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手机射频工程师应该具备哪些能力

(2015/12/20 15:42)
之前在论坛里发这个帖子,谈了下自己认为的手机射频工程师需要掌握的技能。这里整理下放到博客里,有喜欢的可以看看。
这里顺便提一点,想做一名合格的手机射频工程师,我的一点点经验对于部分人应该有那么点帮助。之前看到有些人说,作工程师是没前途的,这个跟我说的不矛盾,也没关系。还有些人说这种方式作工程师不行,太low,这个嘛,我只能说我都说了是手机射频工程师了,可能区别于微波射频研发工程师,手机行业不是作IC设计的,只能说都还是偏应用。但是应用归应用,还是会涉及很多东西的。所以回到主题,在手机行业,想做一个射频工程师的朋友还是可以看看的。同时也欢迎大牛指出问题。


首先自然是原理图的设计能力,当然,从无到有目前已经很少了,多数平台都会有一个大致的参考设计,就算没有,原理图设计阶段也会有平台方的大力支持。不过对于射频部分,没人帮助问题也不大,频段确定了,选好这个频段的PA,双工器,FEM或者ASM,如果不是什么不入流的厂家,链路预算也不是那么重要,大家按业内标准来做的,不会差太多。RF前端部分的原理图其实不算太难,TRX部分按照IC的DATASHEET来,有特殊注意的地方,IC厂家肯定会告知的。当然对于现成的原理图,更换一些主要器件,首先要对比下新旧器件的参数有没有大的区别,然后要一些实际的测试数据来看看,毕竟datasheet不是特别全面。大致总结下,就是说你对各射频器件都要熟悉,哪个参数什么意思,对系统有什么影响,比如一个双工,插损大0.5,收发端口隔离度差5db,带外某位置抑制差了10db,这些对系统的影响有多大,有没有临界的项会fail。虽然这些器件设计出来基本是能用的,但是这个和平台和具体设计关系也很大。这些很熟悉了,原理图部分的设计还是改动或者说优化都不会有大问题了。

第二,就是布局,怎么走顺大家都知道,实在不顺首先让高频接收线最短保护最好,然后是低频接收,然后是高频发射,然后是低频发射。TRX IC的设计基本也固定了你RF 前端的整体布局。注意一些去耦电容的位置,都靠近芯片肯定不现实,别差太多,实在远,线别太细。具体哪个要优先考虑哪个可以靠后,你自己去分析信号属性,是时钟的,是模拟的还是数字的。同属性的也有强有弱,强的别干扰别人,弱的别被干扰。基本上布局问题也不大,现在手机环境越来越复杂,都保证设计规则是不现实的,具体怎么把握,这个才是显现能力的地方。
第三,非常重要,就是layout。个人认为好的射频工程师更应该控制好layout,其次才是后期解bug。对于layout,这就需要经验了。因为单从各IC厂家,各器件厂家的layout 指导来做,一般都不会有问题。但实际肯定是不可能的,就像placement一样。这个就需要你用经验去判断在有冲突的时候,偏重优化某部分。再次强调,layout非常重要,好的射频工程师不会挖很多坑在后期慢慢解。
第四,问题的分析能力,这个之前在博客中写了很多。这里就随便写写。发射的,这个确实很多都是匹配导致的,比如发射功率和接收灵敏度。但是这个不难,对吧,有人卡在这里吗?那么继续,比如EVM,可能是因为PA线性不好,这个通过匹配可以搞定,如果降低功率EVM还是不行,那么就要查查TRX供电,时钟电路。如果还是不行,数字IQ也查查,不要认为数字IQ就牛的怎么走都行,走多长都行,而且多大干扰都不怕。基本上工作几年的,基本上所有的射频测试项都会遇到过fail的,但是难解的问题都不是匹配,对吧。当然有特殊情况,确实卡在匹配这,这个我后面说。
第五,对于对系统共存问题的解决。这个就是互扰,有传导的,也有辐射的。如果是一些射频系统内部的问题还好,对于跨系统的,比如摄像头,LCD,SD卡,马达,背光等等其他部分对射频(包含2G/3G/4G/GPS/WIFI/BT/FM)的干扰,就需要你各功能模块,各器件的性能工作原理,杂散特性都比较了解,这个相对就比较难了。还是需要长期的经验积累的。这里顺便提一下,我说这些重要,并不是说我在这部分很懂,这里估计需要标红加粗,以免有人没看到而拍砖。
第六,就是测试系统的搭建,测试的准确与否还是很重要的,否则你发现的问题可能是假的。或者你不能发现问题。再或者说你的debug是在做无用功。这个需要对测试系统,或者说搭建测试系统中的各部分功能都比较熟悉,举个简单的例子,比如你用耦合器,要知道他的输入功率范围,工作频段,插损等参数。当然,这只是个最简单的例子。好了,测试能力这是基本能力,大家理解了那我继续。
第七,一定的仿真及设计能力。仿真很重要,建模的准确性更为重要。刚入行时做微带线仿真,忘记该微带模型的参数来,直接导致后面仿真出来的数据都是错误的。不过手机上大家也没啥复杂的仿真,有几个人用ADS去看匹配吗?应该没有吧。手机上主要就是算算50欧姆微带线或者带状线。用史密斯小工具看看匹配,或者仿真一个简单的高通低通滤波器。因为仿真的东西很简单了,工具也基本都是傻瓜似的,所以难度很低,你要非用ADS去仿真匹配还是射频前端什么的,那我只能说我服了YOU了。
第八,好了,还是要说说匹配能力,还是很重要的,毕竟初始设计还是需要优化一下的。匹配好了,其他工作才能继续进行。
第九,焊接能力,这个,大家都懂哈。不过现在器件集成度比较高,都是多管脚的芯片,很多电感电容器件都已经用01005的封装了。
第十,仪器的使用。包含综测仪和各种基本的射频仪器。综测仪大家肯定都很熟了,其他的像信号源,频谱分析仪矢网,功率计等等。
第十一,熟悉测试规范。首先知道测试指标的目的和意义,这样在出现问题时能初步定为是哪的问题。其次就是要熟悉指标,至少要大致知道你的结果是好是坏。有些测试有一些前提和要求,还有一些可以变化的东西,尤其到了4G,问题更多了。这部分大家还是要花点时间学习的。但是这个倒不难,安下心来慢慢看,时间长了就熟悉了。
这部分是是关于史密斯原图的一点不成熟见解,比较片面,只是根据我个人的体验来谈的,大家根据自己实际工作来判断吧。(不要把匹配或者说史密斯看得想神明一样。我能说我确实有好几年没调过匹配了吗?N个客户,N乘X个项目,这么多项目中还有各种不同的band组合,相同的band还有N多的替代了供应商。同一家的还有2级增益的,3级增益的,PA有GAAS的,COMS的。此外还有各厂家的SAW,双工,FEM等。就没见过谁卡在匹配调试上。这里补充一下,一共遇到2次,一个是layout问题,band2双工器接地不好,隔离上不去,灵敏度差了那么2个DB。还有一个是placement的问题。所以,匹配没那么重要好不,我们更多的是关注棘手的或者紧急的问题,还没听说哪个上百M的大单因为匹配耽误了,匹配非常难调的,绝对有其他问题。接地好走线没问题,前级给了该给的信号,匹配怎么会难?国内多少客户连VNA都没有,连loadpull都不看,小半天就把匹配搞定了。估计这个时候崇拜史密斯的工程师正在开VNA预热30分钟,校准都没搞定呢。所以不要纠结于匹配和史密斯了好不,这不是什么难的地方,更不是重要的地方。其实这跟焊接能力的重要差不多,不是什么高深的不得了的东西。有人为了应付面试,苦学史密斯和背各种公式,真的有必要吗?当然了,我不是不会调,带宽几百M,几个G的器件都调过,还要注意线性指标,带内平坦度,NF,相位一致性,输入输出驻波。当然,电流也要考虑。这个就手机这个频率,不要把她想的太高深。)

十二,因为最近接触的项目量都比较大。所以呢,跟之前只看研发阶段的问题还是有很大不同的。研发阶段遇到问题一般用3-5台机器做下验证,如果正常,就不会再深究了。平时测试也就是10台8台。但是在大量生产的时候,遇到的问题就不同了,就需要从问题的分布,也就是从域的角度去分析。这时很多问题可能是装配导致的,有些可能是物料导致的。什么东西一上量,问题肯定都会体现出来了。所以呢,还是要有个全局管。不能局限于几块板子的功能或者性能了。既然说到大量生产的问题,那么需要处理的数据也就比较多了。谈不上大数据分析,也基本沾边了。要掌握恰当的分析方式,是很容易发现问题的。此外对于一些数据分析工具,也是要熟练掌握的。引用一句古诗,横看成岭侧成峰,远近高度各不同。不同角度看,得到的结果是不同的。如果测试的内容设置合理,后续数据处理方式得当,是很容易看到问题

十三,最后就是对整个行业动态的了解,技术发展方向的了解。各种出现的新技术等。也就是要保证耳听四路眼观八方。这些对工作的影响可能是间接的。但是这种影响肯定是深远的。尤其以后到了比较高的位置。对于自己所处行业所做工作更要有个宏观上的认识。当然,我说这些只是认为很重要,最后一点上我只能说是还在努力中,一点都不敢说自己吃透了这个行业,了解几乎所有的新技术和技术发展趋势。当然一口吃不了一个胖子,希望大家都能在我们各自的位置上做到最顶端。

    最后谈点别的,经常看到有人说国内作工程师没前途,聊到怎么做好技术总有人跳出来说没前途没意义之类的话。之前看到一位仁兄的文章,颇有感触,他说,自己虽然也只是个工程师,但是有房有车有稳定的收入,能给家人提供好的生活条件,这种是不是成功呢。我比较认可他的话,作老板自然好,但是首先是你有那个本事,其次是你得付出同样的精力。我这人追求的就是简单的生活,不会勾心斗角不会阿谀奉承,智商情商双底,所以搞技术挺适合我的。其次我也没大追求,就是一家人平平淡淡的生活就可以了。虽然没有很多钱,但是跟这个行业内的多数工程师一样一年几十万,一家人生活的还是挺舒坦的。此外工作也不用花费过多的私人时间,不出差时每天都能陪儿子玩上几个小时,我是已经很满足了。至于说工程师老了没人要的问题,我想其他行业也不见得好到哪去,只能走一步看一步了。当老板的毕竟是少数,打工的还是多数。自然,人和人的追求不同,如果彻底不想搞技术,或者说搞技术只是跳板的人,自然不认可我的观点,当然也不会花那么多时间读到这里。所以我也就不用解释太多了。


评 论
12楼 wxj2014 发表于 2016/5/9 10:49 回复
心得体会,没有特别针对什么,但是写的比较全面,有自己的理解,最后一段很赞同,每个人都有自己的生活方式或者说适合自己的生活方式,赞!
11楼 fengmo44 发表于 2016/2/4 19:34 回复
3楼 jack1_lu说:fengmo大神的这篇文章好像前段时间也看到过,再次拜读下,感谢分享
恩,之前是在论坛里。最近这边人气比较差,所以转到这里跟大家交流下。不同时间段,不同的工作重点,不同的职责,看问题的角度也有不同,现在看有些地方还是片面了些,欢迎指正。
10楼 jack1_lu 发表于 2016/1/5 09:33 回复
fengmo大神的这篇文章好像前段时间也看到过,再次拜读下,感谢分享
9楼 fengmo44 发表于 2015/12/23 21:36 回复
1楼 anfn911说:射频匹配是基础,我不否认项目会卡在匹配上面;但是基础做不好,大批量也是有问题。比如Qualcomm的WCN,不留有余量,批量你就知道痛苦。何况想在频段增多,加之CA技术发展,匹配不调,功耗不管,手机性能会好?所以…
同意你的说法。
8楼 anfn911 发表于 2015/12/23 16:56 回复
射频匹配是基础,我不否认项目会卡在匹配上面;但是基础做不好,大批量也是有问题。比如Qualcomm的WCN,不留有余量,批量你就知道痛苦。何况想在频段增多,加之CA技术发展,匹配不调,功耗不管,手机性能会好?所以初学者老老实实把基础做好。匹配不是牢记公式,牢记斯密斯图,要有自己的调试心得和经验,同一款产品,不同的人做出不一样,精益求精还是马马虎虎过关,要看自己的追求。
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