詮鼎集團推出基於國產唯捷創芯半導體VC5755應用於的MediaTek WIFI6 AX1800射頻前端解決方案

目前WIFI PA是除手機PA外的第二大增長點。WiFi 6與5G配合將會實現全場景的復蓋,網絡速率、節能效率將得到大幅度提升。隨著物聯技術不斷普及,WiFi 6市場有望得到快速持續增長。國產Wi-Fi PA與國際相比,產品性能不差於國際產品,完全可以替代,成本優勢明顯;至於行業大熱的Wi-Fi 6,中功率的國內廠家已經初露鋒芒。

今天將會為大家介紹下國產射頻廠商唯捷創芯(Vanchip)推出的一款中功率VC5755在MTK WIFI6平台上的射頻解決方案,以做參考
 VC5755作為Vanchip在WIFI6中功率端的主推產品,適合產品形態可復蓋高端家用產品,企業級路由器.性能強勁,可搭配Qualcomm,Broadcom,MediaTek,Intel,Hisilicon等主流MCU組成WIFI系列產品。


射頻硬體原理圖

原理圖1
原理圖2
1.原理設計注意事項說明

? VDET如不使用,推薦保留對地電容100pF。
? VDET的分壓電阻,請根據平台要求進行調試。一般情況下,為NC。不合理的阻值,會導致校準異常,PA輸出超規格。
? VCC2串聯電阻選型需考慮器件額定功率,建議按照滿負荷的80%計算。P=I2R=0.12x10=0.1W(0402電阻的額定功率一般為1/8W,0201封裝為1/16W)。
? VCC2最佳的工作電壓,為4.85V。
? VCC電源濾波推薦2.2uF電容(相較於1uF容值)。
? VCC2分支的走線寬度,建議≥1mm。
? 為改善TX(pin8)的S11,建議預留L型網絡。根據不同的PCBA調試(從L2器件端看入,通路的阻抗為50ohm)。
?  ANT端預留LC網絡 ,加強ESD 防護。

2. FEM邏輯控制關注點分析

邏輯控制
     VC5755這顆屬於2線控制(C0+C1),PA使能已經內部關閉,設計上可以考慮懸空,因不同MCU平台會用到PA使能腳,所以在設計之初要確認平台是否可以使用2線控制。

3. Vdet反饋方式分析

     針對採用Vdet電壓反饋方式的平台來說,會涉及到電壓值與輸出功率的對應關係,不同的FEM品牌之間會存在微小的差異,需要設計之初在VDET網絡上預留電阻分壓的位置,方便實際中去微調。
反饋電壓2

反饋電壓

射頻Layout參考布線圖

Layout

布線建議事項

1.VCC和VDD電流寬度處理

Icc電流
     根據以上列出的電流參數,可作為器件選型和走線寬度的參考值。

2.布線串擾處理

布線串擾

        左側的布局示例中,VCC線路中有LC濾波器,濾波器後的布線與含有濾波器前的噪聲的布線相鄰,因此噪聲因串擾而耦合,濾波效果下降。右側為對策示例,採用了不與含有噪聲的線路相鄰的布局,從而可將噪聲耦合控制在最低限度內。

3.GND線反彈噪聲處理

GND噪聲
     增加π型濾波器的電感前後所配置的電容,其GND的設置方法可能會帶來地線反彈噪聲。在左圖示例中,如箭頭所示,來自GND的噪聲經由電容回流,並去到了濾波器外面。在這種情況下,為了避免噪聲直接傳播,可利用Via的寄生電感的手法,經由過孔(Via)與GND平面連接,改善效果較好。


4. 多次諧波的消除處理

    

臨近的諧波源或較高次諧波會對通信及信息處理設備產生干擾,輕則產生噪聲、降低通信質量、設備無法正常工作,重則導致信息丟失,使系統崩潰,同時增加產品認證的難度,所以在設計之初要考慮到避免產生多次諧波的辦法。
1、可以在FEM輸入和輸出預留串聯電感L與電容C並聯多級位置,用LC計算小工具計算出電感L與電容C的大小參數;
2、電路結構類似濾波器或諧波器的補償電路;


調試過程簡述
1.配置好測試電腦本地網卡端的IP位址,ping通待測板子的IP位址,然後打開telnet 192.168.X.1,賬號root,回車。輸入指令ated,回車


PING

2.打開MTK QAtool_Dbg工具

ated

紅箭頭指向的數字代表意義如下;
1:2.4G測試選項;
2:5G測試選項;
3:測試的信道頻率;
4:天線選擇;
5:測試單路信號的時候把數字2改成1;
6:開始測試與停止測試;
ated2

與老牌廠家的性能對比展示(選取SKY,Qorvo主流品牌)

   1.  在11ax 160MHz MCS11模式下Power與EVM對應曲線如下




   2.  在11ac 80MHz MCS9 50000byts模式下 Power與LTF DEVM對應曲線如下



   3.  在11ac 80MHz MCS9 50000byts模式下 Power與Data DEVM對應曲線如下




4. Noise Figure噪聲係數對比,與SKY相當,高於Qorvo



5. Harmonics諧波量對比,二次諧波量好於Qorvo,三次諧波量最高


►場景應用圖

►產品實體圖

►展示板照片

►方案方塊圖

►Vanchip公司簡介

►Vanchip發展歷程

►核心技術優勢

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

►方案規格

 頻率範圍:5.15GHz~5.85GHz  發射增益:31dB  低噪聲放大器增益:15dB  噪聲係數:2.0dB  支持4.85V低壓工作  支持集成RX陷波濾波器@2.4~2.5GHz  支持集成對數功率檢測器  小型LGA(24針,3.0*3.0*0.684mm封裝)