我前幾天在網(wǎng)上看到居然有800mw的USB供電的大功率無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡在叫賣(mài),呵呵,牛皮太吹大了!
讓我們從電路設計方面用臺灣500mw卡王與美國2WIRE 400mw路由器進(jìn)行一次大PK!
看圖說(shuō)話(huà):
下圖為借用別人帖子中的臺灣500mw卡王外形圖(我自己買(mǎi)的卡王買(mǎi)回來(lái)當日就被我解剖了,剛才照相時(shí)懶得重新裝上拍外形圖)。
以下所有圖片均為剛才我自己拍攝:
上殼:
底殼:
電路板:
下圖方框1中為射頻部分,方框2中為USB無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡控制部分,采用的IC為REALTEK公司的RTL8187,所謂的卡王,卡皇,魔翼,威海王均采用此IC,電路結構也幾乎一樣,方框3為5V轉3.3V電源管理部分。
有興趣的壇友可參見(jiàn)本壇snoopy8008壇友發(fā)的各無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡內部結構圖的帖子:
點(diǎn)擊打開(kāi)連接 射頻部分大圖:
上圖方框1中為REALTEK公司的WLAN收發(fā)控制器RTL8225,它負責將數字基帶信號轉換為2.4G的射頻信號發(fā)射并接收。其輸出功率可通過(guò)軟件設置,默認值一般為0dBm,所以需要外加功率放大芯片;內部自帶一級LNA,不過(guò)自帶的LNA噪聲系數很高,達5.2dB。
方框3中為外加的一級LNA芯片,一般來(lái)說(shuō)消費類(lèi)LNA的噪聲系數大多在2dB左右,外加一級LNA可有效降低整機接收通道的噪聲系數,故這類(lèi)網(wǎng)卡的接收靈敏度理論上要比其他采用REALTEK 8187+8225方案的網(wǎng)卡接收靈敏度高,當然這并不是絕對的,實(shí)際效果還取決于PCB的布線(xiàn)以及LNA的輸入輸出匹配是否做的夠好,否則效果適得其反,加了還不如不加。
方框4中為射頻收發(fā)開(kāi)關(guān),由于WLAN信號工作在TDD模式,所以需要采用一個(gè)收發(fā)開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行收發(fā)切換,而不必像手機那樣需要采用雙工器來(lái)進(jìn)行上下行通道分離。
方框2中即為功率放大芯片SE2527,關(guān)系到網(wǎng)卡發(fā)射功率到底能有多大哦,其技術(shù)指標如下圖:
嘿嘿,看到了沒(méi)有?上面清楚地寫(xiě)明了該IC在3.3V供電下,發(fā)射功率的極限值 802.11b模式下為24dBm(即250mw),802.11g模式下為21dBm(即126mw)。
為了保證各項技術(shù)指標,在設計時(shí)一般會(huì )在最大值的基礎上回退幾個(gè)dB,這是射頻設計常識,我們在做工業(yè)級手機基站時(shí)最起碼的要求就是在射頻芯片輸出功率最大值基礎上回退8-12個(gè)dB,當然消費類(lèi)射頻設計要求可能沒(méi)那么高,但是我認為在最大值基礎上回退4-5dB是有必要的,也就是說(shuō)這個(gè)IC的實(shí)際最大輸出功率在20dBm(100mw)左右比較合適,再高可能就不行了。
由于世界各國國家標準均規定家用WLAN設備的最大輸出功率不得超過(guò)20dBm,該IC推出的初衷應該就是用于家用WLAN設備的,實(shí)際上市面上包括TP_LINK的和D_LINK在內的相當一部分無(wú)線(xiàn)路由器采用的功放芯片就是它,價(jià)格非常便宜,大概2.5元每只,量大更便宜,不信您多拆幾臺不同品牌的路由器看看?
這個(gè)所謂的卡王,整套電子料成本大概在45RMB以?xún)?,其中RTL8187+8225套片批量?jì)r(jià)格不會(huì )超過(guò)25塊錢(qián)(我詢(xún)過(guò)價(jià)的),PCB四層板大概10塊錢(qián)左右,功放芯片加LNA芯片合起來(lái)批量?jì)r(jià)格估計三塊錢(qián)左右,電源管理IC一塊錢(qián)左右,其他的五塊錢(qián)搞定。
以上僅為大批量時(shí)的電子料成本,不包括外殼開(kāi)模成本以及公司研發(fā)成本及日常運營(yíng)成本。
當然在一個(gè)產(chǎn)品的成本構成中,物料成本往往只占很小一部分,研發(fā)成本及公司運營(yíng)成本往往占大部分,我們要尊重別人的勞動(dòng)成果,呵呵。
真正的牛機上場(chǎng)了,下圖為從淘寶上買(mǎi)的美國電子垃圾2WIRE帶路由無(wú)線(xiàn)貓(相信很多壇友也買(mǎi)過(guò)同樣的東西):
正面圖:
底面圖:
內臟:
發(fā)射和接收模塊:
方框1中為發(fā)射單元,綠色框框住的為發(fā)射天線(xiàn);方框2中為WLAN收發(fā)控制器加接收單元,綠色框框住的為兩根接收天線(xiàn),請特別注意,這兩個(gè)接收天線(xiàn)放在不同的方向并非同時(shí)起作用,這里采用的是分集接收,路由器可以不斷去選擇信號接收得較好的那根天線(xiàn)用于獲取接收無(wú)線(xiàn)訊號,從而達到理想的效果。收發(fā)天線(xiàn)均為倒F型PCB天線(xiàn)。
PCB底部圖:
下圖為接收單元大圖:
藍色框框住的為兩根接收天線(xiàn),紅色框框住的IC為分別與兩跟天線(xiàn)配套的LNA,綠色框框住的IC為射頻切換開(kāi)關(guān),用于在兩根接收天線(xiàn)間切換。
下圖為發(fā)射單元大圖:
紅色框框住的為發(fā)射天線(xiàn),綠色框框住的為功放IC。
下圖為功放IC清晰大圖,功放IC為SKY65135:
SKY65135的相關(guān)技術(shù)參數如下圖:
該DATASHEET上清楚地寫(xiě)明了其發(fā)射功率的極限值802.11b模式下為31dBm(即1.3w),802.11g模式下為30dBm(即1w),在滿(mǎn)足相關(guān)指標的基礎上能輸出不小于27dBm(500mw)的功率,各位壇友不妨將此IC的技術(shù)參數與前面提到的SE2527仔細比照。
我們再來(lái)看看這個(gè)IC的工作電流:
從上圖我們可以看到,當輸出27dBm的功率時(shí),該IC工作電流達800mA,我找尋了那么多功放芯片,這個(gè)芯片的工作效率在消費類(lèi)射頻IC中算是很高的了。我們工作中用到那些工業(yè)級射頻小信號放大芯片,效率更是一個(gè)個(gè)低得出奇。從上圖可以看出一個(gè)路由器或者無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡要想達到500mw的輸出功率,發(fā)射狀態(tài)時(shí)整機工作電流會(huì )很高,至少在1A以上了,光靠USB接口提供的電流能頂得住嗎?
實(shí)際使用效果就不提了,絕對是美國鬼子的400mw的將所謂的500mw的打得滿(mǎn)地找牙。
由此可以看出相當一部分中國企業(yè)是如何做產(chǎn)品的?美國鬼子又是如何做產(chǎn)品的?
所謂的500mw,800mw卡王卡皇盡顯忽悠之能事,理論上都不可能達到的功率他們居然也敢標出來(lái),真的是只有想不到的,沒(méi)有做不到的;而美國鬼子的產(chǎn)品最大值確實(shí)能達到500mw(27dBm),對外宣稱(chēng)的參數卻非常嚴謹,比實(shí)際的更保守,只標示其輸出功率才400mw(當然不排除美國鬼子在產(chǎn)品設計時(shí)為了保證更優(yōu)良的指標將功率回退得更多)。
我所供職的美資企業(yè)是做通信基站產(chǎn)品的,我們出貨時(shí)所標的射頻參數全部比實(shí)測值要低1--2dB,絕對不敢虛標哪怕是0.1dB,因為虛標參數一旦被客戶(hù)抽檢查出來(lái)后果會(huì )很?chē)乐亍?nbsp;
以上為個(gè)人愚見(jiàn),俺是做WIMAX基站以及3G手機基站設計的,非WLAN產(chǎn)品設計專(zhuān)業(yè)人士,部分觀(guān)點(diǎn)難免有不當之處,歡迎批評指正!