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用于实现更快RF构想的创建?椴呗

2018-07-04 10:34:29 源头:EETOP

作者:CML Microcircuits公司CTO Nigel Wilson

 

择要、市场驱能源息争决办理

 

物联网(IoT)这一日趋遍布的运用所驱动,我们生存在一个毗邻性愈来愈强的天下,电子构想须要提供无处了始终在的无线通讯。从可衣着设置装备排列到智能家电,集成RF的运用其范畴正在迅速扩展。因此,这种无线电链路(地面无线接口)的尺度数目也在迅速增长。此外,还有激进的无线数据、卫星通讯、航空以及海事等业余射频市场,以及迷信、医疗以及产业等其余运用。

 

即便是对于Wi-Fi以及蓝牙等无处了始终在的2.4GHz无线运用,由于HF、VHF以及UHF体系的多样性,较低的无线电频谱仍旧无比活泼,其中一些体系占用了以前地面播送运用的频段。面临在新产物构想中须要集成射频成果,并思量到产物上市时间了始终时增大的压力,了始终少工程师正在候发现这项使命愈来愈令人望而生畏。接收分立料现实象的激进模式将很快被维持,但电子构想仍旧须要餍足提供毗邻才气的幽微需要。

 

为了帮手解决这个费劲,RF构想职员须要寻求硅无线电提供商的帮手,这些提供商专为环球电信体系构想、开发以及供货低功耗摹拟、数字以及夹杂旌旗旗号半导体解决办理。此外,他们还提供一系列?榛唇?,可能作为“无线前端”的部门或者整个执行办理。

 

总之,词攀类器件是针对于HF / VHF / UHF构想所需的高机动度、高功能IC,可使工程师接收创建?榈哪J骄傩RF构想,这种模式通过历程运用多成果、低功耗以及杰出反对的RF IC器件来减速构想历程。

 

射频构想以及运用的挑衅

 

构想RF电路大概无比具备挑衅性。一些工程师更趣味杂谒用分立器件来创培养计。然而,思量到需模式先相助对于手而率先将产物上市的倏地成长商业压力,上述模式了始终太合乎。这些因素正在鞭策无线运用的弛缓变迁。

 

无线收集正在向更高数据速率以及更高容量演进,Wi-Fi以及蓝牙等运用便是其中的代表,这也是半导体行业的弛缓成长能源之一。这种演对于之后的构想技术提出了了始终少挑衅,特殊是对于(超)低功耗的苛刻恳求。无线办事的倏地增长使业界对于高集成度以及低资源解决办理的需要了始终时攀升,倏地增长的市场以及剧烈的相助须要无比短的体系开发周期。为了应答于这种趋向,接收无线体系的新构想模式已经成了当务之急。

 

以基于平台的构想为底子,业界表现了一种比接收分立RF器件的激进模式更好的新构想思绪,它接收炼高条理的形象,即创建?、更好的可重用性以及对于体系功能的初期思量。

 

图1:收发器构想的创建?槟J。

 

这里一个很好的例子便是无线接收器构想,一个由RF、摹拟以及夹杂旌旗旗号组件造成的庞大体系。激进上,体系构想以及分立电路构想是分开举行的。但接收创建?楣瓜肽J,无线接收器构想中的几个挑衅都获患了很好的谐以及。

 

总部位于英国的CML Microcircuits是一家提供RF创建?榻饩霭炖淼幕非虻毕绕笠,其解决办理无比合乎种种体系。下图(图2)表现了接收高集成度执行办理的榜样体系架构示例:数字/摹拟双向无线电(TWR)、无线数据(WD)遥测以及软件界说无线电(SDR)。

 

这些构想中的创建块通常包罗如下元素:

 

  • 接收器(Rx) - 构想思量因素包罗调配RF、中频(IF)以及基带(BB)电子器件的增益。
  • 发射器(Tx) - 一个射频发射器推广调制、上变频以及功率放大。
  • 收发器(XCVR) - 以上二者的组合。
  • 功率放大器(PA) - RF功率放大器是完顺利用、牢靠性以及可吸取资源的关键因素。
  • 混频器 - 具备两个弛缓成果的频率转换设置装备排列:
    • RF频率转换为中频(IF)或者基带。
    • 将BB或者IF旌旗旗号转换为更高的IF或者RF举行传输。
  • 本机振荡器(LO) - 在放大用具备餍足幅度以及相位条件的反馈路径时就可发作振荡。 压控振荡器(VCO)可用作可编程锁相环(PLL)的一部门来调谐给定频率范畴内的LO。

 

          

图2:用于创建?RF构想的榜样体系架构。

 

CML Microcircuits针对于射频构想的创建?槟J

 

假设能运用现有的商用器件来实现RF构想解决办理将彩色常无利的。CML的CM97x以及CM99x系列器件包罗集成的接收器、发射器、收发器、调制器/解调器以及PLL成果,可能减速构想历程,并收缩产物上市时间。器件的弛缓功能择要如下:

 

  • CMX971 - 这是一款具备宽频率事变范畴的高功能正交调制器。 CMX971的管制可能通过历程串行总线或者直接管制来实现,可编程成果包罗LO分频器分频比(2或者4)以及优化运行(针对于噪声或者线性)。

 

     

 

图3:接收CMX971正交解调器、CMX970 IF/RF正交解调器以及CMX983可编程基带接口IC的榜样体系运用。

 

  • CMX975 - 这是一款可能扩展CML射频创建?槠德史冻氲腎C,它具备多种成果:RF PLL/VCO、IF PLL/VCO、发送上变频混频器、接收下变频混频器以及低噪声放大器(LNA)。RF高频合成器接收小数N分频构想,运用完备集成的外部VCO或者高达6 GHz的外部VCO,事变频率高达3.6 GHz。 IF合成器接收整数N分频构想,事变频率高达1 GHz,它具备集成的VCO,只须要一个外部电感来设置频率。 Rx混频器可能设置设置装备排列摆布为镜像按捺或者通常模式,而Tx混频器可能设置设置装备排列摆布为边带按捺或者同样寻常模式。集成的LNA分三步提供18 dB的增益起飞。  

 

图4:CMX975构想用于与CML的CMX973正交调制器/解调器一起事变,以提供一个事变频率范畴为1至2.7 GHz的大略且经济高效的高频超级收发器。

 

  • CMX99x – 包罗CMX991正交收发器、CMX992正交接收器、CMX993/993W正交调制器、CMX994A/E直接转换接收器以及CMX998笛卡尔反馈环路发送器。该系列产物事变在100 MHz至1 GHz 的RF频率范畴,CMX993/993W以及CMX998的事变频率可低达30 MHz,具备无比高的机动性。这些IC可能孤独或者组合运用,可能餍足恒定包络(constant-envelope)以及线性调制体系中数据以及编码语音运行中的了始终少无线样式需要。为了节约PCB资源,这些产物只要最大量的外部电路,并接收紧凑型VQFN封装。为了实现最短的构想集成时间,CMX99x系列产物具备现成的评估以及演示帮忙以及一系列运用音讯反对。

 

     

图5:接收CMX971以及CMX994A/E举行组合构想的运用示例。

 

 

论断

 

与运用分立元件以及电路的办理比拟,接收创建?榛蛘吣?榛J骄傩RF构想具备如下弛缓优势以及短处:

 

  • 较短的构想周期。
  • 更快的产物上市时间,更短的产物赢利时间。
  • 对于实现构想只要举行更大略的测试。
  • 实现构想所需的组件更少。
  • 实现更高的牢靠性。
  • 具备更高的功能。
  • 可能更好地管制公役冗余。
  • 实现更低资源的原形产物。

 

尽管在大少数状况下运用分立元件可能为某些运用提供更高水平的机动性,但运用集成式创建?榭赡苁迪稚鲜隽谐龅牟棵牛ɑ蛘呤钦觯┯攀。CML提供的技术以及产物无比合乎这种射频构想模式。

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