為什么說(shuō)濾波器技術(shù)永遠(yuǎn)差一點(diǎn)?
手機(jī)的射頻器件，好比部隊(duì)的無(wú)線(xiàn)電兵，通信全靠它。中國(guó)是世界大的手機(jī)生產(chǎn)國(guó)，但造不了高端的手機(jī)射頻器件。這需要材料、工藝和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的踏實(shí)積累。高端射頻芯片缺少?lài)?guó)貨，一塊手機(jī)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(zhuǎn)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(duì)方手機(jī)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(jī)一般會(huì)用4到5顆高性能濾波器。
“我們好比是修高速公路的，路修得越寬、越平直，車(chē)跑得越多、越快?！睂?zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)射頻芯片的Vanchip公司工程師王利明說(shuō)。
“手機(jī)發(fā)展趨勢(shì)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(zhàn)?！蓖趵髡f(shuō)，“射頻芯片將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化成電磁波，4G手機(jī)要支持十幾個(gè)頻段，信息帶寬幾十兆。信號(hào)不能受干擾，這很難。”
國(guó)貨的買(mǎi)家多為小品牌手機(jī)，且國(guó)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(shè)計(jì)是玄妙的藝術(shù)
高頻電波的信號(hào)很脆弱，在復(fù)雜的電磁環(huán)境里，保持信號(hào)的清晰穩(wěn)定，有賴(lài)于各環(huán)節(jié)的抗干擾性。設(shè)計(jì)這種電路，是一門(mén)尚未完全找到規(guī)律的藝術(shù)。
比如說(shuō)，有瑕疵的射頻芯片像擴(kuò)音喇叭一樣，會(huì)發(fā)出尖利的無(wú)用信號(hào)。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(fā)熱、自身元件……不合理的建模，生產(chǎn)出來(lái)的電路，一個(gè)和另一個(gè)的效果天差地別。
而從圖紙變?yōu)閷?shí)際電路，更需要設(shè)計(jì)師的豐富經(jīng)驗(yàn)。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(shè)計(jì)師都要有辦法。引入新元件，小了不起作用，大了又產(chǎn)生新的干擾。元件用多了，功耗又會(huì)增大……設(shè)計(jì)師在考慮“要不要給反饋環(huán)串聯(lián)一個(gè)小電阻來(lái)緩沖?”“是否改一下地線(xiàn)引腳以屏蔽噪聲?”這類(lèi)問(wèn)題時(shí)，往往沒(méi)有現(xiàn)成答案，靠經(jīng)驗(yàn)和試錯(cuò)。試探著穩(wěn)定電路，好像把雞蛋立在鴨蛋上，常憑感覺(jué)高性能濾波器。