3G中的CMOS基RF集成(05-100)

　　多RF前端系統(tǒng)集成方案

　　4頻段GSM/GPRS系統(tǒng)的RF前端設(shè)計(jì)方案示于圖2,用一個高集成度單片CMOS收發(fā)器。天線開關(guān)模塊連接到發(fā)送和接收通路,對每個GSM頻段用接收器SAW濾波器和相關(guān)的匹配電路。發(fā)送通路至少需要兩個PA：一個PA用于GSM-850MHz和E-GSM-900MHz頻段,第2個PA用于1.8GHz DCS和1.9GHz頻段。

　　很多可用的集成RF前端模塊可降低元件數(shù)并簡化設(shè)計(jì)。它們包括帶動率放大器和功率控制邏輯功能(PA模塊)的模塊和帶PA及開關(guān)功能發(fā)送模塊 。在接收端,由SAW濾波器單元和帶多路開關(guān)和接收濾波器的RF前端模塊組成。

　　與圖2中的GSM/GPRS系統(tǒng)相比,圖1 3G多模系統(tǒng)的更復(fù)雜前端設(shè)計(jì)支持2.5G和3G RF信號傳輸。增加多路轉(zhuǎn)換器是必須的,因?yàn)閃CDMA是基于頻分雙工,發(fā)送器和接收器是同時開關(guān)轉(zhuǎn)換。然而,像GSM/GPRS那樣,經(jīng)濟(jì)定標(biāo)將帶來前端元件集成。

　　當(dāng)今蜂窩基站結(jié)構(gòu)分成兩種：基帶功能分成分離模擬和數(shù)字基帶芯片或單片高集成CMOS SoC器件(包含實(shí)現(xiàn)模式和數(shù)字功能)。因?yàn)?每種方法具有截然不同的優(yōu)點(diǎn),所以在兩種分配方法之間進(jìn)行選擇,取決于為大多數(shù)經(jīng)濟(jì)平臺方案選擇未來集成路線等因素。

　　盡管單片方法節(jié)省PCB真正的面積,但用分離的模擬和數(shù)字基帶芯片,對于集成是最可取的道路,因?yàn)樗鼓M基帶功能與實(shí)現(xiàn)數(shù)字基帶的“純”數(shù)字電路隔離。兩片方案也能使數(shù)字基帶定標(biāo)更小的CMOS幾何尺寸,同時集成其CMOS平臺元件(如應(yīng)用處理器,圖像處理器,存儲器)

　　基帶結(jié)構(gòu)的一種趨勢是簡單地去掉模擬基帶芯片,于是使數(shù)字基帶功能集成最佳,同時簡化無線到基帶芯片接口設(shè)計(jì)。此方法在無線和數(shù)字基帶之間,采用一個高速數(shù)字接口。可以規(guī)定此接口為串行或并行。串行接口降低了器件引腳數(shù),但增加了高速緩沖器芯片上的晶體管數(shù)。并行接口增加引腳數(shù)和封裝尺寸,但在硅中可更有效地實(shí)現(xiàn)。

　　現(xiàn)在,DigRF Standards Body 為2.5G規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)高速串行接口規(guī)范(見圖3)。當(dāng)支持?jǐn)?shù)字接口時,無線設(shè)計(jì)將增加復(fù)雜性。它不僅僅必須執(zhí)行模擬到數(shù)字和數(shù)字到模擬的轉(zhuǎn)換,而且必須有接口邏輯來處理基帶的數(shù)字通信。用CMOS工藝技術(shù)比其他工藝更容易、更經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)這些功能。

　　圖3 無線和數(shù)字基帶之間的2G DigRF接口

　　圖4 單片4頻段CMOS收發(fā)器框圖