论砖家们是如何把射频玩成玄学的

2017-06-27 by:CAE仿真在线来源:互联网

射频在整个电子工程体系中属于那种最不容易理解的哪一类,因为频率的不断攀升,所有的器件行为方式都不再直观,反而显得更像“黑魔法”;譬如我们在解释沟道理论的时候会用上量子电动力学,蹦出“势阱”和“跃迁”这样一类你在大学物理考卷上最不愿意看到的名词。

所以我们在和数字电路工程师交流的时候,对方经常会认为我们在讲玄学,类似于那边问一句“今天中午吃什么”,这边回答一句“随缘聚散”。

其实我想给我们射频工程师辩护两句,我们真心不是故意用这种不易理解的方式讲话,而是因为我们这行的理论基础就是建立于某位伟人用三个简洁程度仅次于质能公式的方程描述电磁场,当年我们念书的时候为了把这三个方程跟实际客观世界联系起来已经付出了无数演算和补考的代价,所以外行人要从客观世界反过来理解射频恐怕得要脱一层皮。

但是,我一贯认为真正优秀的射频工程师,是有能力将抽象问题具体化、复杂问题简单化的;而那些不靠谱的工程师,则恰恰相反,非常擅长纸上谈兵和简单问题复杂化。

某次遇到Tx线性有问题,讨论来讨论去有人开始归罪于线路上串联的一个0欧姆电阻,大意是这个电阻相当于0.2nH的电感,所以等于是串联了一个小电感。我心想你光考虑这个电阻,那有没有考虑你这根加起来10mm长度的传输线呢?还有这条线上两次换层用的过孔呢?更进一步,旁边的屏蔽盖那么低,跟传输线之间的耦合又考虑过么?还有最后一段因为参考层变化做的线宽变换带来的不连续性又被考虑过么?

一个没有容差能力的设计一定是一个失败的设计。

我不否认射频设计的细节非常重要,尤其在高频下,任何不够优化的部分都可能成为问题之源;然而在设计能力有限(尤其是我们的智商有上限)的情况下,如何抓住主要矛盾才是根本。

那么在这个问题中,什么才是主要矛盾?

你应该去找PCB工艺文件,看看加上tolerance之后根据线宽、层厚、介电常数算出来的传输线阻抗大概会有多少偏移、是否在可以容忍的范围之内。

你也可以去找供应商看看他们的PA loadpull数据,看看PA口上看到的阻抗是不是处在线性优化区域。

再进一步你可以看看自己的信号引脚下方有没有掏掉足够的clearance,这些足以成为影响性能的寄生电容。

没事干拿着那个50ohm的电阻出气,实在太没出息。

在诺基亚的时候遇到过一个问题:2.4GHz WLAN与LTE B41的互干扰。在设计之初已经由天线部门做了passive测试得到了天线隔离度,但是在实际场景中测到了desense,而且仅存在于LTE干扰WLAN,反过来却没有。我的第一反应是存在除开天线之外的耦合渠道,但是有专家就发言了:“我认为,天线隔离度在passive和active下是不一样的;另外,正反两个方向上的隔离度也是不同的!”

第一条说起来还貌似有那么点道理,可是想想这种情况唯一存在的可能性是当一侧或双侧天线存在严重失配——可是无论发射状态还是接受状态,天线端口都是近似50ohm,“严重”失配是很难的。

第二条说出口来让人觉得这人压根就没学过电磁场——如果有人能用天线加自由空间给我做出来一个非互易性的传输结构,大概各国科学院都会出重金邀请他的吧!

我一直秉承一个观点:工程师离开一线一定是个艰难的决定,因为从此之后再难回头。

如果你看看各大企业里的“专家”们,就会发现其实很多已经脱离一线很久,然而屹立不倒,我得说他们中间好多就是玩玄学的高手。

并非我不尊老,相反我现在就是个典型的老工程师,只不过还是苦逼呵呵的天天守在厂里罢了。在我的职业生涯中也多得老前辈提点,但是同样见过一些倚老卖老、闲话说玄宗的“老专家”。

我这里教你个办法识别这种玄学老专家:在讨论如何解决难题的时候,如果这位专家一次给你列出超过三个平行的action,那么多半他研究的是RF+玄学;如果他给你干脆列出超过五个平行的action,那么他是玄学高人无疑。

我是吃过亏的:某次发现问题,我自己琢磨了一下,有两种可能性,实验也设计出来了;但是问题被报上去之后,形势大变——马上就有“专家”给我提出了检查包括试验台和仪表在内的六七条“优先事项”,而且必须限时完成。那一天我跟实验室的小伙伴们累了个半死才勉强把这六七条做的差不多,然而数据交上去马上被拍了个半死——因为没有按照报告格式也没有提供可参考的结论。

我是觉得很委屈,因为按照我的结论就是专家的六七条怀疑全都不成立,是要我明晃晃的打您老专家的脸么?

还好老专家还是有点底子知道脸会肿的,第二天没再继续哔哔;趁着这一天的喘息我跟小伙伴们真的就按照原来思路把实验做出来了,虽然报告发出去之后石沉大海,好歹之后直到项目结束也再没人跳出来给你列action了。

虽然说射频这一行妖藏巨细,但是并不是所有的细节都是藏着魔鬼的。平时在试验台上苦口婆心劝你拧接头要用力矩扳手、上电之前先查接地好不好的,多半是经验丰富老师傅;但是上来就说你这SMA接头return loss不好性能要受影响、频谱仪不够高级噪底不够测不到杂散的,八成是学玄学的。

作者介绍:

猪头是头猪,80年代人,射频攻城狮,闲时爱好码字儿,喜欢即兴发挥,也擅命题作文。现为FindRF特约专栏作者,自己也经营着一个低产微信公众号“猪头是头猪”(没错,正着念倒着念是一样的),公众号ID:Huey-Dewey-Louie(没错,就是唐老鸭的那三个侄子)

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