射頻電路在移動終端中的應用

發表時間:2020-10-08 09:08:09 人氣:540

在當今移動終端主流射頻電路中,主要包含了射頻前端電路、收發信機電路和頻率源電路三部分。射頻電路性能好壞直接關系到信號收、發能力和終端與基站通信能力高低。射頻電路三部分電路在各自領域獨立發展,相互影響,共同推進通信終端射頻電路演進。器件小型化和低成本化兩個主要推動力推進著移動終端射頻元器件在各自領域向前發展。

射頻前端濾波器和射頻功放兩種器件采用構建技術都不兼容芯片上CMOS集成。射頻功放一直使用砷化鎵異質結雙極晶體管或FET器件構建。因此功放和濾波器一直作為分立器件,與現在執行手機大部分射頻功能大規模集成芯片組分開。移動終端射頻前端電路主要包含三個部分電路:射頻功放、天線開關或雙工器、前端(鏡頻)濾波器。由于射頻功放和前端濾波器收發隔離和工藝實現問題,二者集成到單一芯片中還存在較大問題。三者合一射頻前端單片是移動終端射頻發展必然趨勢。

射頻收發信機芯片發展經歷了三個階段:第一階段,采用超外差二次變頻固定中頻射頻構架階段;第二階段,采用超外差二次變頻低中頻射頻構架階段;第三階段,采用直接變頻射頻構架階段;第一階段射頻收發芯片是把經典射頻超外差系統構架體系集成到單芯片中,采用固定頻率和帶寬中頻濾波器完成中頻信號選頻和濾波;第二階段射頻收發芯片是把經典射頻超外差系統構架體系進行了調整,把第一本振頻率大大提高,這個通過第一本振變頻后,得到頻率較低中頻信號,在中頻通路,集成一個信道濾波器完成中頻信號選頻和濾波,再經過第二本振變頻濾波后得到射頻I、Q信號,送入基帶芯片進行處理。這一階段射頻收、發芯片最大特點是消除了外置中頻濾波器,有效地降低了終端成本。 第三階段射頻收發芯片采用了一個鎖相環,一個VCO構成一個本振信號,收、發信號通過一次變頻后,直接變換為I、Q信號,由于本振信號等于工作信號頻率,變頻后IF=0,直接可以去掉中頻濾波器。

射頻頻率源主要來自射頻收發芯片內部所集成小數分頻PLL頻率合成器,精準頻率提供給各本振所使用,鎖相環PLL所使用參考基準頻率需要外置晶體或晶振所提供。在移動通信終端外置基準頻率源發展過程中,主要經歷了兩個階段:第一階段采用溫度補償晶振階段;第二階段采用晶體階段。溫度補償晶振可以提供高穩定度頻率,晶振內部包含了構成振蕩器三點式電路構架,溫度補償晶振使用為第一階段。隨著射頻收發芯片集成度提高,頻率源三點式電路集成到收發信機芯片內部,外置只需要一個簡單晶體來完成,有效地降低了移動終端BOM成本,外置晶體作為頻率源射頻構架目前獲得了廣泛使用。

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