诠鼎集团推出基于国产唯捷创芯半导体VC5755应用于的MediaTek WIFI6 AX1800射频前端解决方案

目前WIFI PA是除手机PA外的第二大增长点。WiFi 6与5G配合将会实现全场景的复盖,网络速率、节能效率将得到大幅度提升。随着物联技术不断普及,WiFi 6市场有望得到快速持续增长。国产Wi-Fi PA与国际相比,产品性能不差于国际产品,完全可以替代,成本优势明显;至于行业大热的Wi-Fi 6,中功率的国内厂家已经初露锋芒。

今天将会为大家介绍下国产射频厂商唯捷创芯(Vanchip)推出的一款中功率VC5755在MTK WIFI6平台上的射频解决方案,以做参考
 VC5755作为Vanchip在WIFI6中功率端的主推产品,适合产品形态可复盖高端家用产品,企业级路由器.性能强劲,可搭配Qualcomm,Broadcom,MediaTek,Intel,Hisilicon等主流MCU组成WIFI系列产品。


射频硬件原理图

原理图1
原理图2
1.原理设计注意事项说明

? VDET如不使用,推荐保留对地电容100pF。
? VDET的分压电阻,请根据平台要求进行调试。一般情况下,为NC。不合理的阻值,会导致校准异常,PA输出超规格。
? VCC2串联电阻选型需考虑器件额定功率,建议按照满负荷的80%计算。P=I2R=0.12x10=0.1W(0402电阻的额定功率一般为1/8W,0201封装为1/16W)。
? VCC2最佳的工作电压,为4.85V。
? VCC电源滤波推荐2.2uF电容(相较于1uF容值)。
? VCC2分支的走线宽度,建议≥1mm。
? 为改善TX(pin8)的S11,建议预留L型网络。根据不同的PCBA调试(从L2器件端看入,通路的阻抗为50ohm)。
?  ANT端预留LC网络 ,加强ESD 防护。

2. FEM逻辑控制关注点分析

逻辑控制
     VC5755这颗属于2线控制(C0+C1),PA使能已经内部关闭,设计上可以考虑悬空,因不同MCU平台会用到PA使能脚,所以在设计之初要确认平台是否可以使用2线控制。

3. Vdet反馈方式分析

     针对采用Vdet电压反馈方式的平台来说,会涉及到电压值与输出功率的对应关系,不同的FEM品牌之间会存在微小的差异,需要设计之初在VDET网络上预留电阻分压的位置,方便实际中去微调。
反馈电压2

反馈电压

射频Layout参考布线图

Layout

布线建议事项

1.VCC和VDD电流宽度处理

Icc电流
     根据以上列出的电流参数,可作为器件选型和走线宽度的参考值。

2.布线串扰处理

布线串扰

        左侧的布局示例中,VCC线路中有LC滤波器,滤波器后的布线与含有滤波器前的噪声的布线相邻,因此噪声因串扰而耦合,滤波效果下降。右侧为对策示例,采用了不与含有噪声的线路相邻的布局,从而可将噪声耦合控制在最低限度内。

3.GND线反弹噪声处理

GND噪声
     增加π型滤波器的电感前后所配置的电容,其GND的设置方法可能会带来地线反弹噪声。在左图示例中,如箭头所示,来自GND的噪声经由电容回流,并去到了滤波器外面。在这种情况下,为了避免噪声直接传播,可利用Via的寄生电感的手法,经由过孔(Via)与GND平面连接,改善效果较好。


4. 多次谐波的消除处理

    

临近的谐波源或较高次谐波会对通信及信息处理设备产生干扰,轻则产生噪声、降低通信质量、设备无法正常工作,重则导致信息丢失,使系统崩溃,同时增加产品认证的难度,所以在设计之初要考虑到避免产生多次谐波的办法。
1、可以在FEM输入和输出预留串联电感L与电容C并联多级位置,用LC计算小工具计算出电感L与电容C的大小参数;
2、电路结构类似滤波器或谐波器的补偿电路;


调试过程简述
1.配置好测试电脑本地网卡端的IP地址,ping通待测板子的IP地址,然后打开telnet 192.168.X.1,账号root,回车。输入指令ated,回车


PING

2.打开MTK QAtool_Dbg工具

ated

红箭头指向的数字代表意义如下;
1:2.4G测试选项;
2:5G测试选项;
3:测试的信道频率;
4:天线选择;
5:测试单路信号的时候把数字2改成1;
6:开始测试与停止测试;
ated2

与老牌厂家的性能对比展示(选取SKY,Qorvo主流品牌)

   1.  在11ax 160MHz MCS11模式下Power与EVM对应曲线如下




   2.  在11ac 80MHz MCS9 50000byts模式下 Power与LTF DEVM对应曲线如下



   3.  在11ac 80MHz MCS9 50000byts模式下 Power与Data DEVM对应曲线如下




4. Noise Figure噪声系数对比,与SKY相当,高于Qorvo



5. Harmonics谐波量对比,二次谐波量好于Qorvo,三次谐波量最高


场景应用图

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产品实体图

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展示版照片

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方案方块图

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Vanchip公司简介

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Vanchip发展历程

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核心技术优势

 IEEE802.11a/n/ac/ax WLAN standard  IEEE802.11ax MCS11的20dBm线性输出功率  IEEE802.11ac MCS9的22dBm线性输出功率  IEEE802.1n MCS7的24dBm线性输出功率  IEEE802.11g 6M的26dBm线性输出功率

方案规格

 频率范围:5.15GHz~5.85GHz  发射增益:31dB  低噪声放大器增益:15dB  噪声系数:2.0dB  支持4.85V低压工作  支持集成RX陷波滤波器@2.4~2.5GHz  支持集成对数功率检测器  小型LGA(24针,3.0*3.0*0.684mm封装)