科普：前端模块FEM详解

本文以QPF4588文档为例。

FEM，Front-end Modules，即就是前端模块。

硬件电路中的前端模块完成射频信号的发送放大以及接收放大with bypass)、滤波甚至包含功率检测、控制和开关的这样一个作用。

对于Wi-Fi产品，FEM分为2.4G FEM和5G FEM，分别应用于2.4G和5G频段。

产品的概况

值得注意点：专为Wi-Fi 802.11ax（即WIFI6）设计，集成了5GHz PA（即 5G FEM），稳压器，SP2T，LNA

PA：Power Amplifier，功率放大器。是指能输出大功率信号的放大电路。
LNA：Low Noise Amplifier，低噪声放大器。噪声系数很低的放大器。一般用作各类无线电接收机的高频或中频前置放大器，以及
高灵敏度电子探测设备的放大电路。
SP2T：单刀双掷开关

功能框图

主要功能

FEM文档中核心部分，首先要明白这部分内容必须了解一下几点概念：

dB即分贝，是一个纯计数单位，它的计算公式为:dB = 10lg (A /B)，此时A和B表示功率。dB是相对值，是一个功率相对于另一个功率的差。比如，我们常说“这个PA的功率比那个PA的功率高/低3dB”
dBm即分贝毫瓦，是表示功率绝对值的单位。通常，我们会说某 PA的功率是20dBm，而不会说是20dB。dBm功率与mW(毫瓦)功率的转换公式:dBm =100g (功率值/1mw)，此处的功率值，是以毫瓦 (mW)为单位时的数值
Transmit gain，即发射增益，单位dB。指的是此FEM能提供的最大增益，一般不建议使用满增益来发射功率，增益太大容易造成失真或者
输出功率不平。
Output power，即输出功率，单位dBm。指的是FEM能输出的最大功率。
LNA Gain，即低噪声放大器的增益，原理上与Transmit gain一样，但是这里为什么有两个数值，一个为LNA active，一个为LNA
bypass
LNA Active，表示LNA使能，可以对接收到的信号提供16d的增益，增强接收到的信号。在RFIC的接收灵敏度不变的情况下，通过外部FEM中的LNA放大功能，可以使RFIC接收到更小功率的信号，也就是增加了通信距离。例如RFIC接收灵敏度为-80dBm，经过LNA放大后，可以接收到-96dBm的小信号LNA Active，一般在接收信号比较小时使用，例如信号小于-30dBm。
LNA bypass，表示LNA旁路，旁路指的是LNA不使能，并提供-7dB的增益，进一步减小接收信号。此功能一般配合最大接收电平指标进行测试。当接收到的信号本身就比较大时，例如-20dBm，此时如果再使能LNA、那RFIC将收到-4dBm的信号，这个信号已经超出了RFIC允许收到的最大接收信号，可能会识别不了信号甚至会烧坏RFIC的接收部件。所以此时应该控制LNA bypass，结果就是RFIC实际收到的信号为-27dBm，在RFIC的接受范围内。一般情况下接收信号大于-30dBm时，应该控制LNA bypass。-30dBm为经验值，跟RFIC芯片相关，并且一般情况下此数值可以通过内部寄存器进行修改。
HE20、HE40、HE80、HE160（包括80+80/160两个模式）代表802.11ax，即WIFI6
VHT20、VHT40、VHT80 VHT80+80或VHT160代表802.11 ac，即WIFI5
HT20、HT40代表802.11n，即WIFI4
MCS11是1024-QAM
MCS9是256-QAM

调制方式+编码速率+频宽（非最新）

5150–5925 MHz ：滤波器的工作频率（显然不支持6GHz）
33 dB Tx Gain ：即FEM最大发射增益（Tx是Transmit简称）33dB
POUT = +16dBm MCS11 HE80 -47dB Dynamic EVM 即在-47dB DEVM、802.11ax下的80MHz频宽情况下,放大功率是+20dBm（一般来说功率越大性能越好，相同条件下FEM放大功率决定FEM优劣）
16 dB Rx Gain：表示LNA使能，可以对接收到的信号提供16d的增益，增强接收到的信号
7 dB Bypass Loss：表示LNA旁路损耗，并提供7dB的减益，进一步减小接收信号
2 dB Noise Figure：2 dB噪声系数

希望此文章对你有所帮助，关于DEVM/EVM由于篇幅关系就不在此文章展开。若有疑问或文章存在错误可在评论区留言，创作不易，就点一个赞吧

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