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          為什么說濾波器技術永遠差一點

            為什么說濾波器技術永遠差一點?

            手機的射頻器件,好比部隊的無線電兵,通信全靠它。中國是世界大的手機生產國,但造不了高端的手機射頻器件。這需要材料、工藝和設計經驗的踏實積累。高端射頻芯片缺少國貨,一塊手機的主板上,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手機一般會用4到5顆高性能濾波器。

          QQ截圖20221228213817.jpg

            “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。”專業設計射頻芯片的Vanchip公司工程師王利明說。

            “手機發展趨勢是更輕薄,功耗更小,頻段更多,帶寬更大,這就向射頻芯片提出了挑戰。”王利明說,“射頻芯片將數字信號轉化成電磁波,4G手機要支持十幾個頻段,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,且國貨多為2G、3G芯片;4G射頻芯片基本都是洋貨。

            射頻芯片的電路設計是玄妙的藝術

            高頻電波的信號很脆弱,在復雜的電磁環境里,保持信號的清晰穩定,有賴于各環節的抗干擾性。設計這種電路,是一門尚未完全找到規律的藝術。

            比如說,有瑕疵的射頻芯片像擴音喇叭一樣,會發出尖利的無用信號。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、發熱、自身元件……不合理的建模,生產出來的電路,一個和另一個的效果天差地別。

            而從圖紙變為實際電路,更需要設計師的豐富經驗。何種布局,如何抵消各元件的不良影響,兼容不理想的元件,設計師都要有辦法。引入新元件,小了不起作用,大了又產生新的干擾。元件用多了,功耗又會增大……設計師在考慮“要不要給反饋環串聯一個小電阻來緩沖?”“是否改一下地線引腳以屏蔽噪聲?”這類問題時,往往沒有現成答案,靠經驗和試錯。試探著穩定電路,好像把雞蛋立在鴨蛋上,常憑感覺高性能濾波器。


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