2024年7月12日发(作者：冒舒荣)
WTR4905芯片学习
高通MSM8909平台用到一个新的射频收发芯片——WTR4905/WTR4605，2个型号的区
别是WTR4905支持LTE，WTR4605不支持LTE，我们主要就介绍WTR4905。
一. 芯片简介
WTR4905是一个高集成的多模多频CMOS工艺的射频收发芯片，封装尺寸：
3.22x3.22x0.57mm
60 WLNSP
，28nm RF COMS制程，0.4mm pitch，支持的频段如下：
WTR4905主要有3个功能模块组成：射频发射，射频接收，支持电路。
1. 发射和支持电路：
主要功能有：
5路射频输，4路IQ信号；
GSM Tx phase data得到优化，只有1路GP_DATA，WTR1605L需要5路信号；
只需要2路电源:1.0V和1.8V；
2-wire MIPI总线；
XO输入和分配；
高隔离度的内置LDO
2. 射频接收：
主要功能：
8路PRX(3LB,3MB,2HB)，其中PRX_LB3和PRX_MB1是SAWless input，电路上可以省
掉接收的SAW；
7路DRX（3LB,2MB,2HB），1路GPS接收；
1路TX feedback接收，支持DPD校准，用于功率控制和工厂校准；
PRX和DRX的IQ都只需要2-line；
对比MSM8916平台的WTR1605L，WTR4905很多方面都得到提升，具体对比如下：
二． 设计指导
根据我们MSM8909+WTR4905的CT和CMCC参考设计，PORT MAPPING如下：
RF PORT
TX_DA1
TX_DA2
TX_DA3
TX_DA4
TX_DA5
PRX_LB1
PRX_LB2
PRX_LB3
PRX_MB1
PRX_MB2
PRX_MB3
PRX_HB1
PRX_HB2
DRX_LB1
DRX_LB2
DRX_LB3
DRX_MB1
DRX_MB2
DRX_HB1
DRX_HB2
CT 4M6B
LTE B1,B3
BC0
LTE B41
GSM_LB
GSM_HB
-
BC0
GSM_LB
GSM_HB
LTE B1
LTE B3
-
LTE B41
-
-
-
-
LTE B3
LTE B1
LTE B41
CMCC 3M8B
-
-
LTE B40,B41,B38
GSM_LB
GSM_HB,TDS_B34/B39,LTE B39
-
-
GSM_LB
GSM_HB,TDS_B34/B39
-
LTE B39
LTE B40
LTE B38,B41
-
-
-
-
LTE B39
LTE B40
LTE B38,B41
1. 设计指导概要：
DA outputs
所有的DA输出都有内置的直流偏压，需要加隔直电容
只有高频的输出脚需要匹配
LNA inputs
所有的LNA 输入都有内置的直流偏压，需要加隔直电容
所有的LNA输入都需要匹配电路
GSM Tx phase control data bits
如果不支持GSM，GP_DATA需要接地
XO_IN
需要串一个100pF的电容
未使用的LNA和DA 管脚
NC这些PIN脚
如果不使用GPS，GNSS LNA脚必须接地，BB I/Q要NC
2. 发射电路:
5路TX输出都是宽频的，CDMA/WCDMA/TD-SCDMA/LTE/GSM所有制式都可以共用。
共用1个quadrature upconverter
a) 与基带的接口
1组IQ输入，IQ走线需要差分走线，每组线的阻抗和电容都要相同
走线不能交叉，如果避免不了，尽量在靠近基带芯片的管脚交叉
与数字逻辑和时钟线之间用地隔离，上下左右包地
基带芯片没有用到的TX管脚和VREF管脚需要接地
b) 发射管脚
TX 输出管脚定义根据RF方案配置，没有用到的管脚需要NC
所有TX_DA管脚都有内置直流偏压，需要加隔直电容
就近摆放分立原件，所有走线都必须走微带线或者带状线
如果需要TX滤波器，必须放在PA的屏蔽罩内
所有的滤波器，射频功放，双工器，天线开关不能和WTR4905一个屏蔽罩，要放
在PA的屏蔽罩内
只有支持HB的TX输出管脚才需要匹配电路
c) LAYOUT指导：
TX的阻抗线要避免与其他射频线平行，尤其是RX信号线，必须要保持充足的隔离
也要避免与其他音频，数字，开关模拟信号（SMPS）与TX信号相邻
RX的阻抗线也要按照以上相同的规则
3. 接收电路
a) PRX
共有8路PRX LNA输入
3 low-band,3mid-band,2hi-band
b)
所有的LNA输入都是单端的
不同制式下的相同频率可以共用RX或者TX通路（co-banding）
PRX PATH有基带有专用接口，单端的IQ
LB3和MB1输入可以省SAW，支持GSM and TD-SCDMA
DRX
与PRX设计基本相同
共7个LNA输入管脚，3low-band,2mid-band,2hi-band
不支持SAWLESS技术
c) TX_FBRX和GNSS接收
TX_FBRX：
发射信号在天线附近耦合后通过TX_FBRX反馈到WTR芯片
工厂校准通过DRX PATH ？？？
TX_FBRX输入管脚是单端的
GNSS：
单端输入
单端IQ信号
d) RX BASEBAND Interface
基带芯片提供2组模拟IQ接口，只有plus管脚被使用，minus管脚需要悬空
其他没有用到的IQ信号需要接地
IQ基带输出是很敏感的模拟信号
需要差分走线
每组IQ的阻抗和电容要相同
每个BBI和BBQ的寄生电容要低于12pF
走线不能交叉，如果避免不了，尽量在靠近基带芯片的管脚交叉
与数字逻辑和时钟线之间用地隔离，上下左右包地
e) LAYOUT Example
PRX LAYOUT
从PA过来的走线必须控制阻抗，走微带线或者带状线，设计要求是单端走线50欧姆，
带状线被地包围，有更好的隔离度
WTR的匹配要靠近WTR的管脚，走线要短而且直
电感不能平行摆放，防止互感
如果可以的话，匹配电路和走线与其他电路和走线用地隔离
WTR输入脚和匹配器件之间走线的寄生电容要尽量低:
一些不需要50欧姆的走线，要求走最小线宽并与地尽量远;
如果有以上走线，要保证细小走线的电长度尽量短，防止暴露在干扰源下，还要保证
RF地的完整性;
一些外围器件会有一些初始的走线来提高匹配的灵活性，可能会在后续的仔细测试和评
估下被证明是不需要的
匹配器件的地需要满足以下要求：
射频器件的地都必须直接到参考地，并与多层的地相连保证最好的接地性能;
不允许用长的细的走线接地，寄生电感会影响电路性能;
地焊盘要直接打孔到PCB地层;
所有地的寄生电感要低于100nH,如果不能直接打孔到主地，也需要多打几个平行的孔
来降低电感值;
DRX Layout Example
走线要求和PRX相同
RF Rx Ports WTR4905 TX_FBRX and GNSS
GNSS 接收电路组成包括（从天线端开始）：SAW bandpass filter, external LNA,and second
SAW bandpass filter
为了降成本，可以省掉第二个SAW filter
三． GSM SAW-LESS 简介
WTR4905/WTR4605是QTI第一个支持SAW0-less的射频收发器，通过boosting LNA linearity
代替SAW，用在GSM HB/LB和TDS PRx 通路上。WTR4905有专用的SAW-LESS管脚：PRX_MB1
用在GSM_HB和TD-SCDMA B34/B39，PRX_LB3用在GSM_LB上。
SAW-less技术不支持DRX通路，TDS DRX还是需要滤波器。
电路说明如下：
四． 布局和走线
1. PCB净空区域
芯片下方的净空区域和具体尺寸如下：
敏感区域第一层需要净空避免干扰
图中标识的区域禁止有任何金属和走线
只有solder mask可以在高亮区域
PCB第一和第二层之间的介质厚度没有要求
芯片下方第二层需要铺地
2. WTR DC POWER
2.1 芯片和BYPASS电容在同一面
2.2 芯片和BYPASS电容在相反面
2.3 电路分配
2.4 走线要求
BYPASS电容的地必须直接与内层参考地连接
WTR芯片下第一层地要净空
3. WTR 地连接
射频性能要求各种RX，RX和TX之间要有好的隔离度，地之间的耦合也会降低性
能
PCB堆叠，在TX和RX管脚和器件之间增加地平面
为了限制地的寄生现象，每个地管脚都要有一个地孔直接到主地
4. WTR外围支持电路
Support电路主要有以下部分：
4.1 19.2 MHz XO
QIT把19.2MHz晶体分成2类：
CDMA性能——支持WAN设计，不支持GPS/GNSS
GPS性能——支持GPS/GNSS
我们选用GPS性能的晶体
晶体选型表：
4.2 WTR 数字电路的状态和控制
1. WTR的数字I/O供电电压必须和基带IC的数字I/O电压相同
2. MIPI_RFFE接口是和基带芯片最主要的通信方式
提供高效的初始化，收发模式和参数控制，和programming verification
MIPI_RFFE的时钟是19.2MHz(参考时钟频率)，需要很好的走线保护
每个MIPI_RFFE走线必须是50-75欧姆的带状线，负载电容最大不超过50pF
3. MIPI_RFFE信号用来控制各种不同的射频功能模块，射频芯片的状态也是通过
MIPI_RFFE来和基带芯片汇报
4. GP_DATA，GSM相位调整信号跑在76.8MHz
2024年7月12日发(作者：冒舒荣)
WTR4905芯片学习
高通MSM8909平台用到一个新的射频收发芯片——WTR4905/WTR4605，2个型号的区
别是WTR4905支持LTE，WTR4605不支持LTE，我们主要就介绍WTR4905。
一. 芯片简介
WTR4905是一个高集成的多模多频CMOS工艺的射频收发芯片，封装尺寸：
3.22x3.22x0.57mm
60 WLNSP
，28nm RF COMS制程，0.4mm pitch，支持的频段如下：
WTR4905主要有3个功能模块组成：射频发射，射频接收，支持电路。
1. 发射和支持电路：
主要功能有：
5路射频输，4路IQ信号；
GSM Tx phase data得到优化，只有1路GP_DATA，WTR1605L需要5路信号；
只需要2路电源:1.0V和1.8V；
2-wire MIPI总线；
XO输入和分配；
高隔离度的内置LDO
2. 射频接收：
主要功能：
8路PRX(3LB,3MB,2HB)，其中PRX_LB3和PRX_MB1是SAWless input，电路上可以省
掉接收的SAW；
7路DRX（3LB,2MB,2HB），1路GPS接收；
1路TX feedback接收，支持DPD校准，用于功率控制和工厂校准；
PRX和DRX的IQ都只需要2-line；
对比MSM8916平台的WTR1605L，WTR4905很多方面都得到提升，具体对比如下：
二． 设计指导
根据我们MSM8909+WTR4905的CT和CMCC参考设计，PORT MAPPING如下：
RF PORT
TX_DA1
TX_DA2
TX_DA3
TX_DA4
TX_DA5
PRX_LB1
PRX_LB2
PRX_LB3
PRX_MB1
PRX_MB2
PRX_MB3
PRX_HB1
PRX_HB2
DRX_LB1
DRX_LB2
DRX_LB3
DRX_MB1
DRX_MB2
DRX_HB1
DRX_HB2
CT 4M6B
LTE B1,B3
BC0
LTE B41
GSM_LB
GSM_HB
-
BC0
GSM_LB
GSM_HB
LTE B1
LTE B3
-
LTE B41
-
-
-
-
LTE B3
LTE B1
LTE B41
CMCC 3M8B
-
-
LTE B40,B41,B38
GSM_LB
GSM_HB,TDS_B34/B39,LTE B39
-
-
GSM_LB
GSM_HB,TDS_B34/B39
-
LTE B39
LTE B40
LTE B38,B41
-
-
-
-
LTE B39
LTE B40
LTE B38,B41
1. 设计指导概要：
DA outputs
所有的DA输出都有内置的直流偏压，需要加隔直电容
只有高频的输出脚需要匹配
LNA inputs
所有的LNA 输入都有内置的直流偏压，需要加隔直电容
所有的LNA输入都需要匹配电路
GSM Tx phase control data bits
如果不支持GSM，GP_DATA需要接地
XO_IN
需要串一个100pF的电容
未使用的LNA和DA 管脚
NC这些PIN脚
如果不使用GPS，GNSS LNA脚必须接地，BB I/Q要NC
2. 发射电路:
5路TX输出都是宽频的，CDMA/WCDMA/TD-SCDMA/LTE/GSM所有制式都可以共用。
共用1个quadrature upconverter
a) 与基带的接口
1组IQ输入，IQ走线需要差分走线，每组线的阻抗和电容都要相同
走线不能交叉，如果避免不了，尽量在靠近基带芯片的管脚交叉
与数字逻辑和时钟线之间用地隔离，上下左右包地
基带芯片没有用到的TX管脚和VREF管脚需要接地
b) 发射管脚
TX 输出管脚定义根据RF方案配置，没有用到的管脚需要NC
所有TX_DA管脚都有内置直流偏压，需要加隔直电容
就近摆放分立原件，所有走线都必须走微带线或者带状线
如果需要TX滤波器，必须放在PA的屏蔽罩内
所有的滤波器，射频功放，双工器，天线开关不能和WTR4905一个屏蔽罩，要放
在PA的屏蔽罩内
只有支持HB的TX输出管脚才需要匹配电路
c) LAYOUT指导：
TX的阻抗线要避免与其他射频线平行，尤其是RX信号线，必须要保持充足的隔离
也要避免与其他音频，数字，开关模拟信号（SMPS）与TX信号相邻
RX的阻抗线也要按照以上相同的规则
3. 接收电路
a) PRX
共有8路PRX LNA输入
3 low-band,3mid-band,2hi-band
b)
所有的LNA输入都是单端的
不同制式下的相同频率可以共用RX或者TX通路（co-banding）
PRX PATH有基带有专用接口，单端的IQ
LB3和MB1输入可以省SAW，支持GSM and TD-SCDMA
DRX
与PRX设计基本相同
共7个LNA输入管脚，3low-band,2mid-band,2hi-band
不支持SAWLESS技术
c) TX_FBRX和GNSS接收
TX_FBRX：
发射信号在天线附近耦合后通过TX_FBRX反馈到WTR芯片
工厂校准通过DRX PATH ？？？
TX_FBRX输入管脚是单端的
GNSS：
单端输入
单端IQ信号
d) RX BASEBAND Interface
基带芯片提供2组模拟IQ接口，只有plus管脚被使用，minus管脚需要悬空
其他没有用到的IQ信号需要接地
IQ基带输出是很敏感的模拟信号
需要差分走线
每组IQ的阻抗和电容要相同
每个BBI和BBQ的寄生电容要低于12pF
走线不能交叉，如果避免不了，尽量在靠近基带芯片的管脚交叉
与数字逻辑和时钟线之间用地隔离，上下左右包地
e) LAYOUT Example
PRX LAYOUT
从PA过来的走线必须控制阻抗，走微带线或者带状线，设计要求是单端走线50欧姆，
带状线被地包围，有更好的隔离度
WTR的匹配要靠近WTR的管脚，走线要短而且直
电感不能平行摆放，防止互感
如果可以的话，匹配电路和走线与其他电路和走线用地隔离
WTR输入脚和匹配器件之间走线的寄生电容要尽量低:
一些不需要50欧姆的走线，要求走最小线宽并与地尽量远;
如果有以上走线，要保证细小走线的电长度尽量短，防止暴露在干扰源下，还要保证
RF地的完整性;
一些外围器件会有一些初始的走线来提高匹配的灵活性，可能会在后续的仔细测试和评
估下被证明是不需要的
匹配器件的地需要满足以下要求：
射频器件的地都必须直接到参考地，并与多层的地相连保证最好的接地性能;
不允许用长的细的走线接地，寄生电感会影响电路性能;
地焊盘要直接打孔到PCB地层;
所有地的寄生电感要低于100nH,如果不能直接打孔到主地，也需要多打几个平行的孔
来降低电感值;
DRX Layout Example
走线要求和PRX相同
RF Rx Ports WTR4905 TX_FBRX and GNSS
GNSS 接收电路组成包括（从天线端开始）：SAW bandpass filter, external LNA,and second
SAW bandpass filter
为了降成本，可以省掉第二个SAW filter
三． GSM SAW-LESS 简介
WTR4905/WTR4605是QTI第一个支持SAW0-less的射频收发器，通过boosting LNA linearity
代替SAW，用在GSM HB/LB和TDS PRx 通路上。WTR4905有专用的SAW-LESS管脚：PRX_MB1
用在GSM_HB和TD-SCDMA B34/B39，PRX_LB3用在GSM_LB上。
SAW-less技术不支持DRX通路，TDS DRX还是需要滤波器。
电路说明如下：
四． 布局和走线
1. PCB净空区域
芯片下方的净空区域和具体尺寸如下：
敏感区域第一层需要净空避免干扰
图中标识的区域禁止有任何金属和走线
只有solder mask可以在高亮区域
PCB第一和第二层之间的介质厚度没有要求
芯片下方第二层需要铺地
2. WTR DC POWER
2.1 芯片和BYPASS电容在同一面
2.2 芯片和BYPASS电容在相反面
2.3 电路分配
2.4 走线要求
BYPASS电容的地必须直接与内层参考地连接
WTR芯片下第一层地要净空
3. WTR 地连接
射频性能要求各种RX，RX和TX之间要有好的隔离度，地之间的耦合也会降低性
能
PCB堆叠，在TX和RX管脚和器件之间增加地平面
为了限制地的寄生现象，每个地管脚都要有一个地孔直接到主地
4. WTR外围支持电路
Support电路主要有以下部分：
4.1 19.2 MHz XO
QIT把19.2MHz晶体分成2类：
CDMA性能——支持WAN设计，不支持GPS/GNSS
GPS性能——支持GPS/GNSS
我们选用GPS性能的晶体
晶体选型表：
4.2 WTR 数字电路的状态和控制
1. WTR的数字I/O供电电压必须和基带IC的数字I/O电压相同
2. MIPI_RFFE接口是和基带芯片最主要的通信方式
提供高效的初始化，收发模式和参数控制，和programming verification
MIPI_RFFE的时钟是19.2MHz(参考时钟频率)，需要很好的走线保护
每个MIPI_RFFE走线必须是50-75欧姆的带状线，负载电容最大不超过50pF
3. MIPI_RFFE信号用来控制各种不同的射频功能模块，射频芯片的状态也是通过
MIPI_RFFE来和基带芯片汇报
4. GP_DATA，GSM相位调整信号跑在76.8MHz