|
作為目前在世界上使用最為廣泛的移動(dòng)通信標準，自從九十年代開(kāi)始在全球大規模商用以來(lái)，GSM一直展示出強大的生命力。不管是在GSM的發(fā)源地歐洲，還是在移動(dòng)通信的新興市場(chǎng)亞洲、非洲，GSM系統都擁有最為成熟和完善的產(chǎn)業(yè)鏈和用戶(hù)群，涵蓋了系統、終端、設備、軟件、測試等等領(lǐng)域。隨著(zhù)GPRS、EDGE等可以進(jìn)一步豐富GSM數據應用的技術(shù)開(kāi)始應用，在今后的相當長(cháng)的時(shí)間內，GSM憑借廣泛的網(wǎng)絡(luò )覆蓋、可靠的通信質(zhì)量、低廉的資費，必將構造和3G標準共存雙贏(yíng)的格局。 手機終端作為和用戶(hù)接觸最為緊密的產(chǎn)品，其價(jià)格、性能、體積、節能是用戶(hù)在選購時(shí)的首要考慮因素。于是手機終端設計廠(chǎng)商在比較各種解決方案時(shí)，集成度、性能、功耗都是重要的參考因素。 手機終端中最重要的核心是射頻芯片和基帶芯片，射頻芯片負責射頻收發(fā)、頻率合成、功率放大;基帶芯片負責信號處理和協(xié)議處理。最早期的GSM終端，射頻部分都是使用雙極工藝的分立元件，需要超過(guò)70顆芯片和元器件，面積大、成本高。隨著(zhù)九十年代末期CMOS射頻工藝的進(jìn)步和成熟，使用和數字工藝兼容的CMOS工藝制造高性能、高集成度的射頻芯片逐步成為潮流。 RDA6205芯片基本特性 RDA6205是由銳迪科微電子研發(fā)的收發(fā)器芯片，這是一款高性能、全集成CMOS GSM收發(fā)器芯片，封裝后芯片尺寸只有5mm×5mm。該芯片中集成了LNA、混頻器、濾波器、模數轉換器(ADC)、DSP、PLL頻率合成器和模擬基帶接口。只需少量外圍元件，就能構成完整的射頻子系統，并且可以通過(guò)內置的通用模擬基帶接口和市場(chǎng)主流的多種基帶芯片通信。 作為一款全集成的GSM射頻收發(fā)器芯片，RDA6205有著(zhù)優(yōu)異的射頻性能，其GSM頻段接收靈敏度達-108dBm，遠超過(guò)GSM標準規定的-102dBm;其發(fā)射頻譜400kHz的ACPR達到-70dBc，比同類(lèi)產(chǎn)品提高了3~5dB。 RDA6205芯片同時(shí)支持數字補償晶振(DCXO)，使得整個(gè)系統可以非常魯棒地抵御溫度變化帶來(lái)的頻率漂移，進(jìn)而滿(mǎn)足發(fā)射接收頻偏 圖1：RDA6205的功能模塊圖 當RDA6205芯片工作在接收模式時(shí)，需要將任意強度的射頻信號變成基本恒定強度的基帶信號，然后送給基帶芯片。微弱的射頻信號，通過(guò)差分端口輸入芯片，首先進(jìn)入前端的LNA，LNA在不引入太大額外噪聲的條件下，可以將輸入信號放大20dB，大大降低接收鏈路其它電路對自身噪聲的要求。隨后信號進(jìn)入正交下變頻混頻器，下變頻到100kHz的近零中頻。由于在現實(shí)復雜的GSM空中網(wǎng)絡(luò )環(huán)境中，我們期望接收的信號附近往往存在著(zhù)很大的干擾信號(block signal)，所以經(jīng)過(guò)正交下變頻后的信號，需要通過(guò)一個(gè)中心頻率在100kHz的復數帶通濾波器，濾除帶外的干擾信號。完成濾波操作后的信號直接送到高精度高動(dòng)態(tài)范圍的Δ-Σ模數轉換器中，被轉化成數字信號。 RDA6205內置了一個(gè)功能強勁的專(zhuān)用DSP單元，從ADC送出的數字信號，將在這里進(jìn)行數字下變頻、直流偏移消除(DC cancel)、頻率選擇濾波等功能。隨后，處理好的信號通過(guò)一個(gè)可靈活編程的模數轉換器(DAC)送給基帶芯片的模擬接口。 RDA6205的整個(gè)接收鏈路增益靈活可調，最大可以提供超過(guò)100dB的增益范圍，在基帶芯片的AGC策略下，RDA6205可以在保證足夠信躁比的同時(shí)，輕松處理從-102dBm到-15dBm各種強度的射頻輸入信號。當RDA6205芯片工作在發(fā)射模式時(shí)，需要將基帶芯片送來(lái)的模擬基帶信號，變成射頻信號，驅動(dòng)射頻前端功率放大器(PA)發(fā)射出去。 由于GSM標準采用了GMSK這樣恒定包絡(luò )調制方式，所有有用的信息都是攜帶在射頻信號的相位域上，所以RDA6205使用了先進(jìn)的直接調制發(fā)射結構(Direct Modulation)。 基帶芯片輸入的模擬基帶信號，首先被RDA6205芯片中的ADC采樣量化，然后判決出其中攜帶的相位調制信息，將此相位調制信息進(jìn)行微分處理，然后通過(guò)Δ-Σ PLL，將調制信息疊加到當前的載波頻率值上，這樣PLL輸出的本振信號就是已經(jīng)調制過(guò)的射頻發(fā)射信號。PLL輸出的射頻調制信號通過(guò)功率放大器驅動(dòng)模塊，可以直接驅動(dòng)50Ω的功率放大器。 RDA6205通過(guò)采用先進(jìn)的發(fā)射結構，獲得了優(yōu)異的發(fā)射頻譜指標，其在400kHz點(diǎn)的ACPR指標，比傳統方案提高了3~5dB。 RDA6205芯片應用 如圖2所示，RDA6205可以和多種市場(chǎng)主流的基帶芯片配合，實(shí)現GSM的整體解決方案，設計出體積小巧、性能優(yōu)異、成本低廉的GSM用戶(hù)終端。 圖2：RDA6205典型應用圖 得益于RDA6205的高集成度，整個(gè)終端解決方案的射頻部分，只包括射頻天線(xiàn)、功放開(kāi)關(guān)模塊、射頻聲表面波濾波器(SAW)和少量的分產(chǎn)元件，不僅大大降低了元件成本，而且減少了射頻PCB的設計難度。 同時(shí)，相對于傳統的超外差方案，應用RDA6205的GSM用戶(hù)終端，由于射頻部分的分立元件少、集成度高，從天線(xiàn)接收下來(lái)射頻信號，通過(guò)前端開(kāi)關(guān)后，就直接進(jìn)入RDA6205芯片內部，所有的模擬信號處理過(guò)程都在芯片內部完成，避免了PCB上的各種干擾信號對射頻電路的直接影響，大大提高了整個(gè)射頻系統的抗干擾性能。 而傳統的超外差方案，由于不得不使用中頻濾波器等外圍元件，不僅在PCB的面積上受到很大限制，而且由于比較敏感的中頻信號在片外的PCB上容易受到干擾，對PCB的設計和制造工藝都有較高的要求，容易造成量產(chǎn)中整機良率的下降。 隨著(zhù)FM、DVB、MP3、MP4等等多媒體應用在終端的進(jìn)一步普及，以及用戶(hù)對終端小型化、多功能化需求的進(jìn)一步上升，使用全集成RDA6205的手機應用將在未來(lái)的市場(chǎng)中大放異彩。 |
