是互易的，就是說(shuō)物理三端口網(wǎng)絡(luò)僅有6個(gè)獨(dú)立參數(shù)。差模與共模信號(hào)只是端口2與端口3信號(hào)的線(xiàn)性組合，所以模式3端口網(wǎng)絡(luò)的散射參數(shù)也必然是互易的，即只有 6個(gè)獨(dú)立參數(shù)（E3）。觀察圖3可以看到端口1在兩種散射參數(shù)信號(hào)流圖中未變，故：SM22是反映有端口1來(lái)激發(fā)出差模信號(hào)能力的參數(shù)，根據(jù)差模信號(hào)的定義，它應(yīng)是 ST12與ST13的差，考慮到差模端口等效為將端口 2與端口3串接起來(lái)，故其此時(shí)特征阻抗已是原來(lái)兩倍。假定端口2信號(hào)的相位為差模信號(hào)相位，這樣可以得到52FiDcomSM33是反映有端口1來(lái)激發(fā)出共模信號(hào)能力的參數(shù)，根據(jù)共模信號(hào)的定義，它應(yīng)是 ST12與ST13和的一半，考慮到共模端口等效為將端口 2與端口3并接起來(lái)，故其此時(shí)特征阻抗已是原來(lái)一半，這樣可以得到:SM22SM32分別是反映端口2與端口3在等幅反相信號(hào)激勵(lì)時(shí)，在反射波中產(chǎn)生差模分量與共模分量能力的一個(gè)量，將物理三端口網(wǎng)絡(luò)的端口1接匹配負(fù)載，端口2加激勵(lì)信號(hào):端口3加激勵(lì)信號(hào)這兩個(gè)激勵(lì)信號(hào)合起來(lái)等效為在差模端口加激勵(lì)信號(hào)——現(xiàn)在分別計(jì)算端口2與端口3反射波中差模與共模信號(hào)成分， 它們?cè)跀?shù)值上應(yīng)分別等于SM22，SM32值分別是等式（4）、（5）所示。

ipX：+再陽(yáng)旳一’眄吟亠曲泌」■!■■■_」嗎52RD.?ornjSTaipX：+再陽(yáng)旳一’眄吟亠曲泌」■!■■■_」嗎52RD.?ornjSTa~-￡為宀%叫4止島叫bJHtJcomSM33是反映端口2與端口3在等幅同相信號(hào)激勵(lì)時(shí)，在反射波中產(chǎn)生共模分量能力的一個(gè)量，將物理三端口網(wǎng)絡(luò)的端口 1接匹配負(fù)載，端口2與端口3同時(shí)加激勵(lì)信號(hào)：這兩個(gè)激勵(lì)信號(hào)合起來(lái)等效為在共模端口加激勵(lì)信號(hào)VT72現(xiàn)在來(lái)計(jì)算端口2與端口3反射波中共模信號(hào)成分，它在數(shù)值上應(yīng)等于 SM33其值見(jiàn)等式（6）:Fr*_2-勺F_刊o氣十岡j泊牛岡屮尹即沖i_憶1+吊&+*驚^的、=嗎八右’=-— 日K-■--■ '=-綜合等式（2）至等式（6），可以得到完整的模式三端口網(wǎng)絡(luò)散射參數(shù)，整理后得到等式 （7）:,JJli4%-爲(wèi)■-X.IJ—rL運(yùn)需要特別注意的是此處得到的該散射參數(shù)各端口并不是利用統(tǒng)一的特征阻抗作歸一化， 假定端口1的特征阻抗為Zo,則端口2（差模信號(hào)端口）為2Zo,端口3（共模信號(hào)端口）為Zo/2。共模抑制比MAX2392是一個(gè)零中頻的射頻接收機(jī)，為解決本振信號(hào)的泄漏問(wèn)題， MAXIM公司采用了差分形式的混頻器，從圖1看到當(dāng)共模形式的本振信號(hào)有混頻器輸入端泄漏出來(lái)時(shí)， 聲表會(huì)對(duì)此產(chǎn)生抑制（此處回避了匹配網(wǎng)絡(luò)的影響），這兒可以定義共模抑制比如下：該共模抑制比反映了泄漏到天線(xiàn)端口的本振信號(hào)大小，該共模抑制比越大越好。研究圖 3所示的散射參數(shù)信號(hào)流圖，我們發(fā)現(xiàn)還有另外一種