論磚家們是如何把射頻玩成玄學(xué)的

2017-06-27  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

射頻在整個電子工程體系中屬于那種最不容易理解的哪一類,因?yàn)轭l率的不斷攀升,所有的器件行為方式都不再直觀,反而顯得更像“黑魔法”;譬如我們在解釋溝道理論的時候會用上量子電動力學(xué),蹦出“勢阱”和“躍遷”這樣一類你在大學(xué)物理考卷上最不愿意看到的名詞。

所以我們在和數(shù)字電路工程師交流的時候,對方經(jīng)常會認(rèn)為我們在講玄學(xué),類似于那邊問一句“今天中午吃什么”,這邊回答一句“隨緣聚散”。

其實(shí)我想給我們射頻工程師辯護(hù)兩句,我們真心不是故意用這種不易理解的方式講話,而是因?yàn)槲覀冞@行的理論基礎(chǔ)就是建立于某位偉人用三個簡潔程度僅次于質(zhì)能公式的方程描述電磁場,當(dāng)年我們念書的時候?yàn)榱税堰@三個方程跟實(shí)際客觀世界聯(lián)系起來已經(jīng)付出了無數(shù)演算和補(bǔ)考的代價,所以外行人要從客觀世界反過來理解射頻恐怕得要脫一層皮。

但是,我一貫認(rèn)為真正優(yōu)秀的射頻工程師,是有能力將抽象問題具體化、復(fù)雜問題簡單化的;而那些不靠譜的工程師,則恰恰相反,非常擅長紙上談兵和簡單問題復(fù)雜化。

某次遇到Tx線性有問題,討論來討論去有人開始?xì)w罪于線路上串聯(lián)的一個0歐姆電阻,大意是這個電阻相當(dāng)于0.2nH的電感,所以等于是串聯(lián)了一個小電感。我心想你光考慮這個電阻,那有沒有考慮你這根加起來10mm長度的傳輸線呢?還有這條線上兩次換層用的過孔呢?更進(jìn)一步,旁邊的屏蔽蓋那么低,跟傳輸線之間的耦合又考慮過么?還有最后一段因?yàn)閰⒖紝幼兓龅木€寬變換帶來的不連續(xù)性又被考慮過么?

一個沒有容差能力的設(shè)計一定是一個失敗的設(shè)計。

我不否認(rèn)射頻設(shè)計的細(xì)節(jié)非常重要,尤其在高頻下,任何不夠優(yōu)化的部分都可能成為問題之源;然而在設(shè)計能力有限(尤其是我們的智商有上限)的情況下,如何抓住主要矛盾才是根本。

那么在這個問題中,什么才是主要矛盾?

你應(yīng)該去找PCB工藝文件,看看加上tolerance之后根據(jù)線寬、層厚、介電常數(shù)算出來的傳輸線阻抗大概會有多少偏移、是否在可以容忍的范圍之內(nèi)。

你也可以去找供應(yīng)商看看他們的PA loadpull數(shù)據(jù),看看PA口上看到的阻抗是不是處在線性優(yōu)化區(qū)域。

再進(jìn)一步你可以看看自己的信號引腳下方有沒有掏掉足夠的clearance,這些足以成為影響性能的寄生電容。

沒事干拿著那個50ohm的電阻出氣,實(shí)在太沒出息。

在諾基亞的時候遇到過一個問題:2.4GHz WLAN與LTE B41的互干擾。在設(shè)計之初已經(jīng)由天線部門做了passive測試得到了天線隔離度,但是在實(shí)際場景中測到了desense,而且僅存在于LTE干擾WLAN,反過來卻沒有。我的第一反應(yīng)是存在除開天線之外的耦合渠道,但是有專家就發(fā)言了:“我認(rèn)為,天線隔離度在passive和active下是不一樣的;另外,正反兩個方向上的隔離度也是不同的!”

第一條說起來還貌似有那么點(diǎn)道理,可是想想這種情況唯一存在的可能性是當(dāng)一側(cè)或雙側(cè)天線存在嚴(yán)重失配——可是無論發(fā)射狀態(tài)還是接受狀態(tài),天線端口都是近似50ohm,“嚴(yán)重”失配是很難的。

第二條說出口來讓人覺得這人壓根就沒學(xué)過電磁場——如果有人能用天線加自由空間給我做出來一個非互易性的傳輸結(jié)構(gòu),大概各國科學(xué)院都會出重金邀請他的吧!

我一直秉承一個觀點(diǎn):工程師離開一線一定是個艱難的決定,因?yàn)閺拇酥笤匐y回頭。

如果你看看各大企業(yè)里的“專家”們,就會發(fā)現(xiàn)其實(shí)很多已經(jīng)脫離一線很久,然而屹立不倒,我得說他們中間好多就是玩玄學(xué)的高手。

并非我不尊老,相反我現(xiàn)在就是個典型的老工程師,只不過還是苦逼呵呵的天天守在廠里罷了。在我的職業(yè)生涯中也多得老前輩提點(diǎn),但是同樣見過一些倚老賣老、閑話說玄宗的“老專家”。

我這里教你個辦法識別這種玄學(xué)老專家:在討論如何解決難題的時候,如果這位專家一次給你列出超過三個平行的action,那么多半他研究的是RF+玄學(xué);如果他給你干脆列出超過五個平行的action,那么他是玄學(xué)高人無疑。

我是吃過虧的:某次發(fā)現(xiàn)問題,我自己琢磨了一下,有兩種可能性,實(shí)驗(yàn)也設(shè)計出來了;但是問題被報上去之后,形勢大變——馬上就有“專家”給我提出了檢查包括試驗(yàn)臺和儀表在內(nèi)的六七條“優(yōu)先事項(xiàng)”,而且必須限時完成。那一天我跟實(shí)驗(yàn)室的小伙伴們累了個半死才勉強(qiáng)把這六七條做的差不多,然而數(shù)據(jù)交上去馬上被拍了個半死——因?yàn)闆]有按照報告格式也沒有提供可參考的結(jié)論。

我是覺得很委屈,因?yàn)榘凑瘴业慕Y(jié)論就是專家的六七條懷疑全都不成立,是要我明晃晃的打您老專家的臉么?

還好老專家還是有點(diǎn)底子知道臉會腫的,第二天沒再繼續(xù)嗶嗶;趁著這一天的喘息我跟小伙伴們真的就按照原來思路把實(shí)驗(yàn)做出來了,雖然報告發(fā)出去之后石沉大海,好歹之后直到項(xiàng)目結(jié)束也再沒人跳出來給你列action了。

雖然說射頻這一行妖藏巨細(xì),但是并不是所有的細(xì)節(jié)都是藏著魔鬼的。平時在試驗(yàn)臺上苦口婆心勸你擰接頭要用力矩扳手、上電之前先查接地好不好的,多半是經(jīng)驗(yàn)豐富老師傅;但是上來就說你這SMA接頭return loss不好性能要受影響、頻譜儀不夠高級噪底不夠測不到雜散的,八成是學(xué)玄學(xué)的。

作者介紹:

豬頭是頭豬,80年代人,射頻攻城獅,閑時愛好碼字兒,喜歡即興發(fā)揮,也擅命題作文。現(xiàn)為FindRF特約專欄作者,自己也經(jīng)營著一個低產(chǎn)微信公眾號“豬頭是頭豬”(沒錯,正著念倒著念是一樣的),公眾號ID:Huey-Dewey-Louie(沒錯,就是唐老鴨的那三個侄子)

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