- 射頻電路集成度應(yīng)對多模手機設(shè)計挑戰(zhàn)

盡管通過封裝或模塊技術(shù)以及將基帶功能與平臺上其他數(shù)字功能進行集成可整合射頻前端系統(tǒng)，但開發(fā)一種高度集成的多頻段/多模式收發(fā)器仍是一項極具挑戰(zhàn)的工作。射頻設(shè)計所取得的最新進展使得有可能用CMOS工藝來制造單芯片多頻段GSM/GPRS收發(fā)器，而且還不用犧牲性能。但用CMOS工藝來制造蜂窩多模式射頻/混合信號IC甚至更具挑戰(zhàn)，要求采用全新的電路架構(gòu)與技術(shù)，以及先進的設(shè)計技能。

其關(guān)鍵挑戰(zhàn)是將射頻發(fā)射器及接收器電路與頻率合成器、振蕩器及濾波器等進行集成，同時支持多個無線模式與頻段。例如，雖然可將收發(fā)器設(shè)計成支持GMSK、8-PSK、W-CDMA及高速數(shù)據(jù)分組接入(HSDPA)模式，但還需要支持從GSM 850MHz頻段至具有各種信道帶寬的UMTS 2GHz以上頻段的多個頻段。

此外，多模蜂窩收發(fā)器還必須滿足嚴格的性能指標——優(yōu)于-102dBm的靈敏度以及用于GSM/GPRS發(fā)射屏蔽的4dB余量。故設(shè)計者必須極為仔細地選擇可優(yōu)化設(shè)計性/價比的最佳硅技術(shù)與收發(fā)器架構(gòu)。

提高射頻電路集成度應(yīng)對多模手機設(shè)計挑戰(zhàn)

圖2：單芯片、四頻段GSM/GPRS收發(fā)器設(shè)計框圖。

對于多模集成來說，CMOS不失為一種理想的工藝技術(shù)，因為它能在單個芯片上有效地實現(xiàn)數(shù)字信號處理與射頻/混合信號電路。CMOS收發(fā)器可利用摩爾定律帶來的更低成本及更高性能的優(yōu)勢，而這是BiCMOS或SiGe工藝所不能提供的。

CMOS收發(fā)器可提供能與BiCMOS器件相比擬的IC性能及功能，與其他數(shù)字CMOS產(chǎn)品相比，它們還能提供更低的器件成本、更低的功耗及更高的生產(chǎn)穩(wěn)定性。許多商用GSM/GPRS、WLAN或藍牙CMOS收發(fā)器都證明了用于大批量無線收發(fā)器產(chǎn)品生產(chǎn)的CMOS工藝的生命力。

低中頻或零中頻(ZIF)架構(gòu)是最適合用CMOS工藝來集成的收發(fā)器架構(gòu)。因為在這兩種情況下，接收器與發(fā)射器鏈被設(shè)計成無需外部聲表面波(SAW)濾波器，而這能提供高水平的集成并減少平臺的材料費。

這兩種架構(gòu)還能省去片上多個混頻器及振蕩器，因為它們將輸入高頻信號直接轉(zhuǎn)換為低中頻或零中頻基帶信號。另外，多模式工作也容易實現(xiàn)，因為這些架構(gòu)可采用片上可編程濾波器結(jié)構(gòu)來提供各種信道帶寬。

由于與CMOS有關(guān)的1/f噪聲問題以及與零中頻及低中頻有關(guān)的DC偏移問題，基于低中頻或零中頻架構(gòu)來設(shè)計蜂窩收發(fā)器并非是一項簡單的工作。設(shè)計者必須仔細：
1. 將1/f噪聲的影響減至最?。?br /> 2. 設(shè)計LNA及混頻器等低噪聲射頻前端功能；
3. 減少集成振蕩器的相位噪聲；
4. 提供高質(zhì)量的片上頻率發(fā)生等。
一種解決方案便是開發(fā)一種可容忍大量數(shù)字噪聲的全新架構(gòu)。此架構(gòu)通常設(shè)計先進的射頻/混合信號電路設(shè)計以及可執(zhí)行片上數(shù)字校準與補償模擬的非理想性的創(chuàng)新DSP技術(shù)。

多模式支持

選擇合適的收發(fā)器架構(gòu)后，RFIC設(shè)計工程師即必須決定如何通過共用片上資源來支持多工作模式及多個頻段。一些功能天生就更適合某種特定架構(gòu)。

例如，盡管能以更簡單的零中頻設(shè)計來實現(xiàn)W-CDMA，但低中頻接收器結(jié)構(gòu)可能更適合GSM/GPRS，因為它能提供更窄的信道帶寬。但由于雙模GSM/GPRS與WCDMA設(shè)計都使用2 GHz范圍內(nèi)的頻段，故它們有可能共用頻率合成器及濾波器。

對整合多種無線標準以并行工作的要求也促使人們做出是否共用一些構(gòu)建模塊的決策。并行收發(fā)器工作常常會增加單芯片收發(fā)器設(shè)計中的裸片尺寸，并帶來極大的絕緣挑戰(zhàn)。

整合廣泛的DSP技術(shù)、共用功能模塊以及用CMOS工藝來實現(xiàn)零中頻或低中頻架構(gòu)等，是一種成功且具成本效益的設(shè)計所需的最基本元素。由此所得設(shè)計良好的單芯片多模式CMOS收發(fā)器將使蜂窩手機具有更低的成本及更小的外形尺寸。

在嘗試設(shè)計整合諸如EDGE及W-CDMA等其他模式組合的設(shè)備以前，芯片供應(yīng)商首先應(yīng)具有成功開發(fā)及生產(chǎn)GSM/GPRS單芯片多頻段CMOS收發(fā)器的能力。由于GSM/GPRS代表目前批量最大的蜂窩手機，故它將是未來多模式蜂窩解決方案的基線。另外，與WLAN或藍牙相比，蜂窩標準擁有最具挑戰(zhàn)的性能指標。

單芯片多模式收發(fā)器設(shè)計

圖2為采用低中頻架構(gòu)的單芯片四頻段GSM/GPRS收發(fā)器設(shè)計舉例。

如圖2所示，外部天線開關(guān)及RF SAW濾波器提供必要的頻段隔離及選擇性來驅(qū)動收發(fā)器的輸入。接收部分包括四個分別對GSM-850、EGSM-900、DCS-1800或PCS-1900頻段進行過優(yōu)化的低噪聲放大器(LNA)。每個LNA都具有可編程增益以提高動態(tài)范圍。

LNA后接經(jīng)過優(yōu)化的正交混頻器，其中一個混頻器組用于支持GSM-850及EGSM，另一個混頻器組則用于DCS與PCS信號混頻?；祛l器提供向低中頻的轉(zhuǎn)換，并提供主要的鏡像抑制。集成低相位噪聲頻率合成器則提供所需的本振。

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CMOS(233053) CMOS(233053)
射頻(165658) 射頻(165658)
adc(538832) adc(538832)

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怎么為多模手機選擇最恰當?shù)陌l(fā)射架構(gòu)？

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怎樣應(yīng)對Edge技術(shù)給無線手機平臺的設(shè)計挑戰(zhàn)？

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控制電路和一個并聯(lián)穩(wěn)壓器，并且加入了有源ZVS控制和開燈檢測功能。作為同類解決方案中集成度最高的器件，F(xiàn)AN7710可協(xié)助設(shè)計人員減少元件數(shù)以簡化設(shè)計。FAN7710的高功能性和內(nèi)置保護特性可節(jié)省電路

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模擬集成電路測試有什么技巧？

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phone”所主宰，它們支持所有流行的功能，價格非常便宜。這種手機設(shè)計的進入門檻很低，各個設(shè)計公司的核心設(shè)計幾乎雷同。手機套片市場基本被MTK一統(tǒng)天下，這讓那些多年為手機提供芯片解決方案的國際大公司極為頭疼。

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2021-05-21 06:53:16

通過集成和功耗調(diào)節(jié)應(yīng)對超聲設(shè)計挑戰(zhàn)

的信號應(yīng)盡可能靠近換能器基元進行信號采樣，然后將信號延遲并對其進行數(shù)字求和。DBF架構(gòu)的簡化框圖如圖2所示。圖2. 數(shù)字波束成形(DBF)系統(tǒng)簡化框圖集成和分割策略超聲系統(tǒng)具有如此多的通道和元器件，雖然

2018-10-23 14:28:19

高集成度RF IC是什么？

ADI最新推出設(shè)計用于LTE(長期演進)和第四代(4G)蜂窩基站的高集成度RF IC(射頻集成電路)系列。LTE是UMTS(通用移動電信系統(tǒng))標準的增強版，它被視為邁向蜂窩網(wǎng)絡(luò)中第四代射頻技術(shù)的終極階段。

2019-09-30 07:18:19

高集成度RF收發(fā)器SX1231的主要特性及應(yīng)用有哪些？

高集成度RF收發(fā)器SX1231的主要特性及應(yīng)用有哪些？

2021-04-19 08:01:40

高集成度RF調(diào)諧器助力移動電視技術(shù)挑戰(zhàn)

的極低系統(tǒng)功耗所面臨的主要挑戰(zhàn)是較小的外形尺寸和將系統(tǒng)集成于消費電子平臺的復(fù)雜度。不過目前隨著市場的日趨成熟，所面臨的最大挑戰(zhàn)是滿足縮短開發(fā)周期和降低生產(chǎn)成本的需求。為了應(yīng)對上述挑戰(zhàn)，英飛凌科技開發(fā)出 OmniVia TUS9090。

2019-07-29 06:49:39

高集成度國標ETC射頻收發(fā)器應(yīng)用系統(tǒng)，不看肯定后悔

高集成度國標ETC射頻收發(fā)器應(yīng)用系統(tǒng)，不看肯定后悔

2021-05-19 06:01:23

高集成度電源IC LTC3589

打入工業(yè)和醫(yī)療市場的高集成度電源 IC

2019-09-20 11:01:07

高集成度藍牙4.0模塊

應(yīng)用需求，方便客戶應(yīng)用于可穿戴設(shè)備等；集成度高，便于客戶應(yīng)用。如有需求，請聯(lián)系。聯(lián)系電話：0512-86867301

2016-06-06 16:23:14

高靈敏度GPS系統(tǒng)有什么優(yōu)點？

GPS功能已成為智能手機的標準配置。隨著便攜式設(shè)備市場的爆發(fā)性成長，手機環(huán)境下的射頻干擾，已經(jīng)成為GPS系統(tǒng)設(shè)計者最為頭疼的問題之一。在如此嘈雜的射頻干擾環(huán)境下設(shè)計高靈敏度的GPS系統(tǒng)，已經(jīng)是手機設(shè)計中最大的挑戰(zhàn)。

2019-09-23 06:31:52