為什么說濾波器技術(shù)永遠(yuǎn)差一點(diǎn)?
手機(jī)的射頻器件，好比部隊(duì)的無線電兵，通信全靠它。中國是世界大的手機(jī)生產(chǎn)國，但造不了高端的手機(jī)射頻器件。這需要材料、工藝和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的踏實(shí)積累。高端射頻芯片缺少國貨，一塊手機(jī)的主板上，1/3的空間是射頻電路高性能濾波器。
聲音要傳到千里之外，得先轉(zhuǎn)化成高頻的射電波。信息編碼成一秒鐘幾十億波峰的正弦電波，對方手機(jī)接收和還原，紋絲不亂。這就是射頻器件的本事。射頻器件的核心部件是功率放大器芯片，也叫射頻芯片，4G手機(jī)一般會(huì)用4到5顆高性能濾波器。
“我們好比是修高速公路的，路修得越寬、越平直，車跑得越多、越快。”專業(yè)設(shè)計(jì)射頻芯片的Vanchip公司工程師王利明說。
“手機(jī)發(fā)展趨勢是更輕薄，功耗更小，頻段更多，帶寬更大，這就向射頻芯片提出了挑戰(zhàn)。”王利明說，“射頻芯片將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化成電磁波，4G手機(jī)要支持十幾個(gè)頻段，信息帶寬幾十兆。信號不能受干擾，這很難。”
國貨的買家多為小品牌手機(jī)，且國貨多為2G、3G芯片;4G射頻芯片基本都是洋貨。
射頻芯片的電路設(shè)計(jì)是玄妙的藝術(shù)
高頻電波的信號很脆弱，在復(fù)雜的電磁環(huán)境里，保持信號的清晰穩(wěn)定，有賴于各環(huán)節(jié)的抗干擾性。設(shè)計(jì)這種電路，是一門尚未完全找到規(guī)律的藝術(shù)。
比如說，有瑕疵的射頻芯片像擴(kuò)音喇叭一樣，會(huì)發(fā)出尖利的無用信號。排查故障是非常麻煩的高性能濾波器。
射頻電路怕噪聲干擾，但引入噪聲的可能性太多了——電源、鄰近電路、耦合、發(fā)熱、自身元件……不合理的建模，生產(chǎn)出來的電路，一個(gè)和另一個(gè)的效果天差地別。
而從圖紙變?yōu)閷?shí)際電路，更需要設(shè)計(jì)師的豐富經(jīng)驗(yàn)。何種布局，如何抵消各元件的不良影響，兼容不理想的元件，設(shè)計(jì)師都要有辦法。引入新元件，小了不起作用，大了又產(chǎn)生新的干擾。元件用多了，功耗又會(huì)增大……設(shè)計(jì)師在考慮“要不要給反饋環(huán)串聯(lián)一個(gè)小電阻來緩沖?”“是否改一下地線引腳以屏蔽噪聲?”這類問題時(shí)，往往沒有現(xiàn)成答案，靠經(jīng)驗(yàn)和試錯(cuò)。試探著穩(wěn)定電路，好像把雞蛋立在鴨蛋上，常憑感覺高性能濾波器。