Aðgreiningarmunur á lágtíðni og hátíðni RF þráðlausum kerfum

Samþætting þráðlausra kerfa með lágtíðni og hátíðni er mjög mismunandi. Í hátíðnisviðinu, vegna þess að CMOS tækni getur náð meiri bandbreidd en tvíhverfa tækni, er það ákjósanlegasta tækni fyrir RF hringrás. Almennt eru RF-CMOS og stafrænir CMOS ekki samþættir á sama flís. Mikilvægasta kerfið í lágtíðnisviðinu er farsímasamskiptakerfið. Þungamiðjan í samþættingu RF-aðgerða þessarar tegundar kerfa er samþætting óvirkra íhluta. Þessi grein kynnir stefnu til að samþætta aðgerðalausa hluti og RF virka hluti í gegnum marga pakka eða einingar.

Útvarpstíðni gegnir mikilvægu hlutverki í tveggja punkta miðlun upplýsinga í samskiptakerfinu. Í þessari tegund kerfa er RF aðgerðin venjulega aðskilin frá öðrum aðgerðum og RF sending og móttaka eru almennt útfærð með mismunandi ICs. Í því skyni að draga úr kerfisstærð og kostnaði heldur fólk áfram að kanna leiðir til að samþætta RF við aðrar aðgerðir kerfisins. Meðal þeirra hefur þróun DSP tækni haft mjög mikilvæg áhrif. Til viðbótar þessari þróun þróun RF og non-RF samþættingar, hafa RF tæki sjálf önnur þróun þróun. Þessar mismunandi þróun er vegna þess að mismunandi kerfi krefjast mismunandi tækni til að ná tilætluðum RF-aðgerðum. Til dæmis, áður en móttekið merki er sent til lágmark hávaðamagnara (LNA), þurfa sum kerfi skilvirka síun á merkinu. Þetta krefst þess að nota keramik síur eða yfirborðs hljóðbylgjusíur (SAW) síur til að sía móttekið merki, en þessar síur er hvorki hægt að samþætta í móttakara IC.

Munurinn á lág tíðni og hátíðni kerfum

Mikilvægur munur á lág tíðni og hátíðni kerfum er að hið síðarnefnda getur aðeins náð merkjasendingu þegar engin hindrun er á milli sendis og móttakara, en lágtíðnakerfi hafa ekki slíkar kröfur, svo þau geta náð meira yfirbyggðu svæði . Það er enginn augljós afmörkunarpunktur á milli lágrar tíðni og hátíðni og umskipti tíðni þess er á bilinu 2-5GHz og fer eftir eiginleikum kerfisins, svo sem framleiðslugetu sendanda og næmi móttakara. Þessi grein notar 2.4GHz sem umbreytipunkt fyrir háa og lága tíðni. Einnig er hægt að skipta hátíðnikerfum í langferðakerfi og skammdrægnakerfi. Langlínubúnaðarkerfi eins og ratsjá, gervihnattatenglar, grunnstöðutenglar, fast þráðlaust breiðbandaðgangur (FWBA) o.s.frv., Þessi kerfi krefjast hærra flutningsafls en skammtímakerfi, svo sem Bluetooth og 802.11a / b.

Hátíðni RF samþætting

Markaðsmarkaður þráðlausa samskiptakerfisins er neytendarafeindatækjamarkaðurinn, sem krefst lítillar stærðar og lítils kostnaðar, og eftir því sem eftirspurn eftir umsókn um sendingu myndstrauma í gegnum gögn vex mun gagnaflutningshraði halda áfram að aukast. Þessi kerfi eru í grundvallaratriðum færanlegar rafhlöðuafurðir sem krefjast langrar biðstöðu og talatíma.

Þar sem færri sendar vinna í hátíðnisböndum geta hátíðniskerfi (yfir 2.4 GHz) náð mikilli bandbreidd og í meðallagi eiginleika viðtakavals. Á sama hátt er hlutfall merkis og hávaða (S / N) móttakandans hátt, þannig að framleiðsla máttur sendisins getur verið lægri. Til dæmis er 802.11b með bandbreidd 11 Mbps við 2.4 GHz og 802.11a getur náð allt að 54 Mbps við 5 GHz. Notkun breiðari hljómsveita eða flóknari mótunaraðferðir krefst strangari merkjalínu og línuleiki er nátengdur sendinum.

Mynd 1 sýnir samanburð á þróun tíðni rekstrar sem hægt er að ná með CMOS og BiCOS

Aðferðartæknin sem kerfið hefur tekið upp er tengd þeirri vinnslutíðni sem hægt er að ná. Mynd 1 sýnir samanburð á mögulegri þróun tíðni rekstrartíðni CMOS og BiCOS. Miðað við að fmax sé í beinum tengslum við tiltæka rekstrartíðni er ljóst að CMOS er betri kostur. Að auki getur CMOS uppfyllt kröfur sem ekki eru strangar í sértækni, hlutfalli frá merki og hávaða og framleiðslugetu, en kraftmikill árangur minnkar vegna lágs rekstrarspennu. En þar sem mörg kerfi virka á opnum tíðnisviðum geta verið mörg senditæki sem trufla hvort annað milli sendisins og móttakandans. Til dæmis truflar örbylgjuofn Bluetooth-samskipti sem dæmigert dæmi.

Þrátt fyrir að CMOS hafi þessa kosti í háum tíðnum hefur BiCMOS tækni kostina af geðhvarfatækni RF módeli, samsvörun breytibreytu og BiCMOS hönnunarreynsla er meira. Stærðin er ekki aðalatriðið við val á ferli, vegna þess að 0.18um CMOS eða BiCMOS ferli hafa svipaðar flísastærðir til að ná Bluetooth senditækisaðgerðum.

Ef þú velur CMOS tækni verður venjulegt stafrænt CMOS þróun þróun. Vegna þess að þessir stafrænu CMOS-skjáir hafa þegar tekið upp fjöllaga grímuferli verða engir viðbótarmöguleikar. Stafrænar aðgerðir munu hernema stærsta flísasvæðið, þannig að aðalkostnaðurinn verður til við þessar stafrænu aðgerðir.

Er skynsamlegt að samþætta stafrænar hringrásir og RF-aðgerðir á einum flís með almennum CMOS tækni? Það þarf að huga að þessu vandamáli frá tveimur þáttum: Frá tæknilegu sjónarmiði er mögulegt að nota venjulegt CMOS endurbætt til að ná RF-aðgerðum, svo sem undirlagi með mikilli viðnám til að draga úr þverspjalli í gegnum undirlagið og notkun þykkra stærða. til að ná hágæða aðgerðalausum þáttum Þættir osfrv.; frá sjónarhóli samþættingar hefur það ekki marga kosti að beita venjulegu CMOS á útvarpstíðni og samþætta stafrænar og RF-aðgerðir á flís, vegna þess að stafrænar og RF gerðir og bókasöfn eru í grundvallaratriðum mismunandi. Stafrænar hringrásir eru oft hannaðar á VHDL / Verilog tungumálinu. Stafrænu bókasöfn CMOS tækni eru venjulega útfærð áður en ný tækni kemur til. Þessi stafrænu bókasöfn eru notuð frá kynslóð til kynslóðar, þannig að hönnunarverkfræðingar geta framkvæmt stafræna hönnun áður en næstu kynslóð ferli er gefið út.

Fyrir RF hönnun eru líkön og bókasöfn aðeins möguleg eftir að ferlið birtist, þannig að RF tæki hafa sinn sérstaka eiginleika. Þar sem RF-aðgerðir hafa yfirleitt ekki 1: 1 fjölnota einingar, verður að þróa hvert nýtt tæki frá grunni. RF bókasafnið stendur venjulega á eftir stafræna bókasafninu um 1-2 ár. Notkun almennrar CMOS tækni til að innleiða RF aðgerðir þýðir að hún verður einni kynslóð á eftir í tækni. Þess vegna þýðir samþætting stafrænna og RF aðgerða á flís að fyrri kynslóð CMOS tækni verður notuð til að innleiða stafrænar aðgerðir, sem venjulega eru dýrari í framkvæmd. Þar að auki geta aðgerðalausir íhlutir (spennur) og RF / hliðrænir aðgerðir ekki raunverulega þróast samtímis CMOS ferli tækni. Þess vegna eykst svæðið sem RF hlutinn hefur miðað við stafræna hlutann með mismunandi tæknikynslóðum.