Yaree tirada qaybaha oo yaree aagga guddiga wareega iyada oo loo marayo isdhexgalka RF ee bilaa -waayirka ah

Aaladaha wireless -ka ee maanta, in kabadan nus ka mid ah qaybaha ku yaal guddiga wareegga waa aaladda RF ee analogga ah. Sidaa darteed, hab wax ku ool ah oo lagu yarayn karo aagga guddiga wareegga iyo isticmaalka awoodda ayaa ah in la sameeyo is-dhexgal ballaaran oo ballaaran oo RF ah oo loo horumariyo xagga heerka chip. Warqadani waxay soo bandhigaysaa heerka horumarka ee isdhexgalka RF, waxayna soo bandhigaysaa xoogaa ka hortag ah iyo xallinta qaar ka mid ah dhibaatooyinkan.

Dhowr sano ka hor, suuqa taleefanka gacanta waxaa ku badnaa hal band iyo laba band oo ah taleefanno hal-mood ah, teknolojiyadda la adeegsadayna waxay ahayd oo kaliya ??? Hayso hal ama laba guuto gacanta oo dhan ??? Isla habka wax-ka-beddelka, nidaamka marin-u-helka kanaalka badan iyo borotokoolka ayaa lagu ansixiyay kooxda soo noqnoqoshada haysata. Taa bedelkeeda, naqshadeynta jiilka cusub ee maanta ee taleefannada gacanta ayaa aad uga adag oo ku siin kara koox badan iyo qaabab badan ??? Waxay leedahay shabakad aag shaqsiyeedka Bluetooth, meelaynta GPS iyo shaqooyin kale, iyo UWB iyo TV -ga shaqayntu waxay bilaabeen inay soo baxaan. Intaa waxaa dheer, codsiyada sida ciyaaraha, sawirrada, maqalka iyo fiidiyaha ayaa aad ugu badan taleefannada gacanta.

Taleefanka bilaa -waayirka ahi wuxuu noqonayaa aalad qalafsan oo la yiraahdo xarunta madadaalada ee gacanta lagu qaato. Isbeddelkeeda horumarineed wuxuu sii wadaa inuu caqabado badan u keeno naqshadeeyayaasha. In kasta oo la barbar dhigo taleefannada gacanta oo leh cod keliya, jiilka cusub ee taleefoonnada gacanta ayaa aad ugu kordhay habaynta isgaarsiinta, ka shaqaynta arjiga, tirada is -dhexgalka RF iyo awoodda xusuusta ee isku -dhafan, haddana adeegsadayaashu waxay filayaan in taleefannada gacanta ay leeyihiin mugga yar, qaabka la hagaajiyay, hooseeya qiimaha iyo muujinta midabka weyn, Waxay bixin kartaa sugitaan iyo waqti hadal oo la mid ah taleefannada codka dhaqameed. Joogtaynta cabbirka guud ee jira iyo isticmaalka awoodda, laakiin ka dhigidda shaqadu inay si aad ah u kordhiso, iyada oo la ilaalinayo qiimaha guud ee nidaamka oo aan la beddelin, waxaas oo dhami waxay dhibaatooyin badan u keenaan naqshadeeyayaasha nidaamka.

Sida iska cad, dhibaatadu waxay ku lug leedahay dhammaan qaybaha naqshadda nidaamka oo dhan, iyo sidoo kale alaab -qeybiyeyaasha dhammaan isgaarsiinta wireless -ka iyo waxyaabaha madadaalada ah. Hal aag oo si gaar ah waxtar ugu leh yaraynta aagga guddiga iyo isticmaalka awoodda waa qaybta RF ee naqshadda nidaamka wireless. Tani waa sababta oo ah taleefanka gacanta ee caadiga ah ee maanta, in ka badan kala badh qaybaha guddiga ayaa ah qaybaha analog RF, kuwaas oo si wada jir ah u ah 30-40% aagga guddiga oo dhan, sida nidaamyada RF Bluetooth sida GPS iyo WLAN sidoo kale kordhiyo shuruudaha booska.

Xalku waa in la fuliyo isdhexgalka RF oo aad u ballaaran oo aakhirka loo beddelo jaranjarada heerka nidaamka oo dhammaystiran. Naqshadayaasha qaarkood waxay geliyaan beddelka analog-ka-dhijitaalka ah anteenada si loo yareeyo wadarta guud ee guddiga wareegga ee looga baahan yahay shaqooyinka RF. Marka teknolojiyadda is -dhexgalka semiconductor -ku ay ku dhex milmi karto shaqooyin badan hal qalab, tirada aaladaha kala -goysyada ah iyo booska guddiga wareegga ee loo isticmaalo in lagu dejiyo aaladahaan ayaa hoos loo dhigi doonaa. Markay warshadu u dhaqaaqdo dhanka is -dhexgalka chip -ka heerka nidaamka, naqshadeeyayaashu waxay sii wadi doonaan inay helaan teknoolojiyad cusub si ay ula kulmaan iska hor imaadka kakan ee RF ka sarreeya iyo nolosha batteriga ee dheer ee aaladaha yar -yar ee wireless -ka ah.

Xaaladda horumarinta isdhexgalka RF

Horumarka muhiimka ah ee isdhexgalka RF ayaa soo baxay qiyaastii laba sano ka hor. Waqtigaas, horumarinta tikniyoolajiyadda RF iyo modem baseband dhijitaalka ah ayaa suurtogal ka dhigtay in lagu beddelo aaladaha RF superheterodyne iyada oo si toos ah loogu beddelo kuwa wax ku beddelaya taleefannada gacanta ee wireless. Aaladaha RF ee Superheterodyne waxay adeegsadaan isku -qasyayaal badan, shaandheeyeyaal iyo koronto -yaqaanno badan oo la kontoroolo (VCOs), kuwaas oo si wanaagsan loo isticmaali jiray sannado badan, laakiin is -dhexgalka aaladaha isbeddelka tooska ah ee RF waxay si weyn u yareyn karaan tirada guud ee qaybaha GSM RF. Dabayaaqadii 1990 -meeyadii, halbeegga caadiga ah ee halbeegga superheterodyne RF subsystem waxaa ka mid ahaa PA, beddelka anteenada, LDO, signal yar oo RF ah iyo vctcxo, oo u baahan ilaa 200 qalab oo kala duwan; Maanta, waxaan naqshadeyn karnaa nidaam is -beddel toos ah oo toos ah oo leh afar shaqo oo guuto ah, kaas oo isku daraya VCO, VCXO iyo PLL filter filter, laakiin tirada qaybaha ay ka yar tahay 50. Jaantuska 1: afar band -gudbiye GSM oo leh is -dhexgal sare.

Tusaale ahaan, transceiver trf6151 (Jaantuska 1) ee Texas Instruments for GSM waxaa ka mid ah jaangooyaha korantada ku shaqeeya, VCO iyo kanaalka VCO, xakamaynta awoodda PA, PLL loop filter filter blocker, LNA waxay heshaa xakamaynta tallaabo-tallaabo iyo VCXO.

Naqshadayaasha, is -dhexgalka horumarsan ayaa gacan ka geysanaya sidii looga gudbi lahaa dhibaatooyinka waaweyn ee RF -ka wireless -ka ah, oo ay ka mid yihiin kuwa ugu aasaasiga ah waa korontada DC iyo xeerka gudbiyaha. Inta lagu jiro wicitaanka, danab batteriga ayaa isbeddeli doona isbeddelka heerkulka iyo waqtiga. Intaa waxaa dheer, isku -xirnaanta qaylada ee TX VCO iyo Rx VCO korontada ayaa sidoo kale saameyn doonta waxqabadka nidaamka oo dhan. Sidaa darteed, naqshadeeyayaashu waxay la kulmayaan dhibaatada sida loo xaliyo jaangooyaha guddiga wareegga RF iyo qaybaha ugu badan ee la xiriira. Isku -darka aaladahaan gudbiyaha RF waxay ka dhigan tahay in qaybta kaliya ee dibedda ah ee loo baahan yahay ay tahay koronto -dejin fudud, oo si toos ah ugu xiran korontada, taas oo aan fududeynayn naqshadda, laakiin sidoo kale badbaadineysa booska guddiga wareegga.

Caqabad kale oo u leh naqshadeeyayaasha RF waa kala -duwanaanshaha VCO -ga iyo waqtiga qufulka. Dhammaan naqshadaha VCO ee analogga ah. Sababtoo ah inta badan waa lama huraan in la dheellitiro waqtiga qufulka iyo baaxadda hagaajinta, shaandhaynta loop waxaa sida caadiga ah la dhigaa meel ka baxsan chip -ka. Mararka qaarkood, tan waxaa lagu xallin karaa xakamaynta softiweerka ee baaxadda hagaajinta VCO. Si kastaba ha ahaatee, habkani wuxuu soo bandhigayaa shuruudo kheyraad oo dheeraad ah oo loogu talagalay horumarinta guud ee taleefanka. Marka shaqada hagaajinta dhijitaalka ah lagu daro VCO oo ay bixin karto is -hagaajin, baaxad dheellitirnaan ayaa la heli karaa, iyo shaandhaynta loop -ka ayaa lagu dhejin karaa jajabka. Sida iska cad, nidaamkani wuxuu awood u siin karaa injineerada naqshadeynta inay fududeeyaan shaqadooda.

Si loo helo xakamaynta awoodda gudbiyaha ee uu u baahan yahay nidaamka GSM, soo -saareyaasha PA guud ahaan waxay ku daraan hawshan aaladda korantada korantada (PAM). Xakameeyaha korontada wuxuu inta badan ka kooban yahay kumannaan irridood oo CMOS oo dhijitaal ah, kuwaas oo lagu sameeyay jajab madaxbannaan ee PAM. Curiyuhu wuxuu kordhin doonaa qiimaha PAM US $ 0.30 ~ 0.40. Ku -biirinta hawshan aaladaha RF waxay u oggolaan doontaa soo -saareyaasha GaAs PAM inaysan iibsan wareegyada CMOS ee dhijitaalka ah kuna rakibaan PAM. Wixii OEM ah oo soo saara kumanaan badeeco bil kasta, ka saarida qaybtan aan xadidnayn waxay si weyn hoos ugu dhigi doontaa kharashkooda.

Meel kale oo dhexgalka horumarsan uu keeni karo keydin la taaban karo waa VCXO. Waagii hore, modules -ka qaaliga ah ee vctcxo ayaa la iibsan jiray oo loogu talagalay aaladaha RF inay yihiin qaybo kala go ‘. Sidaa darteed, ku -daridda qaybaha guud ee modules vctcxo aaladaha RF waxay yareyn kartaa kharashyada iyo dhibaatooyinka naqshadeynta la xiriira. Adeegsiga trf6151, kaliya kristal iyo varactor jaban ayaa loo baahan yahay si loo dhammaystiro shaqada vctcxo.

In kasta oo isdhexgalka iyo fududeynta naqshadeyntaan, injineerada naqshadeynta RF ayaa wali wajahaya xulashooyin adag, oo midkood yahay dareenka gelitaanka iyo isticmaalka awoodda Rx. Waxaa la wada og yahay in hadba sida weyn ee loo adeegsado naqshadeynta cod -weynaha hooseeyo (LNA), ay hoos u dhigeyso sifooyinka qaylada guud. Injineerka naqshadeynta waa inuu go’aamiyaa wadarta miisaaniyadda korontada ee qaataha iyo shuruudaha heerka dareenka ee qaataha. Si kastaba ha ahaatee, sanqadhu ma yaraato marka la yareeyo awoodda. Dhab ahaantii, waa ka soo horjeeda Sidaa darteed, in kasta oo ay la jaanqaadi karto qeexitaanka heerka GSM, naqshadeeyayaashu waa inay inta badan isweydiiyaan inay mudan tahay in la bixiyo qiimaha isticmaalka awoodda si loo gaaro heer xasaasi ah. Su’aashani waxay kaloo sharxaysaa sababta ay lagama maarmaanka u tahay injineerada naqshadeynta iyo soosaarayaasha IC inay si dhow ula shaqeeyaan geedi socodka naqshadeynta oo dhan. Warcelinta ka timid injineerada naqshadeynta ayaa hagi kara soo -saareyaasha IC si ay si wanaagsan ugu adeegaan warshadaha bilaa -waayirka ah markay horumarinayaan alaabada RF ee mustaqbalka.

Horumarinta xagga SOC

Yaraynta kharashka, awoodda iyo kakanaanta nidaamyada bilaa -waayirka ah aad bay muhiim u tahay in si guul leh loo buuxiyo shuruudaha is -dhexgalka nidaamka. Si kastaba ha noqotee, horumarinta xalka is -dhexgalka sare ee taleefannada gacanta waxay u baahan tahay warshadaha semiconductor -ka inay ka gudbaan caqabadaha farsamo ee adag. Qaar ka mid ah carqaladahaan dhif ayey ka welwelaan naqshadeeyayaasha, maxaa yeelay qaar badan oo ka mid ah ma rabaan inay ogaadaan sida aaladaha SOC loo sameeyo, Ilaa iyo inta ay bixin karto waxqabadka loo baahan yahay. Sidaa darteed, waxaa lagama maarmaan ah in si deg deg ah loo fahmo farsamooyinka geedi socodka qaarkood, taas oo saamayn doonta kartida iyo helitaanka aaladaha loo isticmaalo is -dhexgalka taleefanka gacanta.

Waxaa jira dhowr qorshe oo suurtogal ah oo loogu talagalay is -dhexgalka taleefanka gacanta ee nidaamka elektiroonigga ah ee RF. Marka hore, qaab -dhismeedkii RF -ga ee caadiga ahaa waxaa lagu hirgelin karaa hab fudud oo laba -cirifoodka ah ama habka BiCMOS iyadoo la adeegsanayo farsamooyinka dhaqanka. Chip -ka ugu dambeeya ee RF waxaa lagu soo ururin karaa taleefannada gacanta ee shaqooyinka caqliga dhijitaalka ah iyadoo la adeegsanayo tikniyoolajiyadda baakadaha badan (tiknoolojiyadda baakadaha heerka). In kasta oo tikniyoolajiyadani leedahay faa’iidooyin badan, sida adeegsiga hababka naqshadeynta RF ee la yaqaan iyo hababka qaangaarka ah iyo teknolojiyadda, way adag tahay in laga ganacsado qiima badan iyo dhalidda aaladaha imtixaanka.

Intaa waxaa dheer, is -dhexgalka nidaamka elektaroonigga ah ee taleefanka gacanta waxaa kaloo lagu heli karaa hannaanka canjeelada BiCMOS (SiGe) oo horumarsan. Si kastaba ha noqotee, sababta oo ah ka shaqeynta aaladaha SiGe HBT waxay u baahan tahay geedi socod lithography oo dheeri ah, chip -ka ugu dambeeya wuxuu u baahan doonaa kharash dheeri ah. Isla mar ahaantaana, sababta oo ah tikniyoolajiyadda SiGe BiCMOS ma adeegsan karto hannaanka lithography -ga ee ugu horumarsan, habka BiCMOS wuxuu inta badan ka dambeeyaa hannaanka CMOS ee dhijitaalka ah ee horumarsan. Kuwani waxay keeni doonaan cadaadis weyn si loo kordhiyo sifooyinka taleefannada gacanta oo la yareeyo kharashyada. Laguma xallin karo istiraatiijiyad geeddi -socod ah oo fudud, maxaa yeelay tiknoolijiyaddu ma sii hayn karto nidaamka macquulka ah ama qaybta dijitaalka ah qiimaha ugu hooseeya ee suurtogalka ah mar walba. Sidaa darteed, is -dhexgalka keli -keli -u -shaqaynta nidaamka saldhigga saldhigga RF qaybta BiCMOS (ama SiGe) ma aha doorasho wanaagsan.

Xalka ugu dambeeya ee la tixgelin karo waa dhexgalka RF ee CMOS, kaas oo sidoo kale wajahaya caqabado badan. In kasta oo ay jiraan dhowr naqshadood oo taleefanka gacanta ah ee CMOS, naqshadahaani waxay inta badan ku saleysan yihiin shaqooyinka analogga ah. Way adag tahay in la hirgeliyo isku -darka isku -darka, shaandhaynta iyo cod -weyneyaasha leh teknolojiyadda CMOS, iyo isticmaalka awoodda guud ahaan wuu ka weyn yahay nidaamka SiGe BiCMOS. Horumarinta farsamada habka, heerka qiimeynta CMOS ayaa hoos u sii dhacaya oo hoos u dhacaya, taasoo ka dhigaysa naqshadeynta analogga mid aad u adag. Marxaladda hore ee samaynta hababka cusub, qaabaynta aaladda iyo qaan-gaadhka hannaanka guud ahaan ma buuxin karaan shuruudaha qaab-dhismeedka cabbir-qumman ee sare ee looga baahan yahay naqshadaynta moduleka analogga. Si kastaba ha noqotee, qaab dhismeedka dhijitaalka ah ee CMOS RF ee dhijitaalka ah ayaa ka dhigaya is -dhexgalka CMOS -ka monolithic mid soo jiidasho leh.

Xalalkaani waxay sidoo kale wadaan warshadaha semiconductor-ka iyadoo soo-saareyaashu ay raadinayaan xalka heerka jaban ee nidaamka RF. In kasta oo nidaam kasta oo is -dhexgal uu leeyahay dhibaatooyin, haddana waa la yaab in is -dhexgalka qaybta RF uu gaari karo heer aad u sarreeya. Dhibaatooyinkaas oo laga gudbo waxay talaabo weyn u qaadi doontaa naqshadeynta taleefannada gacanta ee wireless -ka waxayna dejin doontaa jihada is -dhexgalka weyn mustaqbalka dhow.

Gunaanadka warqadan

Wali dhibaatooyin badan ayaa ka jira isdhexgalka RF. Qalab kasta oo RF ah ee taleefanka gacanta ee casriga ah waxaa horyaala shuruudo waxqabad oo adag. Shuruudda xasaasiyaddu waxay ku saabsan tahay – 106dbm (106db oo ka hooseysa 1 MW) ama ka sareeya, heerka u dhigmaana waa uun microvolts yar; Intaa waxaa dheer, xulashada, taas oo ah, awoodda diidmada kanaalka waxtarka leh ee soo noqnoqoshada soo noqnoqoshada (oo badanaa loo yaqaan xannibaadda), waa inay ahaataa siday u kala horreeyaan 60dB; Intaa waxaa dheer, oscillator -ka nidaamka waxaa looga baahan yahay inuu ku shaqeeyo buuq wejiga oo aad u hooseeya si looga hortago laab -laabashada tamarta inay gasho kooxda hesha. Isdhexgalka RF waa mid aad u adag sababta oo ah soo noqnoqoshada aadka u sarreysa iyo shuruudaha wax -qabad ee aadka u baahan.

Hagaajinta heerka soo noqnoqoshada badan waxay caqabad dhab ah ku tahay soo noqnoqoshada SOC oo dhan. Waxaa la rajaynayaa in la yareeyo xamaasadda ay abuurtay gudbinta calaamadaha guutada. Waxyaabaha ku jira dhexgalka RF ee dhijitaalka ah ayaa aad uga badan gelinta qaybo badan oo RF ah hal chip. Qaab dhismeed cusub oo qaybinta qalabka ayaa loo baahan yahay.

Naqshadayaasha nidaamka, qalabka hadda jira ee fudud, aadka isku dhafan iyo qiimaha-wax-ku-oolka ah ee semiconductor-ka ayaa si weyn u yareyn kara kakanaanta naqshadda. Isla mar ahaantaana, waxay kobcin karaan astaamaha aaladaha bilaa -waayirka ah waxayna xajisan karaan cabbirka nidaamka, nolosha batteriga iyo qiimaha oo aan waxba iska beddelin. Qalabka cusub ee aadka isku dhafan ee RF sidoo kale wuxuu baabi’in karaa khilaafaadka qaar ee naqshadeynta bilaa -waayirka ah wuxuuna badbaadin karaa waqtiga qiimaha leh ee injineerada.