手机射频模块RF收发器
收发器是手机射频的核心处理单元,主要包括收信单元和发信单元,前者完成对接收信号的放大,滤波和下变频最终输出基带信号。通常采用零中频和数字低中频的方式实现射频到基带的变换;后者完成对基带信号的上变频、滤波、放大。主要采用二次变频的方式实现基带信号到射频信号的变换。当射频/中频(RF/IF)IC接收信号时,收信单元接受自天线的信号(约800Hz~3GHz)经放大、滤波与合成处理后,将射频信号降频为基带,接着是基带信号处理;而RF/IFIC发射信号时,则是将20KHz以下的基带,进行升频处理,转换为射频频带内的信号再发射出去。
前些年收发器领域厂家分为两大类,一类是依托基频平台,将收发器作为平台的一部分,如高通、NXP、飞思卡尔和联发科。这是因为收发器与基频的关系非常密切,两者通常需要协同设计。另一类是专业的射频厂家,不依靠基频平台来拓展收发器市场,如英飞凌、意法半导体、和Skyworks。
随着收发器向集成化和多模化发展,单模的收发器已经完全集成到基频里。不同频段和制式的射频前端器件也一直在以不同的方式集生产。分立的RF收发器越来越少见。
手机射频前端模块(FEM)
前端模块集成了开关和射频滤波器,完成天线接收和发射的切换、频段选择、接收和发射射频信号的滤波。在2GHz以下的频段,许多射频前端模块以互补金属氧化物半导体 (CMOS)、双极结型晶体管 (BJT)、硅锗 (SiGe)或Bipolar CMOS等硅集成威廉希尔官方网站
制程设计,逐渐形成主流。由于硅集成威廉希尔官方网站
具有成熟的制程,足以设计庞大复杂的威廉希尔官方网站
,加上可以与中频与基频威廉希尔官方网站
一起设计,因而有极大的发展潜力。其它异质结构晶体管亦在特殊用途的威廉希尔官方网站
崭露头角;然而在5GHz以上的频段,它在低噪声特性、高功率输出、功率增加效率的表现均远较砷化镓场效晶体管逊色,现阶段砷化镓场效晶体管制程仍在电性功能的表现上居优势。射频前端模块威廉希尔官方网站
设计以往均着重功率放大器的设计,追求低电压操作、高功率输出、高功率增加效率,以符合使用低电压电池,藉以缩小体积,同时达到省电的要求。功率增加效率与线性度往往无法兼顾,然而在大量使用数字调变技术下,如何保持良好的线性度,成为必然的研究重点。
比如,2013年初出现的高集成智能手机前端模块,除了覆盖传统的GSM850、900、1800和1900 MHz频段以外,还涵盖WCDMA 第1、2、4和5频段,以及LTE第2、4、5和17频段。除三个声表面波滤波器和五个双工器以外,该模块还包含频段选择开关和解码器,同时在天线输出端还带有可防护高达4 kV的ESD保护威廉希尔官方网站
。
手机RF模块发展趋势
随着手机制造商继续开发支持更多的频段和精简射频架构的手机,将3G手机中使用的GSM、EDGE、WCDMA和HSPA等多种频段和空中接口模块整合在一个高度集成、经过优化的RF模块中,已经成为3G手机设计射频方案的首选。
手机中的射频(RF)前端将越来越多地采用集成模块,因为它可以使子系统简化、成本下降和尺寸缩小,为手机增加新功能、节省提供空间,并为实现单芯片前端解决方案创造条件。随着前端模块(FEMs)到射频(RF)收发器模块相继投入使用,手机RF前端的整合之路一直在持续发展。事实上,早在RF收发器采用直接转换或零中频(ZIF)架构(先消除中频段,随后消除IF声表面波滤波器)的时候,前端集成就已经开始了。随着收发器架构的演进,外部合成元件(即电压控制振荡器和锁相环)已经被直接集成在收发器的芯片中。高集成度实现了成本的降低以及威廉希尔官方网站
板尺寸的减小。向高集成度发展的趋势没有任何停止的迹象。不过,由于集成的途径非常多,因此在设计时必须仔细加以考虑。
高通推出PA,完善其平台化手机解决方案就是一个集成化的例子。此前手机平台方案主要包括手机基带芯片、应用处理器、射频芯片、电源管理以及连接芯片,PA没有在平台方案内,而是有其单独的供应商。高通推出PA,更多的是想使其解决方案更趋‘平台化’。
手机射频模块RF收发器
收发器是手机射频的核心处理单元,主要包括收信单元和发信单元,前者完成对接收信号的放大,滤波和下变频最终输出基带信号。通常采用零中频和数字低中频的方式实现射频到基带的变换;后者完成对基带信号的上变频、滤波、放大。主要采用二次变频的方式实现基带信号到射频信号的变换。当射频/中频(RF/IF)IC接收信号时,收信单元接受自天线的信号(约800Hz~3GHz)经放大、滤波与合成处理后,将射频信号降频为基带,接着是基带信号处理;而RF/IFIC发射信号时,则是将20KHz以下的基带,进行升频处理,转换为射频频带内的信号再发射出去。
前些年收发器领域厂家分为两大类,一类是依托基频平台,将收发器作为平台的一部分,如高通、NXP、飞思卡尔和联发科。这是因为收发器与基频的关系非常密切,两者通常需要协同设计。另一类是专业的射频厂家,不依靠基频平台来拓展收发器市场,如英飞凌、意法半导体、和Skyworks。
随着收发器向集成化和多模化发展,单模的收发器已经完全集成到基频里。不同频段和制式的射频前端器件也一直在以不同的方式集生产。分立的RF收发器越来越少见。
手机射频前端模块(FEM)
前端模块集成了开关和射频滤波器,完成天线接收和发射的切换、频段选择、接收和发射射频信号的滤波。在2GHz以下的频段,许多射频前端模块以互补金属氧化物半导体 (CMOS)、双极结型晶体管 (BJT)、硅锗 (SiGe)或Bipolar CMOS等硅集成威廉希尔官方网站
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设计以往均着重功率放大器的设计,追求低电压操作、高功率输出、高功率增加效率,以符合使用低电压电池,藉以缩小体积,同时达到省电的要求。功率增加效率与线性度往往无法兼顾,然而在大量使用数字调变技术下,如何保持良好的线性度,成为必然的研究重点。
比如,2013年初出现的高集成智能手机前端模块,除了覆盖传统的GSM850、900、1800和1900 MHz频段以外,还涵盖WCDMA 第1、2、4和5频段,以及LTE第2、4、5和17频段。除三个声表面波滤波器和五个双工器以外,该模块还包含频段选择开关和解码器,同时在天线输出端还带有可防护高达4 kV的ESD保护威廉希尔官方网站
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随着手机制造商继续开发支持更多的频段和精简射频架构的手机,将3G手机中使用的GSM、EDGE、WCDMA和HSPA等多种频段和空中接口模块整合在一个高度集成、经过优化的RF模块中,已经成为3G手机设计射频方案的首选。
手机中的射频(RF)前端将越来越多地采用集成模块,因为它可以使子系统简化、成本下降和尺寸缩小,为手机增加新功能、节省提供空间,并为实现单芯片前端解决方案创造条件。随着前端模块(FEMs)到射频(RF)收发器模块相继投入使用,手机RF前端的整合之路一直在持续发展。事实上,早在RF收发器采用直接转换或零中频(ZIF)架构(先消除中频段,随后消除IF声表面波滤波器)的时候,前端集成就已经开始了。随着收发器架构的演进,外部合成元件(即电压控制振荡器和锁相环)已经被直接集成在收发器的芯片中。高集成度实现了成本的降低以及威廉希尔官方网站
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高通推出PA,完善其平台化手机解决方案就是一个集成化的例子。此前手机平台方案主要包括手机基带芯片、应用处理器、射频芯片、电源管理以及连接芯片,PA没有在平台方案内,而是有其单独的供应商。高通推出PA,更多的是想使其解决方案更趋‘平台化’。
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