所属方向:L3 射频收发机。射频收发机负责把基带信号搬到 2.4 / 5 / 6 GHz 载波上,接收时再搬回来。现代 Wi‑Fi 芯片几乎都把多频段收发机与基带集成在同一颗 CMOS 芯片里。
零中频架构 Zero‑IF / Direct Conversion
- 原理:本振频率等于载波频率,射频信号经一次正交混频直接变到基带(发射时反之),不需要中频和镜像滤波器,易于集成、成本低,是 Wi‑Fi 收发机的主流架构。
- 代价:直流偏移、LO 泄漏、IQ 失配、闪烁噪声等问题都集中在基带附近,需要靠校准解决,见 射频损伤与校准。
正交调制与解调 IQ Modulator / Demodulator
- 原理:发射时,I、Q 两路基带信号分别与 、 相乘后相加,得到射频信号;接收时用同一对正交本振把射频信号拆回 I、Q。正交本振常用 2 倍(或 4 倍)频率的振荡器分频产生,以保证 90° 相位精度。
混频器 Mixer
- 原理:两个信号相乘产生和频与差频,实现频率搬移。CMOS 收发机多用无源开关型混频器,线性度好、闪烁噪声低。
LNA 低噪声放大器(片上)
- 原理:接收链路的第一级有源放大(片外 FEM 中也可能再有一级)。它的噪声系数(NF)基本决定整个接收机的灵敏度(Friis 公式:第一级的噪声贡献最大)。片上 LNA 通常支持多档增益,配合 AGC 使用。
基带滤波器与 VGA
- 基带滤波器:抑制邻道干扰和 ADC 混叠。带宽需要在 20–320 MHz 之间可配置。
- VGA(可变增益放大器):与 LNA 一起受 AGC 控制,把信号调整到 ADC 的最佳输入范围。
PA 驱动级与片上 PA
- 原理:发射链路中把上变频后的小信号放大到足以推动片外 PA(FEM)的电平;低成本或 IoT 芯片常直接集成片上 PA,省掉 FEM,但输出功率与效率受 CMOS 限制。
数字 PA / 极化发射机 Digital PA / Polar TX
- 原理:把信号分解成幅度与相位两部分,相位由 PLL / 相位调制器生成,幅度通过开关阵列(数字控制的 PA 单元数量)直接合成。优点是效率高、易于随工艺缩放;难点是宽带信号下幅相同步和带外噪声。这是学术界(ISSCC、JSSC)Wi‑Fi 发射机的研究热点。
多射频并发 Concurrent Multi‑Radio
- 原理:Wi‑Fi 7 的 MLO 与三频 AP 要求 2–4 套收发机同时工作,涉及射频之间的隔离、本振互相牵引(LO Pulling)和散热。终端多用 EMLSR 以减少射频套数,见 MLO。