Din awọn nọmba ti irinše ati ki o din agbegbe ti Circuit ọkọ nipasẹ iṣọpọ RF alailowaya

Ninu awọn ẹrọ alailowaya ti ode oni, diẹ sii ju idaji awọn paati lori igbimọ Circuit jẹ awọn ẹrọ afọwọṣe RF. Nitorinaa, ọna ti o munadoko lati dinku agbegbe igbimọ Circuit ati agbara agbara ni lati ṣe iṣọpọ RF ti o tobi pupọ ati dagbasoke si ọna chiprún ipele eto. Iwe yii ṣafihan ipo idagbasoke ti iṣọpọ RF, ati pe o fi diẹ ninu awọn iwọn ilodi si ati awọn solusan si diẹ ninu awọn iṣoro wọnyi.

Ni ọdun diẹ sẹhin, ọja foonu cellular ti jẹ gaba lori nipasẹ ẹgbẹ kan ati meji awọn foonu ipo-nikan, ati imọ-ẹrọ ti a lo jẹ nikan ??? Mu awọn ẹgbẹ cellular kan tabi meji ni gbogbo ??? Ọna ọna iṣaro kanna, ero iwọle ti ọpọlọpọ ikanni ati ilana ni a gba ni ẹgbẹ igbohunsafẹfẹ dani. Ni ifiwera, apẹrẹ ti iran tuntun ti ode oni ti awọn foonu alagbeka jẹ eka sii pupọ ati pe o le pese ẹgbẹ pupọ ati ipo pupọ ??? O ni nẹtiwọọki agbegbe ti ara ẹni Bluetooth, ipo GPS ati awọn iṣẹ miiran, ati awọn iṣẹ gbigba UWB ati TV ti bẹrẹ lati han. Ni afikun, awọn ohun elo bii ere, awọn aworan, ohun ati fidio ti di pupọ ninu awọn foonu alagbeka.

Foonu alailowaya n di ẹrọ idiju ti a pe ni ile -iṣẹ ere idaraya ti ara ẹni amusowo. Aṣa idagbasoke rẹ tẹsiwaju lati mu awọn italaya diẹ sii si awọn apẹẹrẹ. Botilẹjẹpe ni akawe pẹlu awọn foonu alagbeka pẹlu iṣẹ ohun nikan, iran tuntun ti awọn foonu alagbeka ti pọ si ni pataki ni sisọ ibaraẹnisọrọ, sisẹ ohun elo, nọmba awọn atọkun RF ati agbara iranti iṣọpọ, awọn olumulo tun nireti awọn foonu alagbeka lati ni iwọn kekere, apẹrẹ ṣiṣan, kekere idiyele ati ifihan awọ nla, O le pese imurasilẹ ati akoko ọrọ ti o jọra si awọn foonu ohun ibile. Mimu iwọn apapọ ti o wa tẹlẹ ati agbara agbara, ṣugbọn ṣiṣe iṣẹ ṣiṣe pọ si ni pataki, lakoko mimu eto eto lapapọ ko yipada, gbogbo awọn wọnyi ṣe ọpọlọpọ awọn iṣoro si awọn apẹẹrẹ eto.

O han ni, iṣoro naa pẹlu gbogbo awọn apakan ti apẹrẹ gbogbo eto, ati awọn olupese ti gbogbo ibaraẹnisọrọ alailowaya ati akoonu ere idaraya. Agbegbe kan ti o munadoko ni pataki ni idinku agbegbe igbimọ ati agbara agbara jẹ apakan RF ti apẹrẹ eto alailowaya. Eyi jẹ nitori ninu foonu alagbeka aṣoju ti ode oni, diẹ sii ju idaji awọn paati lori ọkọ jẹ awọn paati analog RF, eyiti o jẹ akọọlẹ fun 30-40% ti gbogbo agbegbe igbimọ, gẹgẹbi awọn eto RF Bluetooth bii GPS ati WLAN yoo tun pupọ mu awọn ibeere fun aaye kun.

Ojutu ni lati ṣe iṣọpọ RF ti o tobi pupọ ati nikẹhin dagbasoke sinu chiprún ipele ipele eto ni kikun. Diẹ ninu awọn apẹẹrẹ fi awọn oluyipada afọwọṣe si oni-nọmba sinu eriali lati dinku aaye igbimọ Circuit lapapọ ti o nilo fun awọn iṣẹ RF. Nigbati imọ -ẹrọ iṣọpọ semikondokito le ṣepọ awọn iṣẹ diẹ sii ninu ẹrọ kan, nọmba awọn ẹrọ ọtọtọ ati aaye igbimọ Circuit ti a lo lati gba awọn ẹrọ wọnyi yoo dinku ni ibamu. Bi ile -iṣẹ naa ṣe nlọ si ọna iṣọpọ chiprún ipele eto, awọn apẹẹrẹ yoo tẹsiwaju lati wa awọn imọ -ẹrọ tuntun lati pade ilodi laarin idaamu RF ti o ga julọ ati igbesi aye batiri gigun ni awọn ẹrọ alailowaya kekere.

Ipo idagbasoke ti iṣọpọ RF

Idagbasoke pataki ti iṣọpọ RF farahan ni bii ọdun meji sẹhin. Ni akoko yẹn, idagbasoke ti imọ -ẹrọ RF ati modẹmu baseband oni -nọmba jẹ ki o ṣee ṣe lati rọpo awọn ẹrọ RF superheterodyne pẹlu awọn olugba iyipada taara taara ni awọn foonu alagbeka alailowaya. Awọn ẹrọ RF Superheterodyne lo awọn aladapọ multistage, awọn asẹ ati ọpọ awọn oscillators ti a ṣakoso (VCOs), eyiti a ti lo daradara fun ọpọlọpọ ọdun, ṣugbọn iṣọpọ ti awọn iyipada RF igbohunsafẹfẹ taara le dinku nọmba lapapọ ti awọn paati GSM RF. Ni ipari awọn ọdun 1990, aṣoju alailẹgbẹ kan superheterodyne RF subsystem to wa PA, iyipada eriali, LDO, RF ifihan agbara kekere ati vctcxo, to nilo nipa awọn ẹrọ adaṣe 200; Loni, a le ṣe apẹrẹ eto iyipada igbohunsafẹfẹ taara pẹlu iṣẹ ẹgbẹ mẹrin, eyiti o ṣepọ VCO, VCXO ati àlẹmọ lupu PLL, ṣugbọn nọmba awọn paati rẹ kere ju 50. Nọmba 1: transceiver GSM band mẹrin pẹlu iṣọpọ giga.

Fun apẹẹrẹ, transceiver trf6151 (Eeya 1) ti Awọn ohun elo Texas fun GSM pẹlu oluṣakoso foliteji on-chip, VCO ati ikanni VCO, iṣakoso agbara PA, PLL loop filter blocker detection, LNA gain step-by-step control and VCXO.

Fun awọn apẹẹrẹ, iṣọpọ ilọsiwaju ṣe iranlọwọ lati bori diẹ ninu awọn iṣoro pataki ni RF alailowaya, laarin eyiti eyiti ipilẹ julọ jẹ ipese agbara DC ati ilana ti transceiver. Lakoko ipe, foliteji batiri yoo yipada pẹlu iyipada iwọn otutu ati akoko. Ni afikun, idapọ ariwo lati TX VCO ati ipese agbara Rx VCO yoo tun kan iṣẹ ṣiṣe ti gbogbo eto. Nitorinaa, awọn apẹẹrẹ dojukọ iṣoro ti bii o ṣe le yanju olutọsọna igbimọ Circuit RF ati awọn paati papọ ti o ni ibatan julọ. Ijọpọ awọn ẹrọ wọnyi sinu olugba RF tumọ si pe paati ita nikan ti o nilo ni kapasito fifọ rọrun, eyiti o sopọ taara si ipese agbara, eyiti kii ṣe irọrun apẹrẹ nikan, ṣugbọn tun fi aaye igbimọ Circuit pamọ.

Ipenija miiran fun awọn apẹẹrẹ RF jẹ ibiti iṣatunṣe VCO ati akoko titiipa. Ninu gbogbo awọn apẹrẹ VCO afọwọṣe. Nitori igbagbogbo o jẹ dandan lati dọgbadọgba akoko titiipa ati iwọn ṣiṣatunṣe, àlẹmọ lupu ni igbagbogbo gbe ni ita chiprún. Nigba miiran, eyi le ṣee yanju ni iṣakoso sọfitiwia ti ibiti ṣiṣatunṣe VCO. Bibẹẹkọ, ọna yii gbe awọn ibeere orisun afikun siwaju fun idagbasoke gbogbogbo ti tẹlifoonu. Nigbati iṣẹ iṣatunṣe oni -nọmba ba wa ninu VCO ati pe o le pese isọdiwọn ara ẹni, a le gba ibiti o ti tunṣe ti o gbooro sii, ati pe ohun elo àlẹmọ lupu ni a le gbe sinu chiprún. O han ni, ero yii le jẹ ki awọn ẹlẹrọ apẹrẹ lati jẹ ki iṣẹ wọn rọrun.

Lati le gba iṣakoso agbara atagba ti o nilo nipasẹ eto GSM, awọn olupese PA ni gbogbogbo pẹlu iṣẹ yii ninu modulu ampilifaya agbara (PAM). Oluṣakoso agbara jẹ igbagbogbo ti o to ẹgbẹẹgbẹrun awọn ẹnu -ọna CMOS oni -nọmba, eyiti a ṣe ni chiprún ominira ni PAM. Ẹya yii yoo mu idiyele PAM pọ si nipasẹ US $ 0.30 ~ 0.40. Ijọpọ iṣẹ yii sinu awọn ẹrọ RF yoo jẹ ki awọn aṣelọpọ GaAs PAM maṣe ra awọn iyika CMOS oni -nọmba ki o fi wọn sinu PAM. Fun OEM ti n ṣe ẹgbẹẹgbẹrun awọn ọja ni gbogbo oṣu, yiyọ paati apọju yoo dinku idiyele wọn ni pataki.

Agbegbe miiran nibiti iṣọpọ ilọsiwaju le mu awọn ifowopamọ idaran jẹ VCXO. Ni iṣaaju, awọn modulu vctcxo gbowolori ti ra ati ṣe apẹrẹ ni awọn ẹrọ RF bi awọn paati ọtọ. Nitorinaa, iṣakojọpọ awọn paati ti o wọpọ ti awọn modulu vctcxo sinu awọn ẹrọ RF le dinku awọn idiyele ati awọn iṣoro apẹrẹ ti o ni ibatan. Lilo trf6151, kirisita ti ko ni idiyele ati varactor nikan ni a nilo lati pari iṣẹ ti vctcxo.

Laibikita iṣọpọ wọnyi ati irọrun irọrun, awọn ẹlẹrọ apẹrẹ RF tun dojuko awọn yiyan ti o nira, ọkan ninu eyiti o jẹ ifamọra titẹ sii ati agbara agbara Rx. O mọ daradara pe o tobi lọwọlọwọ ti o lo ninu apẹrẹ ti ariwo ariwo kekere (LNA), isalẹ awọn abuda ariwo lapapọ. Onimọn ẹrọ apẹrẹ gbọdọ pinnu isuna agbara lapapọ ti olugba ati awọn ibeere ipele ifamọ ti olugba. Sibẹsibẹ, ariwo ko dinku pẹlu idinku agbara. Ni otitọ, o jẹ idakeji. Nitorinaa, botilẹjẹpe o le pade sipesifikesonu boṣewa GSM, awọn apẹẹrẹ gbọdọ nigbagbogbo beere lọwọ ararẹ boya o tọ lati san idiyele ni agbara agbara lati ṣaṣeyọri ipele ifamọ kan. Ibeere yii tun ṣalaye idi ti o fi jẹ dandan fun awọn ẹlẹrọ apẹrẹ ati awọn aṣelọpọ IC lati fọwọsowọpọ ni pẹkipẹki ni gbogbo ilana apẹrẹ. Idahun lati ọdọ awọn ẹlẹrọ apẹrẹ le ṣe itọsọna awọn aṣelọpọ IC lati sin ile -iṣẹ alailowaya dara julọ nigbati o ba ndagba awọn ọja RF iwaju.

Idagbasoke si ọna SOC

Idinku idiyele, agbara ati idiju ti awọn eto alailowaya jẹ pataki pupọ lati ṣaṣeyọri awọn ibeere ti isomọ eto. Sibẹsibẹ, idagbasoke awọn solusan iṣọpọ giga fun awọn foonu alagbeka nilo ile -iṣẹ semikondokito lati bori awọn idiwọ imọ -ẹrọ ti o nipọn. Diẹ ninu awọn idiwọ wọnyi jẹ ṣọwọn fiyesi nipasẹ awọn apẹẹrẹ, nitori ọpọlọpọ ninu wọn ko fẹ lati mọ bi a ṣe ṣe awọn ẹrọ SOC, Niwọn igba ti o le pese iṣẹ ṣiṣe ti o nilo. Nitorinaa, o jẹ dandan lati ni oye iyara ti diẹ ninu awọn imọ -ẹrọ ilana, eyiti yoo kan ipa ati wiwa awọn ẹrọ ti a lo ninu iṣọpọ foonu alagbeka.

Awọn eto iṣeeṣe pupọ lo wa fun iṣọpọ ti ẹrọ itanna RF foonu alagbeka. Ni akọkọ, faaji RF ibile le ṣe imuse ni bipolar ti o rọrun tabi ilana BiCMOS nipa lilo imọ -ẹrọ ibile. Chiprún RF ikẹhin le ṣajọpọ pẹlu awọn iṣẹ ọgbọn oni nọmba oni foonu alagbeka nipa lilo imọ -ẹrọ apoti pupọ (imọ -ẹrọ iṣakojọpọ ipele). Botilẹjẹpe imọ -ẹrọ yii ni awọn anfani lọpọlọpọ, bii lilo awọn ọna apẹrẹ RF ti o faramọ ati awọn ilana ogbo ati awọn imọ -ẹrọ, o nira lati ṣe iṣowo nitori idiyele giga ati ikore ti awọn ẹrọ idanwo.

Ni afikun, iṣọpọ ti eto itanna foonu alagbeka tun le gba nipasẹ ilana wafer BiCMOS (SiGe) ti ilọsiwaju. Sibẹsibẹ, nitori sisẹ awọn ẹrọ SiGe HBT nilo ilana lithography ni afikun, chiprún ikẹhin yoo nilo idiyele afikun. Ni akoko kanna, nitori imọ -ẹrọ SiGe BiCMOS ko le lo ilana lithography to ti ni ilọsiwaju, ilana BiCMOS nigbagbogbo n ṣe ẹhin ilana CMOS oni -nọmba ti ilọsiwaju. Iwọnyi yoo mu titẹ nla lati mu awọn abuda ti awọn foonu alagbeka pọ si ati dinku awọn idiyele. Ko le yanju pẹlu ilana ilana wafer ti o rọrun, nitori imọ -ẹrọ yii ko le pa ọgbọn eto tabi apakan oni -nọmba ni idiyele ti o kere julọ ni gbogbo igba. Nitorinaa, iṣọpọ monolithic ti iṣẹ ipilẹ baseband eto RF apakan ni BiCMOS (tabi SiGe) kii ṣe yiyan ti o dara.

Ojutu ikẹhin ti a le gbero jẹ iṣọpọ RF ni CMOS, eyiti o tun dojuko awọn italaya nla. Botilẹjẹpe ọpọlọpọ awọn aṣa RF cellular CMOS wa, awọn apẹrẹ wọnyi da lori awọn iṣẹ analog. O nira lati ṣe awọn aladapo afọwọṣe, awọn asẹ ati awọn amplifiers pẹlu imọ -ẹrọ CMOS, ati agbara agbara ni gbogbogbo tobi ju ero SiGe BiCMOS lọ. Pẹlu idagbasoke ti imọ -ẹrọ ilana, ipele ti o ni iṣiro CMOS n ni isalẹ ati isalẹ, eyiti o jẹ ki apẹrẹ analog nira sii. Ni ipele ibẹrẹ ti dagbasoke awọn ilana tuntun, awoṣe ẹrọ ati idagbasoke ilana ni gbogbogbo ko le pade awọn ibeere ti iṣapẹẹrẹ paramita giga ti o nilo fun apẹrẹ module afọwọṣe. Bibẹẹkọ, faaji oni -nọmba CMOS RF ti o ṣẹṣẹ ṣẹṣẹ jẹ ki iṣọkan CMOS monolithic jẹ diẹ ti o wuyi.

Awọn solusan wọnyi tun wakọ ile-iṣẹ semikondokito bi awọn aṣelọpọ n wa awọn solusan chiprún ipele eto RF kekere. Botilẹjẹpe ero iṣọpọ kọọkan ni awọn iṣoro, o jẹ iyalẹnu nitootọ pe isọdọkan paati RF le de iru ipele giga bẹ. Bibori awọn iṣoro wọnyi yoo ṣe igbesẹ nla siwaju ninu apẹrẹ ti awọn foonu alagbeka alailowaya ati ṣeto itọsọna fun iṣọpọ nla ni ọjọ iwaju to sunmọ.

Ipari iwe yii

Ọpọlọpọ awọn iṣoro tun wa ninu isọdọkan RF. Gbogbo ẹrọ RF ti foonu alagbeka ode oni dojuko pẹlu awọn ibeere iṣẹ ṣiṣe ti o muna. Ibeere ifamọ jẹ nipa – 106dbm (106db ni isalẹ 1 MW) tabi ga julọ, ati ipele ti o baamu jẹ microvolts diẹ nikan; Ni afikun, yiyan, iyẹn ni, agbara ijusile ti ikanni ti o wulo si ẹgbẹ igbohunsafẹfẹ ti o wa nitosi (eyiti a tọka si nigbagbogbo bi ìdènà), yẹ ki o wa ni aṣẹ 60dB; Ni afikun, oscillator eto ni a nilo lati ṣiṣẹ labẹ ariwo alakoso pupọ lati ṣe idiwọ idiwọ didi agbara lati titẹ si ẹgbẹ gbigba. Ijọpọ RF jẹ nira pupọ nitori igbohunsafẹfẹ ti o ga pupọ ati awọn ibeere iṣẹ ṣiṣe eletan pupọ.

Ṣiṣeto boṣewa igbohunsafẹfẹ pupọ mu ipenija gidi wa si gbogbo igbohunsafẹfẹ SOC. A nireti lati dinku inudidun ti ipilẹṣẹ nipasẹ gbigbe ifihan ifihan ẹgbẹ. Akoonu ti iṣọpọ RF oni nọmba jẹ diẹ sii ju fifi ọpọlọpọ awọn paati RF sinu chiprún kan. A nilo faaji tuntun ti pinpin ohun elo.

Fun awọn apẹẹrẹ eto, rọrun lọwọlọwọ, iṣọpọ pupọ ati awọn ẹrọ semikondokito ti o ni idiyele le dinku idiwọn apẹrẹ pupọ. Ni akoko kanna, wọn le ṣe alekun awọn abuda ti awọn ẹrọ alailowaya ati tọju iwọn eto, igbesi aye batiri ati idiyele ko yipada. Awọn ẹrọ RF tuntun ti a ṣepọ pupọ tun le yọkuro diẹ ninu awọn ariyanjiyan ni apẹrẹ alailowaya ati ṣafipamọ akoko iyebiye ti awọn ẹlẹrọ.