Шумораи ҷузъҳоро кам кунед ва масоҳати онро кам кунед панели ноҳиявӣ тавассути ҳамгироии бесими RF

Дар дастгоҳҳои бесими имрӯза, зиёда аз нисфи ҷузъҳои тахтаи ноҳиявӣ дастгоҳҳои аналогии RF мебошанд. Аз ин рӯ, роҳи муассири коҳиш додани майдони тахтаи ноҳиявӣ ва истеъмоли нерӯи барқ ​​ин ҳамгироии васеъмиқёси RF ва рушд ба чипи сатҳи система мебошад. Ин мақола вазъи рушди ҳамгироии RF -ро муаррифӣ мекунад ва баъзе чораҳо ва роҳҳои ҳалли ин мушкилотро пешкаш мекунад.

Чанд сол пеш дар бозори телефонҳои мобилӣ телефонҳои якҳолагӣ ва дуҷониба бартарӣ доштанд ва технологияи истифодашуда танҳо буд ??? Дар маҷмӯъ як ё ду бандҳои мобилиро нигоҳ доред ??? Ҳамин усули модулятсия, схемаи дастрасии бисёрканалӣ ва протокол дар бандии басомади гузариш қабул карда мешаванд. Баръакси ин, тарҳи наслҳои нави телефонҳои мобилии имрӯза хеле мураккабтар аст ва метавонад бисёрҷониба ва бисёрҳолиро таъмин намояд ??? Он дорои шабакаи минтақаи шахсии Bluetooth, ҷойгиркунии GPS ва дигар вазифаҳо мебошад ва функсияҳои UWB ва телевизор пайдо шуданро оғоз кардаанд. Илова бар ин, замимаҳое мисли бозиҳо, тасвирҳо, аудио ва видео дар телефонҳои мобилӣ хеле маъмул шудааст.

Телефони бесим ба як дастгоҳи мураккаб табдил меёбад, ки онро маркази фароғатии инфиродӣ меноманд. Тамоюли рушди он идома медиҳад мушкилоти бештар ба тарроҳон. Гарчанде ки дар муқоиса бо телефонҳои мобилӣ, ки танҳо вазифаи овозӣ доранд, насли нави телефонҳои мобилӣ дар коркарди алоқа, коркарди барномаҳо, шумораи интерфейси RF ва иқтидори хотираи интегралӣ ба таври назаррас афзоиш ёфтааст, корбарон ҳанӯз ҳам интизоранд, ки телефонҳои мобилӣ ҳаҷми хурдтар, шакли содда ва паст доранд нарх ва дисплейи рангаи калон, Он метавонад вақти интизорӣ ва гуфтугӯро ба мисли телефонҳои овозии анъанавӣ таъмин намояд. Нигоҳ доштани ҳаҷм ва истеъмоли қувваи мавҷуда, аммо афзоиш додани функсия, дар ҳоле ки хароҷоти умумии система бетағйир боқӣ мемонад, ҳамаи ин барои тарроҳони система мушкилоти зиёдеро пеш меорад.

Аён аст, ки мушкилот ҳама қисмҳои тарҳи системаро дар бар мегирад, инчунин таъминкунандагони ҳама мундариҷаи бесим ва мундариҷаи фароғатӣ. Як соҳае, ки махсусан дар кам кардани майдони тахта ва истеъмоли энергия самаранок аст, қисми РФ дар тарҳи системаи бесим мебошад. Сабаб дар он аст, ки дар телефони мобилии маъмулии имрӯза, зиёда аз нисфи ҷузъҳои тахта ҷузъҳои аналогии RF мебошанд, ки якҷоя 30-40% тамоми минтақаи тахтаро ташкил медиҳанд, ба монанди системаҳои Bluetooth RF RF ба монанди GPS ва WLAN зиёд кардани талабот ба фазо.

Ҳал ин аст, ки ҳамгироии васеътари RF-ро анҷом диҳед ва дар ниҳоят ба чипи сатҳи мукаммали система таҳия кунед. Баъзе тарроҳон ба антенна табдилдиҳандагони аналогӣ-рақамиро мегузоранд, то фазои умумии тахтаи схемаро, ки барои функсияҳои RF лозим аст, кам кунанд. Вақте ки технологияи ҳамгироии нимноқилҳо метавонад вазифаҳои бештарро дар як дастгоҳ муттаҳид созад, шумораи дастгоҳҳои дискретӣ ва фазои тахтаи ноҳиявӣ, ки барои ҷойгиркунии ин дастгоҳҳо истифода мешаванд, мутаносибан кам карда мешаванд. Ҳангоме ки саноат ба ҳамгироии чипҳои сатҳи система мегузарад, тарроҳон ҷустуҷӯи технологияҳои навро идома медиҳанд, то зиддияти байни мураккабии баландтари RF ва мӯҳлати хизмати батареяро дар дастгоҳҳои хурди бесим қонеъ гардонанд.

Ҳолати рушди ҳамгироии RF

Рушди муҳими ҳамгироии РФ тақрибан ду сол пеш пайдо шуд. Дар он вақт, рушди технологияи RF ва модеми рақамии рақамӣ имкон дод, ки дастгоҳҳои суперхетеродинии RF -ро бо ресиверҳои конверсияи мустақими поён дар телефонҳои мобилии бесим иваз кунанд. Дастгоҳҳои Superheterodyne RF аз миксерҳои бисёрсатҳавӣ, филтрҳо ва осцилляторҳои сершумори назоратшавандаи шиддат (VCOs) истифода мебаранд, ки солҳои тӯлонӣ хуб истифода мешуданд, аммо ҳамгироии дастгоҳҳои RF барои табдили басомади мустақим метавонад шумораи умумии ҷузъҳои GSM RF -ро хеле кам кунад. Дар охири солҳои 1990 -ум, зерсистемаи маъмулии якхелаи суперхетеродинҳои RF иборат аз PA, гузаргоҳи антенна, LDO, сигнали хурди RF ва vctcxo, ки тақрибан 200 дастгоҳи дискретиро талаб мекунад; Имрӯз, мо метавонем системаи табдили басомади мустақимро бо чаҳор функсияи банд тарҳрезӣ кунем, ки филтри ҳалқаи VCO, VCXO ва PLL -ро дар бар гирад, аммо шумораи ҷузъҳои он камтар аз 50. Тасвири 1: чор банд transceiver GSM бо ҳамгироии баланд.

Масалан, трансивер trf6151 (Расми 1) -и Асбобҳои Техас барои GSM танзимгари шиддати чип, канали VCO ва VCO, назорати қувваи PA, ҳалқаи ҳалқаи филтрии PLL, назорати зина ба зина LNA ва VCXO-ро дар бар мегирад.

Барои тарроҳон, ҳамгироии пешрафта барои рафъи баъзе мушкилоти асосӣ дар RF бесим кӯмак мерасонад, ки дар байни онҳо аз ҳама асосӣ таъминоти барқ ​​DC ва танзими интиқолдиҳанда мебошад. Ҳангоми занг, шиддати батарея бо тағирёбии ҳарорат ва вақт тағир меёбад. Илова бар ин, пайвастшавии садо аз таъминоти барқ ​​TX VCO ва Rx VCO низ ба кори тамоми система таъсир мерасонад. Аз ин рӯ, тарроҳон бо мушкили ҳал кардани танзимгари тахтаи схемаи РБ ва ҷузъҳои ба ҳам алоқаманди пассивӣ дучор меоянд. Интегратсияи ин дастгоҳҳо ба интиқолдиҳандаи RF маънои онро дорад, ки танҳо ҷузъи берунии лозимӣ конденсатори оддии ҷудошаванда аст, ки мустақиман ба манбаи барқ ​​пайваст аст, ки на танҳо тарҳро содда мекунад, балки фазои тахтаи схемаро низ сарфа мекунад.

Мушкилоти дигар барои тарроҳони RF диапазони танзими VCO ва вақти басташавӣ мебошад. Дар ҳама тарҳҳои аналогии VCO. Азбаски аксар вақт мувозинати вақти қулфкунӣ ва диапазони танзим лозим аст, филтри ҳалқа одатан берун аз чип ҷойгир карда мешавад. Баъзан, инро дар назорати нармафзори диапазони танзими VCO ҳал кардан мумкин аст. Аммо, ин усул талаботҳои иловагии захираҳоро барои рушди ҳамаҷонибаи телефон пеш меорад. Вақте ки функсияи танзими рақамӣ ба VCO дохил карда мешавад ва метавонад худтанзимкуниро таъмин кунад, доираи васеи танзимро ба даст овардан мумкин аст ва унсури филтри ҳалқаро дар чип ҷойгир кардан мумкин аст. Аён аст, ки ин нақша метавонад ба муҳандисони тарроҳ имкон диҳад, ки кори худро содда кунанд.

Бо мақсади ба даст овардани назорати қувваи интиқолдиҳандае, ки системаи GSM талаб мекунад, истеҳсолкунандагони PA одатан ин функсияро ба модули тақвиятдиҳандаи барқ ​​(PAM) дохил мекунанд. Назорати барқ ​​одатан аз ҳазорҳо дарвозаҳои рақамии CMOS иборат аст, ки дар як чипи мустақил дар PAM сохта шудаанд. Ин унсур арзиши PAM -ро аз $ 0.30 ~ 0.40 доллар зиёд мекунад. Интегратсияи ин вазифа ба дастгоҳҳои RF ба истеҳсолкунандагони GaAs PAM имкон медиҳад, ки схемаҳои рақамии CMOS -ро харида, ба PAM насб накунанд. Барои OEM, ки ҳар моҳ ҳазорҳо маҳсулот истеҳсол мекунад, хориҷ кардани ин ҷузъи зиёдатӣ арзиши онҳоро хеле коҳиш медиҳад.

Соҳаи дигаре, ки ҳамгироии пешрафта метавонад сарфаи назаррасро ба бор орад, VCXO мебошад. Дар гузашта, модулҳои гарон vctcxo дар дастгоҳҳои RF ҳамчун ҷузъҳои дискретӣ харида ва тарҳрезӣ шуда буданд. Аз ин рӯ, ворид кардани ҷузъҳои умумии модулҳои vctcxo ба дастгоҳҳои RF метавонад хароҷот ва мушкилоти марбут ба тарроҳиро коҳиш диҳад. Бо истифода аз trf6151, барои анҷом додани вазифаи vctcxo танҳо кристалл ва варактори арзон лозим аст.

Сарфи назар аз ин ҳамгироӣ ва соддагардонии тарроҳӣ, муҳандисони тарроҳии РФ то ҳол бо интихоби душвор дучор мешаванд, ки яке аз онҳо ҳассосияти вуруд ва истеъмоли қувваи барқ ​​Rx мебошад. Ба ҳама маълум аст, ки ҳар қадаре ки ҷараён дар тарҳрезии баландгӯяки паст (LNA) зиёдтар истифода шавад, хусусиятҳои умумии садо пасттар мешавад. Муҳандиси тарроҳӣ бояд буҷети умумии қувваи қабулкунанда ва талаботи сатҳи ҳассосияти қабулкунандаро муайян кунад. Аммо, садо бо кам шудани қудрат кам намешавад. Дар асл, баръакс аст. Аз ин рӯ, гарчанде ки он метавонад ба тавсифи стандарти GSM ҷавобгӯ бошад, тарроҳон аксар вақт бояд аз худ бипурсанд, ки оё барои расидан ба сатҳи муайяни ҳассосӣ арзиши истеъмоли қувваи барқро пардохт кардан лозим аст ё не? Ин савол инчунин мефаҳмонад, ки чаро барои муҳандисони тарроҳӣ ва истеҳсолкунандагони IC ҳамкории зич дар тамоми раванди тарроҳӣ зарур аст. Фикру мулоҳизаҳои муҳандисони тарроҳӣ метавонанд истеҳсолкунандагони IC -ро ҳидоят кунанд, ки ҳангоми таҳияи маҳсулоти ояндаи RF ба саноати бесим беҳтар хидмат кунанд.

Рушд ба сӯи SOC

Паст кардани арзиш, қудрат ва мураккабии системаҳои бесим барои бомуваффақият қонеъ кардани талаботи ҳамгироии система хеле муҳим аст. Бо вуҷуди ин, таҳияи қарорҳои интегратсионии баланд барои телефонҳои мобилӣ аз саноати нимноқилҳо талаб мекунад, ки монеаҳои мураккаби техникиро паси сар кунанд. Баъзе аз ин монеаҳо аз ҷониби тарроҳон хеле кам ба ташвиш меоянд, зеро бисёре аз онҳо намехоҳанд бидонанд, ки дастгоҳҳои SOC чӣ гуна сохта шудаанд, ба шарте ки он иҷроиши лозимиро таъмин карда тавонад. Аз ин рӯ, зарур аст, ки фаҳмиши фаврии баъзе технологияҳои раванд, ки ба қобилият ва мавҷудияти дастгоҳҳое, ки дар ҳамгироии телефонҳои мобилӣ истифода мешаванд, таъсир расонад.

Якчанд схемаҳои имконпазири ҳамгироии системаи электронии телефони мобилӣ мавҷуданд. Аввалан, меъмории анъанавии RF -ро дар як раванди нисбатан соддаи биполярӣ ё BiCMOS бо истифода аз технологияи анъанавӣ амалӣ кардан мумкин аст. Чипи ниҳоии RF -ро бо функсияҳои мантиқи рақамии телефони мобилӣ бо истифода аз технологияи бастабандии бисёр чипӣ (технологияи бастабандии сатҳи система) метавон ҷамъ кард. Гарчанде ки ин технология бартариҳои зиёд дорад, масалан, бо истифода аз усулҳои тарроҳии RF ва равандҳо ва технологияҳои баркамол, тиҷорат кардан аз сабаби гарон ва ҳосилнокии дастгоҳҳои озмоишӣ душвор аст.

Илова бар ин, ҳамгироии системаи электронии телефони мобилиро низ метавон тавассути раванди пешрафтаи вафли BiCMOS (SiGe) ба даст овард. Аммо, азбаски коркарди дастгоҳҳои SiGe HBT раванди иловагии литографияро талаб мекунад, чипи ниҳоӣ арзиши иловагӣ талаб мекунад. Ҳамзамон, азбаски технологияи SiGe BiCMOS наметавонад раванди пешрафтаи литографияро истифода барад, раванди BiCMOS одатан аз раванди пешрафтаи рақамии CMOS ақиб мемонад. Инҳо барои баланд бардоштани хусусиятҳои телефонҳои мобилӣ ва кам кардани хароҷот фишори зиёд меоранд. Онро бо як стратегияи оддии раванди вафли ҳал кардан мумкин нест, зеро ин технология наметавонад мантиқи система ё қисми рақамиро ҳамеша бо нархи пасттарин нигоҳ дорад. Аз ин рӯ, ҳамгироии монолитии функсияи базаи фарохмаҷрои системавии қисми RF дар BiCMOS (ё SiGe) интихоби хуб нест.

Ҳалли ниҳоӣ, ки метавон баррасӣ кард, ҳамгироии RF дар CMOS мебошад, ки он ҳам бо мушкилоти назаррас рӯбарӯ аст. Гарчанде ки якчанд тарҳҳои мобилии CMOS мавҷуданд, ин тарҳҳо асосан ба вазифаҳои аналогӣ асос ёфтаанд. Татбиқи миксерҳои аналогӣ, филтрҳо ва тақвиятдиҳандаҳо бо технологияи CMOS душвор аст ва истеъмоли энергия умуман аз нақшаи SiGe BiCMOS зиёдтар аст. Бо рушди технологияи раванд, сатҳи баҳои CMOS торафт пасттар мешавад ва ин тарҳи аналогиро мушкилтар мекунад. Дар марҳилаи аввали таҳияи равандҳои нав, моделсозии дастгоҳ ва камолоти раванд умуман наметавонад ба талаботи моделсозии дақиқи параметрҳои дақиқ барои тарҳи модули аналогӣ ҷавобгӯ бошад. Аммо, меъмории рақамии ба наздикӣ таҳияшудаи CMOS RF, ҳамгироии монолитии CMOS -ро ҷолибтар мекунад.

Ин қарорҳо инчунин саноати нимноқилҳоро пеш мебаранд, зеро истеҳсолкунандагон ҳалли чипҳои сатҳи пасти системаи RF-ро меҷӯянд. Ҳарчанд ҳар як нақшаи ҳамгироӣ мушкилот дорад, аммо воқеан тааҷҷубовар аст, ки ҳамгироии ҷузъҳои РФ метавонад ба чунин сатҳи баланд бирасад. Бартараф кардани ин мушкилот дар тарҳрезии телефонҳои мобилии бесим як қадами бузурге ба пеш хоҳад гузошт ва самти ҳамгироии бештарро дар ояндаи наздик муайян хоҳад кард.

Хулосаи ин мақола

Дар ҳамгироии РФ ҳанӯз ҳам мушкилиҳои зиёд мавҷуданд. Ҳар як дастгоҳи RF -и телефони мобилии муосир бо талаботи қатъии иҷрои кор дучор мешавад. Талаботи ҳассосият тақрибан – 106дбм (106дб дар зери 1 МВт) ё баландтар аст ва сатҳи дахлдор ҳамагӣ чанд микроволт аст; Илова бар ин, интихобнокӣ, яъне қобилияти рад кардани канали муфид ба банди басомади ҳамсоя (одатан блокировка номида мешавад) бояд бо тартиби 60 дБ бошад; Илова бар ин, осциллятори система бояд дар зери садои хеле пасти марҳила кор кунад, то энергияи басташавии басташавӣ аз ворид шудани банди қабулкунанда пешгирӣ карда шавад. Интегратсияи RF аз сабаби басомади хеле баланд ва талаботҳои серталабии кор хеле душвор аст.

Коркарди стандарти чанд басомад барои тамоми басомади SOC мушкилоти воқеӣ меорад. Умедворем, ки ҳаяҷонбахшии интиқоли сигнали гурӯҳиро коҳиш медиҳад. Мазмуни ҳамгироии рақамии РФ аз гузоштани ҷузъҳои сершумори РФ дар як чип зиёдтар аст. Архитектураи нави мубодилаи сахтафзор лозим аст.

Барои тарроҳони система, дастгоҳҳои нимноқилҳои кунунии оддӣ, хеле ҳамгирошуда ва каммасраф метавонанд мураккабии тарроҳиро хеле коҳиш диҳанд. Ҳамзамон, онҳо метавонанд хусусиятҳои дастгоҳҳои бесимро ғанӣ гардонанд ва андозаи система, мӯҳлати батарея ва арзиши онро бетағйир нигоҳ доранд. Дастгоҳҳои нави муттаҳидшудаи RF инчунин метавонанд баъзе ихтилофҳоро дар тарҳрезии бесим бартараф кунанд ва вақти арзишманди муҳандисонро сарфа кунанд.