看到文章的标题“射频电路中的电源设计要点”，相信有部分读者已经想到了，本文即将讲述的是一个综合的问题：结合和射频电路设计与电源电路设计。在我接触的同事，朋友当中，很多射频工程师都是埋头苦干，专心研究射频技术领域，却往往忽略了其他部分可能会造成的影响，电源电路就是其中的很重要的部分。所以我坚持认为，射频工程师要考虑到系统级别，包括时钟，电源，甚至数字电路部分，这样才能实现最优化设计，最佳性能与最高效率。我抛出这样的观点也许会遭到很多人的反对，不过不要紧，遇到问题时再来看这篇文章吧。
我准备重点讲述两部分的内容，第一部分是低噪声放大器的电源电路设计要点，第二部分是射频功率放大器的电源电路设计要点。由于近几年的产品设计采用的都是SoC方案，所以很少有机会接触独立的VCO，PLL，混频器，调制/解调器等，以后有机会接触再做总结。关于射频SoC的电源电路设计，过段时间我会单独撰写。
低噪声放大器电源电路设计
低噪声放大器位于接收机的最前端，对于整体的接收灵敏度的影响是最大的。从灵敏度表达式
可以看出，对于给定的通信协议，提高灵敏度的方法是尽可能降低放大器的噪声系数NF，当然我们还需要尽可能高的增益，这是很矛盾的。为了降低低噪声放大器的噪声系数，我们首先要选用合适的管子，然后选择合适的直流工作点，进行合理的射频电路设计，进行反复的测试，调试……
但是你是否想过，低噪声放大器的电源设计？
1. 排除不确定因素，使用LDO为LNA供电
在现有的基于SoC的设计方案中，LNA的供电都是由SoC上相应的控制管脚实现的，如下图中的LNA_PE_G0就是用于控制LNA供电的。
那么，如果LNA_PE_G0携带着很多噪声，射频电路设计的再好也没用了，而且可悲的是，我们没有任何手段保证LNA_PE_G0这种来自SoC的信号的纯净度。
所以，我认为，LNA的供电最好使用具有较高PSRR（电源抑制比）的LDO（线性稳压器）来实现。例如，TI的TPS718xx，TPS719xx就是一种高性能的LDO，电源抑制比可达65dB@1kHz, 45dB@1MHz，比较适合在低噪声放大器中使用。
2. 电源走线依据“先过电容”的原则
不会Layout的工程师不是好工程师，射频电路性能的好坏与Layout关系很大。在PCB Layout过程中，要时刻建立一种电流流向的概念，即电流从哪里来，要到哪里去，怎样让电流回路最小……
对于低噪声放大器，滤波电容是少不了的，我们一定要保证电流先流过滤波电容，再进入放大器。看看下面的两张图片，自己体会一下。
3. 不要去做LDO的使能
如果听取了我的建议，在设计中选用了LDO为低噪声放大器供电，那么你就千万别想着通过控制LDO的使能脚来实现低噪声放大器的打开/关闭了，反应再快的LDO也赶不上Switch，就像再牛的香水也干不过韭菜合子一样。因此，这个时候，最好使用模拟开关来为LNA供电，可供选择的型号有很多，我在这里不多作介绍。
如果不使用模拟开关，那么你遇到的一个大问题便是数据吞吐量的大幅下降。
射频功率放大器的电源电路设计
相对于低噪声放大器，射频功率放大器的电源设计有更多的问题需要注意，在本文中我只讨论两点，一是功率余量，二是电源的瞬态响应。其实关于PA的电源电路设计我有一项专利，在这里不方便透露。
1. 射频功率放大器的电源功率余量
由于功率放大电路需要消耗较多的电源功率，考虑到系统功耗，我们只能采用DCDC为PA供电。当你阅读PA的Datasheet时，请务必读懂其关于功率消耗的说明。在一份PA的Datasheet中，通常会给出静态电流，典型输出功率下消耗的电流以及Absolute Maximum Current Consumption，如下图。
某PA最大消耗电流
某PA典型消耗电流
某PA静态电流
? 我建议，所有关于射频功率放大器功耗的计算，取其功率消耗的最大值，并预留20%的余量。
2. DCDC的快速瞬态响应
可能有很多工程师不知道“瞬态响应”这样的指标，瞬态响应描述的是DCDC应对快速变化的负载的响应能力。对于CPU内核电压，或者射频功率放大电路，瞬态响应这项指标相当重要。
IEEE 802.11标准中，对于设备的输出功率从10%上升到90%的时间做了规定，为了不影响产品性能，我们当然希望上升时间越短越好。射频电路本身往往不会对上升时间造成限制，但是这就对电源电路提出了较高的要求：必须在极短的时间内响应并提供最够的输出功率。
观察下图中两种DCDC反馈电路的拓补结构，不难发现，右侧比左侧的反馈电路多了一颗10pF的电容。这颗电容可不简单，我们将在后面看到这颗电容的用途，这颗电容称为“前馈电容”。
无前馈电容时，DCDC的反馈网络由两颗电阻组成，用于设定DCDC转换器的输出电压，其传递函数如下图所示。
无前馈电容的传递函数
增加了前馈电容后，DCDC转换器可以更高效地响应高频扰动。
有前馈电容的传递函数
比较两种图形不难发现，两种反馈结构在低频段具有一致的响应曲线；在中高频区域，C1的通路阻抗降低使得输出的电源扰动降到最低，有效的提供了更高的增益和相位。对于运行中的DCDC电源转换器来说，增益及相位的增加促使转换器对瞬变负载产生更快的响应。