Integrasie verskille tussen lae frekwensie en hoë frekwensie RF draadlose stelsels
Die integrasie van draadlose stelsels met lae frekwensie en hoë frekwensie, is heel anders. Omdat CMOS-tegnologie 'n hoër bandwydte kan bereik as bipolêre tegnologie, is dit die voorkeur-tegnologie vir RF-stroombane in die hoë frekwensieband. Oor die algemeen is RF-CMOS en digitale CMOS nie op dieselfde skyfie geïntegreer nie. Die belangrikste stelsel in die lae frekwensieband is die sellulêre kommunikasiestelsel. Die fokus van die RF-funksie-integrasie van hierdie tipe stelsel is die integrasie van passiewe komponente. In hierdie artikel word 'n strategie bekendgestel vir die integrasie van passiewe komponente en RF-aktiewe komponente deur middel van verskeie pakkette of modules.
Die radiofrekwensie funksie speel 'n belangrike rol in die tweepunt-oordrag van inligting in die kommunikasiestelsel. In hierdie tipe stelsel word die RF-funksie gewoonlik fisies van ander funksies geskei, en RF-oordrag en -ontvangs word gewoonlik deur verskillende IC's geïmplementeer. Om die grootte en koste van die stelsel te verminder, gaan mense voort om maniere te ondersoek om RF met ander funksies van die stelsel te integreer. Onder hulle het die ontwikkeling van DSP-tegnologie 'n baie belangrike impak gehad. Benewens hierdie ontwikkelingstendens van RF- en nie-RF-integrasie, het RF-toestelle self ook ander tendense vir integrasieontwikkeling. Hierdie verskillende ontwikkelingstendense is omdat verskillende stelsels verskillende tegnologieë benodig om die vereiste RF-funksies te bereik. Voordat byvoorbeeld die ontvangs sein na 'n lae ruis versterker (LNA) oorgedra word, moet die sein effektief gefiltreer word. Hiervoor is die gebruik van keramiekfilters of oppervlak akoestiese golffilters (SAW) nodig om die ontvangs sein te filter, maar hierdie filters kan ook nie in die ontvanger IC geïntegreer word nie.
Die verskil tussen lae frekwensie en hoë frekwensie stelsels
'N Belangrike verskil tussen laefrekwensie- en hoëfrekwensie-stelsels is dat laasgenoemde slegs seinuitsending kan bereik as daar geen versperring tussen die sender en ontvanger is nie, terwyl laefrekwensie-stelsels nie sulke vereistes het nie, sodat hulle 'n groter bedekte area kan bereik . Daar is geen duidelike afbakeningspunt tussen lae frekwensie en hoë frekwensie nie, en die oorgangsfrekwensie daarvan is tussen 2-5 GHz en hang af van stelselkenmerke, soos die uitsetkrag van die sender en die sensitiwiteit van die ontvanger. In hierdie artikel word 2.4 GHz gebruik as die omskakelingspunt vir hoë en lae frekwensies. Hoëfrekwensie stelsels kan ook verdeel word in langafstandstelsels en kortafstandstelsels. Langafstandstelsels soos radar, satellietskakels, basisstasie-skakels, vaste draadlose breëbandtoegang (FWBA), ensovoorts, benodig hierdie stelsels hoër transmissiekrag as kortafstandstelsels, soos Bluetooth en 802.11a / b.
Hoë frekwensie RF integrasie
Die teikenmark van die kortafstand-draadlose kommunikasiestelsel is die mark vir verbruikerselektronika, wat klein en lae koste vereis, en namate die aanvraag vir die oordrag van videostrome deur middel van data toeneem, sal die data-transmissiesnelheid steeds toeneem. Hierdie stelsels is basies draagbare battery-aangedrewe produkte, wat lang bystand en gesprekstyd benodig.
Aangesien daar minder senders in hoëfrekwensiebande werk, kan hoëfrekwensie-stelsels (hoër as 2.4 GHz) hoë bandwydte en matige ontvangerkeuse-eienskappe bereik. Net so is die sein-ruis-verhouding (S / N) van die ontvanger hoog, dus kan die uitsetkrag van die sender laer wees. 802.11b het byvoorbeeld 'n bandwydte van 11 Mbps by 2.4 GHz, en 802.11a kan tot 54 Mbps by 5 GHz bereik. Die gebruik van breër bande of meer ingewikkelde moduleringsmetodes vereis strenger seinlineariteit, en lineariteit is nou verwant aan die sender.
Figuur 1 toon die vergelyking van die bedryfsfrekwensie-ontwikkeling wat deur CMOS en BiCOS bereik kan word
Die prosestegnologie wat deur die stelsel gebruik word, hou verband met die haalbare bedryfsfrekwensie. Figuur 1 toon die vergelyking van die haalbare ontwikkelingsfrekwensie-ontwikkeling van CMOS en BiCOS. As ons aanneem dat fmax direk verband hou met die beskikbare bedryfsfrekwensie, is dit duidelik dat CMOS 'n beter keuse is. Daarbenewens kan CMOS voldoen aan die nie-streng selektiwiteit, sein-ruis-verhouding en uitsetkragvereistes, maar die dinamiese prestasie word verminder as gevolg van die lae werkspanning. Aangesien baie stelsels op oop frekwensiebande werk, kan daar egter baie oordragtoestelle tussen die sender en die ontvanger wees wat mekaar inmeng. 'N Mikrogolfoond steur byvoorbeeld Bluetooth-kommunikasie as 'n tipiese voorbeeld.
Alhoewel CMOS hierdie voordele teen hoë frekwensies het, hou BiCMOS-tegnologie die voordele in van bipolêre RF-model, transistorparameter-aanpassing en BiCMOS-ontwerpervaring is meer oorvloedig. Die grootte is nie 'n belangrike oorweging by die proseskeuse nie, omdat CMOS- of BiCMOS-prosesse van 0.18um dieselfde skyfgroottes het om Bluetooth-ontvangerfunksies te bereik.
As u CMOS-tegnologie kies, sal standaard digitale CMOS 'n ontwikkelingstendens wees. Aangesien hierdie digitale CMOS's reeds 'n maskerproses van meer lae gebruik het, is daar geen addisionele opsies nie. Digitale funksies beslaan die grootste skyfiegebied, dus die belangrikste koste sal in hierdie digitale funksies gegenereer word.
Is dit sinvol om digitale stroombane en RF-funksies op 'n enkele skyfie te integreer met behulp van CMOS-tegnologie? Hierdie probleem moet vanuit twee aspekte oorweeg word: Vanuit 'n tegniese oogpunt is dit moontlik om standaard CMOS te gebruik om RF-funksies te bereik, soos 'n hoë-impedansie-substraat om kruispraat deur die substraat te verminder, en die gebruik van dik diëlektrikums om passiewe komponente van hoë gehalte te bereik Faktore, ens .; vanuit 'n integrasieperspektief hou die gebruik van standaard CMOS op radiofrekwensie en die integrasie van digitale en RF-funksies op 'n skyfie nie veel voordele in nie, omdat digitale en RF-modelle en -biblioteke wesenlik verskil. Digitale stroombane word dikwels in die VHDL / Verilog-taal ontwerp. Die digitale biblioteke van CMOS-tegnologie word gewoonlik geïmplementeer voordat nuwe tegnologieë ontstaan het. Hierdie digitale biblioteke word van geslag tot geslag gebruik, sodat ontwerpingenieurs digitale ontwerpe kan uitvoer voordat die volgende generasie-proses vrygestel word.
Vir RF-ontwerp is modelle en biblioteke slegs moontlik nadat die proses verskyn het, en daarom het RF-toestelle hul unieke eienskappe. Omdat RF-funksies oor die algemeen nie 1: 1-herbruikbare modules het nie, moet elke nuwe toestel van vooraf ontwikkel word. Die RF-biblioteek lê gewoonlik 1-2 jaar agter. Die gebruik van hoofstroom CMOS-tegnologie vir die implementering van RF-funksies beteken dat dit een generasie agter sal bly in tegnologie. Daarom beteken die integrasie van digitale en RF-funksies op 'n skyfie dat die vorige generasie CMOS-tegnologie gebruik sal word om digitale funksies te implementeer, wat gewoonlik duurder is om te implementeer. Boonop kan passiewe komponente (induktors) en RF / analoogfunksies nie werklik gelyktydig met CMOS-prosestegnologie ontwikkel nie. Daarom sal die gebied wat deur die RF-deel beset word, relatief tot die digitale deel met verskillende tegnologiese generasies vergroot.
Ons ander produk:
