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(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

射頻在整個(gè)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?cè)诮忉寽系览碚摰臅r(shí)候會(huì)用上量子電動(dòng)力學(xué),蹦出“勢(shì)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?cè)诤蛿?shù)字電路工程師交流的時(shí)候,對(duì)方經(jīng)常會(huì)認(rèn)為我們?cè)谥v玄學(xué),類似于那邊問(wèn)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(gè)簡(jiǎn)潔程度僅次于質(zhì)能公式的方程描述電磁場(chǎng),當(dāng)年我們念書的時(shí)候?yàn)榱税堰@三個(gè)方程跟實(shí)際客觀世界聯(lián)系起來(lái)已經(jīng)付出了無(wú)數(shù)演算和補(bǔ)考的代價(jià),所以外行人要從客觀世界反過(guò)來(lái)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(wèn)題具體化、復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化的;而那些不靠譜的工程師,則恰恰相反,非常擅長(zhǎng)紙上談兵和簡(jiǎn)單問(wèn)題復(fù)雜化。

某次遇到Tx線性有問(wèn)題,討論來(lái)討論去有人開(kāi)始?xì)w罪于線路上串聯(lián)的一個(gè)0歐姆電阻,大意是這個(gè)電阻相當(dāng)于0.2nH的電感,所以等于是串聯(lián)了一個(gè)小電感。我心想你光考慮這個(gè)電阻,那有沒(méi)有考慮你這根加起來(lái)10mm長(zhǎng)度的傳輸線呢?還有這條線上兩次換層用的過(guò)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(guò)么?還有最后一段因?yàn)閰⒖紝幼兓龅木€寬變換帶來(lái)的不連續(xù)性又被考慮過(guò)么?

一個(gè)沒(méi)有容差能力的設(shè)計(jì)一定是一個(gè)失敗的設(shè)計(jì)。

我不否認(rèn)射頻設(shè)計(jì)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(wèn)題之源;然而在設(shè)計(jì)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(gè)問(wèn)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(lái)的傳輸線阻抗大概會(huì)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(hào)引腳下方有沒(méi)有掏掉足夠的clearance,這些足以成為影響性能的寄生電容。

沒(méi)事干拿著那個(gè)50ohm的電阻出氣,實(shí)在太沒(méi)出息。

在諾基亞的時(shí)候遇到過(guò)一個(gè)問(wèn)題:2.4GHz WLAN與LTE B41的互干擾。在設(shè)計(jì)之初已經(jīng)由天線部門做了passive測(cè)試得到了天線隔離度,但是在實(shí)際場(chǎng)景中測(cè)到了desense,而且僅存在于LTE干擾WLAN,反過(guò)來(lái)卻沒(méi)有。我的第一反應(yīng)是存在除開(kāi)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(gè)方向上的隔離度也是不同的!”

第一條說(shuō)起來(lái)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(wú)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(shuō)出口來(lái)讓人覺(jué)得這人壓根就沒(méi)學(xué)過(guò)電磁場(chǎng)——如果有人能用天線加自由空間給我做出來(lái)一個(gè)非互易性的傳輸結(jié)構(gòu),大概各國(guó)科學(xué)院都會(huì)出重金邀請(qǐng)他的吧!

我一直秉承一個(gè)觀點(diǎn):工程師離開(kāi)一線一定是個(gè)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(huì)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(shuō)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(gè)典型的老工程師,只不過(guò)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(jiàn)過(guò)一些倚老賣老、閑話說(shuō)玄宗的“老專家”。

我這里教你個(gè)辦法識(shí)別這種玄學(xué)老專家:在討論如何解決難題的時(shí)候,如果這位專家一次給你列出超過(guò)三個(gè)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(guò)五個(gè)平行的action,那么他是玄學(xué)高人無(wú)疑。

我是吃過(guò)虧的:某次發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,我自己琢磨了一下,有兩種可能性,實(shí)驗(yàn)也設(shè)計(jì)出來(lái)了;但是問(wèn)題被報(bào)上去之后,形勢(shì)大變——馬上就有“專家”給我提出了檢查包括試驗(yàn)臺(tái)和儀表在內(nèi)的六七條“優(yōu)先事項(xiàng)”,而且必須限時(shí)完成。那一天我跟實(shí)驗(yàn)室的小伙伴們累了個(gè)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(gè)半死——因?yàn)闆](méi)有按照?qǐng)?bào)告格式也沒(méi)有提供可參考的結(jié)論。

我是覺(jué)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(huì)腫的,第二天沒(méi)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(lái)思路把實(shí)驗(yàn)做出來(lái)了,雖然報(bào)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?zèng)]人跳出來(lái)給你列action了。

雖然說(shuō)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(shí)在試驗(yàn)臺(tái)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(lái)就說(shuō)你這SMA接頭return loss不好性能要受影響、頻譜儀不夠高級(jí)噪底不夠測(cè)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(shí)愛(ài)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(yíng)著一個(gè)低產(chǎn)微信公眾號(hào)“豬頭是頭豬”(沒(méi)錯(cuò),正著念倒著念是一樣的),公眾號(hào)ID:Huey-Dewey-Louie(沒(méi)錯(cuò),就是唐老鴨的那三個(gè)侄子)

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