論磚家們是如何把射頻玩成玄學的

2017-06-27 by:CAE仿真在線來源:互聯網

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,因為頻率的不斷攀升,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,蹦出“勢阱”和“躍遷”這樣一類你在大學物理考卷上最不愿意看到的名詞。

所以我們在和數字電路工程師交流的時候,對方經常會認為我們在講玄學,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”。

其實我想給我們射頻工程師辯護兩句,我們真心不是故意用這種不易理解的方式講話,而是因為我們這行的理論基礎就是建立于某位偉人用三個簡潔程度僅次于質能公式的方程描述電磁場,當年我們念書的時候為了把這三個方程跟實際客觀世界聯系起來已經付出了無數演算和補考的代價,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,我一貫認為真正優秀的射頻工程師,是有能力將抽象問題具體化、復雜問題簡單化的;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雜化。

某次遇到Tx線性有問題,討論來討論去有人開始歸罪于線路上串聯的一個0歐姆電阻,大意是這個電阻相當于0.2nH的電感,所以等于是串聯了一個小電感。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?還有最后一段因為參考層變化做的線寬變換帶來的不連續性又被考慮過么?

一個沒有容差能力的設計一定是一個失敗的設計。

我不否認射頻設計的細節非常重要,尤其在高頻下,任何不夠優化的部分都可能成為問題之源;然而在設計能力有限(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?

你應該去找PCB工藝文件,看看加上tolerance之后根據線寬、層厚、介電常數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。

你也可以去找供應商看看他們的PA loadpull數據,看看PA口上看到的阻抗是不是處在線性優化區域。

再進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。在設計之初已經由天線部門做了passive測試得到了天線隔離度,但是在實際場景中測到了desense,而且僅存在于LTE干擾WLAN,反過來卻沒有。我的第一反應是存在除開天線之外的耦合渠道,但是有專家就發言了:“我認為,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道理,可是想想這種情況唯一存在的可能性是當一側或雙側天線存在嚴重失配——可是無論發射狀態還是接受狀態,天線端口都是近似50ohm,“嚴重”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構,大概各國科學院都會出重金邀請他的吧!

我一直秉承一個觀點:工程師離開一線一定是個艱難的決定,因為從此之后再難回頭。

如果你看看各大企業里的“專家”們,就會發現其實很多已經脫離一線很久,然而屹立不倒,我得說他們中間好多就是玩玄學的高手。

并非我不尊老,相反我現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。在我的職業生涯中也多得老前輩提點,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;如果他給你干脆列出超過五個平行的action,那么他是玄學高人無疑。

我是吃過虧的:某次發現問題,我自己琢磨了一下,有兩種可能性,實驗也設計出來了;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臺和儀表在內的六七條“優先事項”,而且必須限時完成。那一天我跟實驗室的小伙伴們累了個半死才勉強把這六七條做的差不多,然而數據交上去馬上被拍了個半死——因為沒有按照報告格式也沒有提供可參考的結論。

我是覺得很委屈,因為按照我的結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底子知道臉會腫的,第二天沒再繼續嗶嗶;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驗做出來了,雖然報告發出去之后石沉大海,好歹之后直到項目結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,但是并不是所有的細節都是藏著魔鬼的。平時在試驗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,多半是經驗豐富老師傅;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,八成是學玄學的。

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,喜歡即興發揮,也擅命題作文。現為FindRF特約專欄作者,自己也經營著一個低產微信公眾號“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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