多重標(biāo)準(zhǔn)射頻前端的挑戰(zhàn) - 移動(dòng)設(shè)備多重標(biāo)準(zhǔn)射頻前端的挑戰(zhàn)

　　多重標(biāo)準(zhǔn)射頻前端可能是獨(dú)立的集成電路，或是一個(gè)較大、且整合了射頻及調(diào)制解調(diào)器之芯片系統(tǒng)(SoC)解決方案的一部份。在這兩種情況中，射頻電路系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)需求基本上相同，也就是：

　　● 必須支持一大規(guī)模的操作頻帶，以及大范圍的通道頻寬

　　● 必須支持高度輸入信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍(低噪聲、高線性度)

　　● 必須與其它射頻功能共存，并不受“真實(shí)世界”的妨礙影響

　　● 必須能相符天線限制，即尺寸、天線共享、天線隔離等

　　● 必須是低電量，以達(dá)電池之最長(zhǎng)壽命

　　● 必須能使用低系統(tǒng)成本

　　● 必須提供小規(guī)模的解決方案

　　當(dāng)然，在任何前端射頻的系統(tǒng)整合中，這些都是最典型的考慮因素，但當(dāng)多重?zé)o線電因不同的聚集需求而共同指定位置時(shí)，這些挑戰(zhàn)會(huì)更為艱難。

　　多重標(biāo)準(zhǔn)前端之范例

　　在一包含F(xiàn)M、數(shù)字音頻廣播(DAB)和DVB-T數(shù)字電視(針對(duì)歐洲市場(chǎng))的可攜式裝置中，“僅僅”提供廣播電視及無(wú)線電信號(hào)的多重標(biāo)準(zhǔn)前端設(shè)計(jì)，就已是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。接收器的合成器必須在88MHz(FM)到超過(guò)800MHz(DVB-T數(shù)字電視) 的頻率中涵蓋10HMz的范圍， 最低支持至個(gè)位數(shù)千赫(FM)的頻距，提供低整合相位噪聲。以支持正交調(diào)幅(QAM)64(DVB-T數(shù)字電視)， 也需搭配低單邊帶雜音，以緩和影像中出現(xiàn)小的影像區(qū)塊之現(xiàn)象。除了這些合成器的挑戰(zhàn)之外，接收器的射頻輸入級(jí)必須支持一廣泛的動(dòng)態(tài)范圍(低噪聲、高線性度)，使其能接收通常含有干擾的信號(hào)準(zhǔn)位之收信，范圍低至-105dBm(FM)，高至0dBm(數(shù)位音頻廣播)，而基頻區(qū)段則需支持通道頻寬，自200KHz(FM)～8MHz(DVB-T數(shù)字電視)。

　　要滿足這些不同的前端效能需求，其一方法就是設(shè)計(jì)多重射頻電路，接合至多重相對(duì)應(yīng)的基頻電路。然而，如果在特定的消費(fèi)性電子產(chǎn)品裝置中只能支持一或二項(xiàng)應(yīng)用程序標(biāo)準(zhǔn)，這樣的方法將會(huì)造成組件尺寸過(guò)大，而失去商業(yè)上的競(jìng)爭(zhēng)性。要解決此問(wèn)題，較好的方式為使用一可重復(fù)設(shè)定的接收器結(jié)構(gòu)。

　　圖4的區(qū)塊圖顯示Mirics Semiconductor MSi002涵蓋從長(zhǎng)波至L波帶間所有頻率的多重標(biāo)準(zhǔn)廣播射頻前端。這項(xiàng)裝置配具有多重輸入擴(kuò)音器，其已為一特定操作帶設(shè)定好最佳化，不過(guò)接著會(huì)將其所有輸出聚集至一普遍可程序設(shè)計(jì)的降頻轉(zhuǎn)換以及基頻結(jié)構(gòu)。這項(xiàng)方法會(huì)使特定的使用案例相互排除，例如消費(fèi)者不會(huì)想要在同一時(shí)間聽(tīng)無(wú)線電和看電視。

　　這項(xiàng)可再設(shè)定的結(jié)構(gòu)，確保了每一輸入級(jí)提供正確的音信效能、信號(hào)處理及消耗功率組合。同時(shí)，基頻效益及濾波器的可再配置性，結(jié)合了分?jǐn)?shù)式頻率合成器的彈性，確?？梢越邮芩邢嚓P(guān)通道，并以充分的模擬處理將其呈現(xiàn)在解調(diào)器上。而可重復(fù)設(shè)定的基頻方法在廣播收信上效果顯著，但在其它如無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)和藍(lán)芽等的功能性使用案例上可能無(wú)法多加利用，因其可能需要無(wú)線電的同時(shí)操作(例如無(wú)線影像分流及無(wú)線藍(lán)芽音效)。

　　要確保有絕佳的“真實(shí)世界”使用者經(jīng)驗(yàn)，在具有不需要之干擾的環(huán)境下，高效能正是關(guān)鍵。在這個(gè)廣播接收器范例的情況下，典型的通道中干擾源包括了高功率FM信號(hào)，其二次諧波可能會(huì)落在想要的數(shù)字音頻廣播(DAB)信號(hào)上，或數(shù)字音頻廣播(DAB)信號(hào)的諧波落在想要的DVB-T數(shù)字電視頻道上。另外，震動(dòng)器和所需的信號(hào)的諧波混頻結(jié)果也有可能于落于頻帶內(nèi)。造成封鎖想要信號(hào)的其它干擾情形包括強(qiáng)烈的鄰近通道，或是因相位噪聲不足而產(chǎn)生的寬帶干擾信號(hào)相互混雜。謹(jǐn)慎選擇降頻轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)(外差相對(duì)于零差)、使用抗諧波混合及過(guò)濾芯片，可以協(xié)助減緩這些問(wèn)題。

　　在接收廣播信號(hào)的情況下，雙重、三重甚或四重科技可以用來(lái)減少必須整合至一消費(fèi)性電子產(chǎn)品裝置中的實(shí)際天線數(shù)量。然而，有限的寬帶天線頻率響應(yīng)和顯著的多重插入損失，通常會(huì)將天線共享限制于雙重配置之上。

　　系統(tǒng)效能并非由射頻前端單獨(dú)指定，并且在射頻前端與數(shù)字解調(diào)器之間，信號(hào)處理的光學(xué)分隔其中還有著功率與尺寸的妥協(xié)。模擬過(guò)濾為此處的最佳范例：如果一射頻前端提供了過(guò)多的模擬信道選擇，則組件尺寸會(huì)受到負(fù)面性的影響。相反地，如果提供不夠充分的模擬選擇，解調(diào)器至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的模擬將會(huì)面臨不合理的動(dòng)態(tài)范圍需求。如此謹(jǐn)慎考慮的系統(tǒng)交換可以提供顯著的技術(shù)及商業(yè)效益。