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最恰当的多模手机发射架构

在竞争激烈的GSM电话终端市场上,终端制造商开始期待可以加快开发速度和缩短开发周期的解决方案。由于越来越多功能丰富的新型手机开始集成百万像素数字

在竞赛剧烈的GSM电话终端商场上,终端制作商开端等待可以加速开发速度和缩短开发周期的处理计划。由于越来越多功用丰厚的新式手机开端集成百万像素数字相机、蓝牙技能和多媒体功用,规划者开端寻觅标准更小和集成度更高的发射和接纳RF模块,它们可以在供给杰出功用水平的一同占用更小的板空间。

为了可以让更多的规划师快速完结这些日益杂乱的新式手机终端的规划与开发,元器材处理计划供货商在怎么去满意一些存在固有对立的规划要求方面面对着应战。为了满意这些商场需求,RF Micro Devices(RFMD)公司的规划人员开宣布了RF7115发射模块(TxM)。

这种发射模块使得GSM射频前端向完成全面集成又前进了一步。作为该运用商场的一家首要元件供货商,咱们见证了分立式射频前端处理计划的规划杂乱性,这一杂乱性常常导致GSM手机制作商无法顺畅地进入量产阶段。这一体会促进咱们开宣布了一种嵌入功率放大器(PA)裸片和匹配电路的模块,并称之为功率放大器模块(PAM)。在此基础上,咱们又进一步在PAM中嵌入了集成的功率操控,它可以代替杂乱且活络的操控环路,这一环路的规划意图是使PA输出可以很好地转化成GMSK突发模板(burst template)。

在GMSK形式,为了满意ETSI规则的时序标准或约束,PA有突发时序要求。一个突发模板简略来说便是TxM模块操控信号的主张或完成时序,它用来确保在一个发射突发脉冲的上升和下降阶段,一切的ETSI约束都能得到满意。这一革命性技能进步可把电话渠道的开发时刻缩短1/4。

TxM的长处

除了标准减小和元件数量削减等清楚明了的长处之外,同分立完成计划比较,TxM还在哪些方面的确给规划者带来了长处呢?

下降Tx和Rx途径上的刺进丢失

一般来说,发射模块经过集成恣意数意图开关装备和内部架构来完成天线开关功用。常见的TxM模块架构包括两个Tx途径开关和3或4个Rx途径开关,并经过一个公共节点连接到天线。典型的装备选用SPXT或级联规划。

虽然前期的开关模块绝大部分选用PIN二极管完成,但较新的规划都运用定制pHEMT开关规划来完成相似的或更好的功用。在各种开关规划计划中,根据pHEMT的规划的一个实在长处是下降了经过开关的刺进丢失(IL)。

经过对pHEMT开关的引脚和谐波匹配滤波器进行精心的规划,可以把在Tx信号途径上的刺进丢失降到最小。经过尽或许地下降刺进丢失,PA输出功率可以更高效地传送到天线。这在TxM中是可以做到的,由于规划者对PA输出匹配和对匹配/网格(filet)及pHEMT输入的操控有充沛的了解。与现在的PAM和ASM(天线开关模块)组合计划比较,这可给规划师带来某种程度的活络性。这是或许的,由于TxM规划师现已不再被约束在50欧姆的输出环境中。他可以挑选适宜的阻抗来同放大器的输出进行匹配(典型值为2-4欧姆),并把它直接同一个pHEMT开关相匹配。这意味着只运用了一个匹配网络,因而可削减丢失(见图1)。

刺进丢失之所以能减小,是由于你无需再执即将PA输出端和ASM输入端的阻抗转化到50欧姆的使命。这可削减高达0.5dB的发射链丢失,然后可为GSM形式节约150mA,为PCS/DCS形式节约90mA。

相似地,接纳途径(Rx)内部匹配拓扑也得益于50欧姆转化的消除,在TxM的Rx侧可以得到相同的长处。Rx刺进丢失的下降进步了Rx活络度。

改善谐波功用

跟着上市时刻的重要性不断进步,规划复用已成为开发者所面对的一个一同课题,这导致了越来越多的手机开发渠道的呈现。咱们现已看到,这一根据渠道的开发趋势已越来越显着,未来许多手机规划都将选用射频收发器和PA+ASM的组合处理计划。但当把这个“闻名”的渠道运用于不同形状因子的规划时却遇到了许多困难。尤其是,蛤壳、糖棒和滑盖形手机形状因子都形成了天线与射频modem之间的不匹配和PCB功用的改动。因而,在一个形状因子下作业杰出的渠道与在另一个形状因子下的体现或许有很大不同,这一般会形成全体功用的下降。在这些状况下,天线不同一般是闯祸首恶。

射频渠道规划师可以得益于具有一个严密操控的PA输出、谐波滤波器和开关接口。TxM向规划师供给了一个受控的环境,然后规划师可以优化从PA宣布的谐波。这也使得该射频规划变成了一个真实可以习惯各种形状因子的渠道,TxM所包括的功用可以经过由制作商制定的电?标准得到确保。这一点对典型的PA+ASM渠道规划来说是彻底做不到的。

TxM是以处理大多数手机规划者面对的一个规划困难而开发的。并且,即便在手机规划师完结了一个鲁棒规划之后,对精细匹配的任何修正都或许严峻改动阻抗并影响在天线上所测到的谐波水平。经过坚持这一接口的完整性,TxM规划师有更大的时机在极限条件下,甚至在不匹配的条件下来按捺谐波。例如,对TxM规划来说,一般可以完成在一切极限条件下以低于-35dBm的谐波水平到达4:1的VSWR(电压驻波比)(见图2)。这发生了一个十分鲁棒的处理计划,并且可以在许多不同的形状因子考虑要素下运用。

活络的收发器信号路由

如前面所说到的,最新的TxM在规划中运用了pHEMT开关。在天线开关部分,运用pHEMT开关的长处源于可以把Rx端口设置成路由所要求的任何方法。pHEMT输入频率响应是宽带的,事实上,它答应把任何端口指定为高波段或低波段。这使得可以独立于任何特定的收发器来独自运用GSM TxM。咱们猜测,这一点在ODM环境中特别有用,由于ODM一般会根据基带的挑选保存2到3种不同的收发器装备,但关于PA,一般仅会从首要的批量供货商中挑选一家。

传送WCDMA信号的潜力

对新式的多模运用特别便利的一个特性是,TxM模块可以指定一个未运用的端口作为独立的WCDMA Tx/Rx信号的经过端口。在当今这个向多模运用转化的时刻,商场上常常发生对运用独立的WCDMA和GSM/GRPS射频链路的快速捆绑式处理计划的需求。在一个GSM/GPRS TxM中运用一个未用端口来进行开关操控的才能消除了对一个独立ASM和??持WCDMA射频链匹配元件的需求。这一计划既可节约本钱,又可减小标准,而这两者对这个新式商场来说都是十分重要的。

RFMD公司现已在WCDMA频率和功率水平上测验和表征了这种pHEMT开关端口的线性度和互调功用。其结果标明,将Rx端口之一用作WCDMA通道是可行的。表征包括互调丈量、刺进丢失、ACP降级、谐波生成和pHEMT开关发生的热量。

TxM模块的其它特性包括:易用性、内置8KV ESD维护电路、以及削减的外接元件数量。TxM模块可一同供给改善的功用和易用性,这两者在手机规划中常常不能一同得到满意。其间可在大多数商业TxM模块中发现的“易用”特性之一是设在天线端口的集成型ESD维护。它包括一个用来按捺由于modem元件损坏而发生的任何高压短时脉冲的板上感容电路。这是一个十分有用的功用,由于在Rx途径上的大多数SAW滤波器对ESD暂态电压的维护才能是十分令人置疑的。此外,这些ESD滤波器彻底符合IEC 61000-4-2的8KV触摸放电要求。

TxM模块除答应规划师完成更高水平的功用之外,它所需求的外接元件数量也削减了,这一点也是十分重要的。作为未来发展趋势的一部分,新一代的集成模块持续面对着削减完成射频处理计划所需求的外部元件数量的应战。

TxM模块也面对着相同的应战,事实上,TxM模块特别将这些集成度需求作为其存在的一个根本前提。TxM模块不只削减了外部元件的数量,并且还消除了对活络的内部元件匹配电路的需求。同相同功用的其它完成计划比较,TxM模块可以协助规划师减小总的地图标准。典型的数字标明,与竞赛性PA+ASM处理计划比较,可以削减30%到50%的地图面积。

缩短电话渠道开发时刻

TxM模块是一种十分鲁棒的处理计划,这可直接归因于运用了内部匹配电路。其真实的长处是可以下降开发本钱。此外,TxM处理计划将极大地缩短开发时刻和上市时刻。

在一个运用中完成一个TxM首要是一个验证功用的问题,而不是规划和微调活络RF电路的问题,但关于传统的PA+ASM处理计划来说后者是一个首要问题。电话渠道开发时刻的削减对手机的快速上市才能有严重影响。为了在这个极具竞赛性的手机商场上占有必定的位置,上市时刻现已被视为衡量手机制作商才能的最高标准。

真实的“防篡改”处理计划

当运用TxM来开发一个渠道时,咱们还可以清楚地看到因TxM模块的鲁棒性和功用一致性所带来的别的一个长处。由于TxM模块的集成度十分高,因而当移植到各种其它形状因子的渠道时,因交流元件而形成功用下降的时机很小。很安稳的参阅规划有时不得不在现场进行调整,有时这状况还很遍及,由于手机制作商有时会忽然选用与开始计划不同的PA/ASM组合。

制作商的动机一般很有道理,由于选用其它元件或许带来吸引人的本钱节约和供货方面的长处。不足之处是常常需求支付更多的工程尽力来修补一个原本现已取得FTA认证的体系。对参阅规划供货商和PA供货商来说,??持这么多制作变量或许是困难的和贵重的,由于它或许代表着你有必要支付许多的隐性本钱。因而,选用可防“篡改”的处理计划可以坚持更多的利益,而TxM模块是完成这一方针的一个新式的要害元件。

本文定论

作为全球最大的手机功率放大器供货商,RFMD公司将持续同客户一同优化PA+ASM组合处理计划,并开宣布体系完成所需的一切细节。这个经历现已证明,在缩短开发时刻、减小电路板地图面积和削减供应链办理需求的一同,即便与最好和最优的规划比较,TxM模块依然代表更高的全体功用。

此外,跟着对多功用设备的需求不断增加,为了可以在相同的形状因子中包容更多的功用,手机正在要求更小的射频处理计划。咱们清楚地看到,要满意这些多功用设备的集成要求,TxM模块将变成不行短少的根本器材。有理解了该器材所包括的一切这些长处之后,咱们清晰期望TxM模块可以成为咱们在2005年发货量的一个重要部分,并期望在2006年对这类产品的需求会有大幅度进步。

经过RF3178的批量发货,RFMD公司现已在发射模块商场上确立了咱们的位置。该元件是咱们的Polaris 2计划(一个根据EDGE的Polar调制计划)的一个要害元件。RF3178是作为咱们的Polaris 2收发器的配套产品为完成Polar调制而规划的,具有标准小、全体功用高的特色。别的,RFMD公司很快将推出面向GSM/GPRS商场的派生产品RF7115。RF7115将以四波段和双波段两种样式供货,专门面向GSM和GPRS这两个大批量老练商场。

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