Hotline Layanan
Berita
Berita
Untuk chip frekuensi radio, artikel ini sudah cukup!
2021-12-28
640
Ponsel yang dapat mendukung panggilan, pesan teks, layanan jaringan, dan aplikasi biasanya terdiri dari lima bagian:RF, baseband, manajemen daya, periferal, perangkat lunak.
Federasi Rusia:Secara umum, bagian tempat informasi dikirim dan diterima;
Pita dasar:Secara umum, ini adalah bagian pengolahan informasi;
Manajemen daya:Secara umum, ini adalah bagian penghematan daya. Karena ponsel adalah perangkat dengan energi terbatas, manajemen daya sangat penting;Peripherals:Umumnya termasuk LCD, keyboard, casing, dll.;perangkat lunak:Secara umum mencakup sistem, driver, middleware, dan aplikasi.
Pada perangkat telepon seluler, inti yang paling penting adalah chip frekuensi radio dan chip baseband.Chip frekuensi radio bertanggung jawab atas transceiver frekuensi radio, sintesis frekuensi, dan penguatan daya; chip baseband bertanggung jawab atas pemrosesan sinyal dan pemrosesan protokol.Jadi, apa hubungan antara chip RF dan chip baseband?
Hubungan antara chip RF dan chip baseband
Radio frequency (Radio Frenquency) and baseband (Base Band) are both literal translations from English.Di antara berbagai aplikasi tersebut, aplikasi frekuensi radio paling awal adalah siaran radio nirkabel (FM/AM). Hingga saat ini, ini masih merupakan aplikasi paling klasik dari teknologi frekuensi radio dan bahkan bidang radio itu sendiri.
Baseband adalah sinyal dengan titik tengah pita pada 0Hz, jadi baseband adalah sinyal paling dasar.Sebagian orang juga menyebut baseband sebagai "sinyal tak termodulasi". Konsep ini dulunya benar. Misalnya, AM adalah sinyal termodulasi (tidak diperlukan modulasi, dan konten dapat dibaca melalui komponen penghasil suara setelah diterima).
Namun dalam bidang komunikasi modern, sinyal baseband biasanya merujuk pada sinyal termodulasi digital dengan titik tengah spektrum pada 0Hz.Dan tidak ada konsep yang jelas bahwa baseband harus analog atau digital. Semuanya bergantung pada mekanisme implementasi spesifik.
Lebih dekat ke lingkungan sekitar, chip baseband dapat dianggap mencakup modem, tetapi tidak terbatas pada modem saja, melainkan juga mencakup codec kanal, codec sumber, dan beberapa pemrosesan sinyal.Chip frekuensi radio dapat dianggap sebagai konversi naik dan konversi turun paling sederhana dari sinyal modulasi pita dasar.
Yang disebut modulasi adalah proses memodulasi sinyal yang akan ditransmisikan ke gelombang pembawa sesuai dengan aturan tertentu, kemudian mengirimkannya melalui transceiver nirkabel (transceiver RF). Demodulasi adalah proses kebalikannya.
Prinsip kerja dan analisis rangkaian
Frekuensi radio, yang disebut sebagai RF, merujuk pada arus frekuensi radio, yaitu gelombang elektromagnetik bolak-balik frekuensi tinggi. Ini adalah singkatan dari Radio Frequency, yang mewakili frekuensi elektromagnetik yang dapat dipancarkan ke ruang angkasa. Rentang frekuensinya antara 300 kHz dan 300 GHz.Arus bolak-balik yang berubah kurang dari 1,000 kali per detik disebut arus frekuensi rendah, dan arus bolak-balik yang berubah lebih dari 10,000 kali disebut arus frekuensi tinggi, dan frekuensi radio adalah salah satu arus frekuensi tinggi tersebut.Frekuensi tinggi (lebih besar dari 10K); frekuensi radio (300K-300G) adalah pita frekuensi yang lebih tinggi dari frekuensi tinggi; pita frekuensi gelombang mikro (300M-300G) adalah pita frekuensi yang lebih tinggi dari frekuensi radio.Teknologi frekuensi radio banyak digunakan di bidang komunikasi nirkabel, dan sistem televisi kabel menggunakan transmisi frekuensi radio.
Chip frekuensi radio merujuk pada komponen elektronik yang mengubah komunikasi sinyal radio menjadi bentuk gelombang sinyal radio tertentu dan mengirimkannya melalui resonansi antena. Komponen ini mencakup penguat daya, penguat noise rendah, dan sakelar antena.Arsitektur chip frekuensi radio mencakup dua bagian: saluran penerima dan saluran pengirim.
Diagram blok rangkaian RF
Struktur dan prinsip kerja rangkaian penerima.
Saat menerima, antena mengubah gelombang elektromagnetik yang dikirim oleh stasiun pangkalan menjadi sinyal arus AC lemah, yang kemudian difilter, diperkuat pada frekuensi tinggi, dan dikirim ke frekuensi menengah untuk demodulasi guna memperoleh informasi baseband yang diterima (RXI-P, RXI-N, RXQ-P, RXQ-N); informasi ini kemudian dikirim ke sirkuit audio logika untuk diproses lebih lanjut.
Rangkaian ini menguasai poin-poin penting:
1. Struktur rangkaian penerima;
2. Fungsi dan fungsi masing-masing komponen;
3. Proses penerimaan sinyal.
Struktur rangkaian
Rangkaian penerima terdiri dari antena, sakelar antena, filter, tabung penguat tinggi (penguat rendah derau), blok terpadu frekuensi menengah (demodulator penerima) dan rangkaian lainnya.Ponsel generasi awal memiliki sirkuit pencampur primer dan sekunder, yang tujuannya adalah untuk mengurangi frekuensi penerimaan dan kemudian mendemodulasinya (seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah).
Diagram blok rangkaian penerima
2. Fungsi dan fungsi masing-masing komponen
1). Antena telepon seluler:struktur:(Digambarkan di bawah)Antena telepon seluler terbagi menjadi dua jenis: antena eksternal dan internal; keduanya terdiri dari basis antena, solenoida, dan selubung plastik.
a) Saat menerima, gelombang elektromagnetik yang dikirim oleh stasiun pangkalan diubah menjadi sinyal arus AC lemah.
b) Saat mentransmisikan, arus AC yang diperkuat oleh penguat daya diubah menjadi sinyal gelombang elektromagnetik.
2) Sakelar antena:
struktur:(Digambarkan di bawah)Saklar antena telepon seluler (penggabung, filter dupleks) terdiri dari empat saklar elektronik.
Pengalihan penerimaan dan pengiriman lengkap;
Pengalihan penerimaan sinyal 900M/1800M secara lengkap.
Rangkaian logika mengirimkan sinyal kontrol (GSM-RX-EN; DCS-RX-EN; GSM-TX-EN; DCS-TX-EN) masing-masing sesuai dengan status kerja telepon seluler, sehingga saluran masing-masing diaktifkan, agar sinyal penerima dan pengirim berjalan sendiri-sendiri tanpa saling mengganggu.
Karena telepon seluler tidak dapat bekerja dalam slot waktu yang sama saat menerima dan mengirimkan pada saat yang bersamaan (yaitu, tidak mengirimkan saat menerima dan tidak menerima saat mengirimkan).Oleh karena itu, telepon seluler generasi selanjutnya menghilangkan dua sakelar pada jalur penerimaan, hanya menyisakan dua sakelar pemancar; tugas pengalihan penerimaan diselesaikan oleh tabung penguat daya tinggi.
3), filter:
struktur:Terdapat filter frekuensi tinggi dan filter frekuensi menengah pada telepon seluler.efek:Saring sinyal-sinyal lain yang tidak berguna dan dapatkan sinyal yang diterima secara murni.Ponsel-ponsel baru belakangan ini semuanya merupakan ponsel tanpa filter IF; oleh karena itu, tidak ada filter IF di dalam ponsel.
4), tabung penguat tinggi (tabung penguat frekuensi tinggi, penguat kebisingan rendah):
struktur:
Ada dua tabung penguat daya tinggi di telepon seluler:Tabung pelepasan tinggi 900M, tabung pelepasan tinggi 1800M.Semuanya adalah rangkaian penguat triode common-emitter; ponsel baru kemudian mengintegrasikan tabung penguat tinggi di dalam frekuensi menengah.
Diagram catu daya tabung penguat frekuensi tinggi
Perkuat arus lemah yang dihasilkan oleh antena untuk memenuhi persyaratan amplitudo sinyal dari rangkaian selanjutnya.
Pengalihan sinyal penerimaan 900M/1800M secara lengkap.
prinsip:
dipersembahkan oleh:Tegangan bias dasar dari dua tabung penguat tinggi 900M/1800M berbagi satu saluran, yang disediakan oleh saluran IF simultan; dan tegangan bias kolektor dari kedua tabung dikirimkan oleh CPU IF dalam dua saluran sesuai dengan status penerimaan telepon seluler. Tujuannya adalah untuk menyelesaikan peralihan sinyal penerimaan 900M/1800M.
Setelah menyaring gangguan lain melalui filter, sinyal murni 935M-960M yang diterima dihubungkan oleh kapasitor dan dikirim ke tabung penguat tinggi yang sesuai untuk diperkuat, kemudian dikirim ke frekuensi menengah melalui kopling kapasitor untuk pemrosesan tahap selanjutnya.
5), IF (antarmuka RF, prosesor sinyal RF):
struktur:Perangkat ini terdiri dari demodulator penerima, modulator pemancar, detektor fase pemancar, dan sirkuit lainnya; ponsel baru ini juga mengintegrasikan tabung penguat tinggi, sintesis frekuensi, osilasi 26M, dan sirkuit pembagi frekuensi di dalamnya (seperti yang ditunjukkan di bawah).
a) Tabung penguat internal memperkuat arus lemah yang dihasilkan oleh antena;
b) Saat menerima, demodulasi sinyal frekuensi pembawa yang diterima (dengan informasi pasangannya) sebesar 935M-960M (GSM) dan sinyal osilator lokal (tanpa informasi) untuk mendapatkan informasi baseband yang diterima sebesar 67.707KHZ;
c) Saat mengirimkan sinyal, modulasi informasi yang dikirimkan yang diproses oleh rangkaian logika dan sinyal osilator lokal menjadi frekuensi menengah pengiriman;
d), menggabungkan kristal 13M/26M untuk menghasilkan clock 13M (rangkaian clock referensi);e) Berdasarkan sinyal referensi yang dikirim oleh CPU, sinyal osilator lokal yang sesuai dengan saluran kerja telepon seluler dihasilkan.
3. Proses penerimaan sinyal
Saat telepon seluler menerima sinyal, antena mengubah gelombang elektromagnetik yang dikirim oleh stasiun pangkalan menjadi sinyal arus AC lemah, yang melewati jalur penerimaan sakelar antena dan dikirim ke filter frekuensi tinggi untuk menyaring gangguan lain yang tidak berguna sehingga diperoleh sinyal penerimaan 935M-960M (GSM) murni, yang kemudian dihubungkan ke frekuensi menengah oleh kapasitor. Setelah diperkuat oleh tabung penguat frekuensi tinggi yang sesuai, sinyal tersebut dikirim ke demodulator untuk mendemodulasi sinyal osilator lokal (tanpa informasi) untuk mendapatkan informasi pita dasar penerimaan 67.707KHZ (RXI-P, RXI-N, RXQ-P, RXQ-N); informasi ini kemudian dikirim ke sirkuit audio logika untuk diproses lebih lanjut.
Struktur dan prinsip kerja rangkaian pemancar.
Saat melakukan transmisi, informasi baseband transmisi yang diproses oleh rangkaian logika dimodulasi menjadi frekuensi menengah transmisi, dan TX-VCO digunakan untuk mengubah frekuensi sinyal frekuensi menengah transmisi menjadi sinyal frekuensi 890M-915M (GSM).Setelah diperkuat oleh penguat daya, sinyal tersebut diubah menjadi gelombang elektromagnetik dan dipancarkan oleh antena.
Rangkaian ini menguasai poin-poin penting:
(1), struktur rangkaian;
(2) Fungsi dan fungsi masing-masing komponen;
(3). Proses transmisi sinyal.
Struktur rangkaian
Rangkaian pemancar terdiri dari modulator pemancar, detektor fase pemancar, osilator terkontrol tegangan pemancar (TX-VCO), penguat daya (power amplifier), pengontrol daya (power control), transformator pemancar, dan rangkaian lain di dalam frekuensi menengah.(Digambarkan di bawah)
Diagram blok rangkaian pemancar
1). Modulator pemancar:struktur:Modulator transmisi berada di dalam IF, yang setara dengan MOD dalam jaringan pita lebar.efek:Selama transmisi, informasi baseband transmisi (TXI-P; TXI-N; TXQ-P; TXQ-N) yang diproses oleh rangkaian logika dan sinyal osilator lokal dimodulasi menjadi frekuensi menengah transmisi.
2). Osilator terkontrol tegangan transmisi (TX-VCO):struktur:Osilator terkontrol tegangan pemancar adalah rangkaian osilator tiga titik kapasitif yang frekuensi keluarannya dikendalikan oleh tegangan; rangkaian ini terintegrasi ke dalam papan sirkuit kecil selama produksi dan terhubung ke lima pin:Pin catu daya, pin ground, pin output, pin kontrol, pin pengalih pita frekuensi 900M/1800M.Ketika tegangan kerja yang sesuai diberikan, alat ini akan berosilasi dan menghasilkan sinyal frekuensi yang sesuai.
efek:Mengonversi sinyal IF yang ditransmisikan dan dimodulasi oleh modulator IF menjadi sinyal frekuensi 890M-915M (GSM) yang dapat diterima oleh stasiun pangkalan.
prinsip:Seperti yang kita ketahui, stasiun pangkalan hanya dapat menerima sinyal frekuensi 890M-915M (GSM), tetapi stasiun pangkalan tidak dapat menerima sinyal IF yang dimodulasi oleh modulator IF (seperti Samsung yang mengirimkan sinyal IF 135M). Oleh karena itu, TX-VCO digunakan untuk mengubah frekuensi sinyal IF yang dipancarkan menjadi sinyal frekuensi 890M-915M (GSM).
Saat melakukan transmisi, bagian catu daya mengirimkan tegangan 3VTX untuk membuat TX-VCO bekerja, menghasilkan sinyal frekuensi 890M-915M (GSM) dengan dua cara:
a) Sampel dikirim kembali ke IF internal, dicampur dengan sinyal osilator lokal untuk menghasilkan sinyal diskriminasi frekuensi transmisi yang sama dengan frekuensi menengah transmisi, dan dikirim ke detektor fasa untuk dibandingkan dengan frekuensi menengah transmisi; jika frekuensi osilasi TX-VCO tidak sesuai dengan saluran kerja telepon seluler, detektor fasa akan menghasilkan tegangan lonjakan 1-4V (tegangan DC dengan informasi transmisi AC) untuk mengontrol kapasitansi dioda varaktor di dalam TX-VCO untuk mencapai tujuan penyesuaian akurasi frekuensi.
b) Setelah diperkuat oleh penguat daya, sinyal tersebut diubah menjadi gelombang elektromagnetik dan dipancarkan oleh antena.
Seperti yang terlihat di atas:Frekuensi yang dihasilkan oleh TX-VCO diambil sampelnya dan dikirim kembali ke IF, kemudian tegangan dihasilkan untuk mengontrol operasi TX-VCO. Rangkaian ini membentuk loop tertutup dan mengontrol fase frekuensi, sehingga rangkaian ini juga disebut rangkaian pengunci fase transmisi (transmit phase-locked loop).
3), penguat daya (power amplifier):
struktur:Saat ini, penguat daya pada ponsel adalah penguat daya dual-band (penguat daya 900M dan penguat daya 1800M yang terintegrasi menjadi satu), yang terbagi menjadi dua jenis: penguat daya vinil dan penguat daya casing besi; model penguat daya yang berbeda tidak dapat saling menggantikan.
efek:Memperkuat sinyal frekuensi yang diosilasikan oleh TX-VCO untuk mendapatkan arus daya yang cukup, yang kemudian diubah menjadi gelombang elektromagnetik oleh antena dan dipancarkan keluar.
Perlu diperhatikan:Penguat daya memperkuat amplitudo sinyal frekuensi yang ditransmisikan, bukan frekuensinya.
Kondisi kerja penguat daya:
a), tegangan kerja (VCC):Penguat suara ponsel ini ditenagai langsung oleh baterai (3.6V);
b), terminal darat (GND):menyebabkan arus membentuk lingkaran;
c), sinyal konversi daya frekuensi ganda (BANDSEL):Kendalikan penguat daya agar bekerja pada frekuensi 900M atau 1800M;
d), sinyal kontrol daya (PAC):Mengontrol jumlah penguatan (arus operasi) dari penguat daya;
e), sinyal masukan (IN); sinyal keluaran (OUT).
4). Transformator pemancar:struktur:Dua kumparan dengan diameter kawat dan jumlah lilitan yang sama ditempatkan berdekatan dan disusun menggunakan prinsip induktansi bersama.efek:Kirimkan sampel arus daya transmisi penguat daya ke pengontrol daya.prinsip:Ketika arus daya pemancar dari penguat daya melewati transformator pemancar selama transmisi, arus dengan besar yang sama dengan arus daya akan terinduksi pada sisi sekundernya, yang kemudian dideteksi (disearahkan pada frekuensi tinggi) dan dikirim ke pengontrol daya.
5), sinyal tingkat daya:Yang disebut tingkat daya berarti bahwa para insinyur membagi sinyal yang diterima menjadi delapan tingkatan saat memprogram telepon seluler. Setiap tingkat penerimaan sesuai dengan tingkat daya transmisi (seperti yang ditunjukkan pada tabel di bawah). Saat telepon seluler beroperasi, CPU menentukan jarak antara telepon seluler dan stasiun pangkalan berdasarkan kekuatan sinyal yang diterima, dan mengirimkan sinyal tingkat transmisi yang sesuai untuk menentukan jumlah penguatan penguat daya (yaitu, ketika penerimaan kuat, transmisi lemah).
Terlampir adalah tabel tingkat daya:
efek:Bandingkan sinyal pengambilan sampel arus daya transmisi dengan sinyal tingkat daya untuk mendapatkan sinyal tegangan yang sesuai guna mengontrol jumlah penguatan penguat daya.
prinsip:Ketika arus daya melewati transformator pemancar selama transmisi, arus yang diinduksi pada kumparan sekundernya dideteksi (penyearahan frekuensi tinggi) dan dikirim ke pengontrol daya; pada saat yang sama, sinyal tingkat daya yang telah ditetapkan selama pemrograman juga dikirim ke pengontrol daya; kedua sinyal tersebut dibandingkan secara internal untuk menghasilkan sinyal tegangan guna mengontrol jumlah penguatan penguat daya, sehingga arus kerja penguat daya tetap moderat, yang tidak hanya menghemat daya tetapi juga memperpanjang umur pakai penguat daya (semakin tinggi tegangan pengontrol daya, semakin besar daya penguat daya).
3. Proses transmisi sinyal
Saat melakukan transmisi, informasi baseband transmisi (TXI-P; TXI-N; TXQ-P; TXQ-N) yang diproses oleh rangkaian logika dikirim ke modulator transmisi di dalam frekuensi menengah, dan dimodulasi dengan sinyal osilator lokal ke frekuensi menengah transmisi.Jika stasiun pangkalan tidak dapat menerima sinyal frekuensi menengah, TX-VCO harus digunakan untuk meningkatkan frekuensi sinyal frekuensi menengah yang dipancarkan menjadi 890M-915M (GSM) agar stasiun pangkalan dapat menerimanya.Saat TX-VCO bekerja, sinyal frekuensi yang dihasilkan dari 890M-915M (GSM) mengalir melalui dua jalur:
a) Satu saluran pengambilan sampel dikirim kembali ke IF internal, dicampur dengan sinyal osilator lokal untuk menghasilkan sinyal diskriminasi frekuensi transmisi yang sama dengan frekuensi menengah transmisi, dan dikirim ke detektor fasa untuk dibandingkan dengan frekuensi menengah transmisi; jika frekuensi osilasi TX-VCO tidak sesuai dengan saluran kerja telepon seluler, detektor fasa akan menghasilkan tegangan lonjakan 1-4V untuk mengontrol kapasitansi dioda varaktor di dalam TX-VCO untuk menyesuaikan frekuensi.
b). Penguat daya input dua arah diperkuat dan diubah menjadi gelombang elektromagnetik oleh antena untuk dipancarkan.Untuk mengontrol jumlah penguatan penguat daya, ketika arus daya melewati transformator pemancar selama transmisi, arus yang diinduksi di sisi sekundernya dideteksi (penyearahan frekuensi tinggi) dan dikirim ke pengontrol daya; pada saat yang sama, sinyal tingkat daya yang telah ditetapkan selama pemrograman juga dikirim ke pengontrol daya; kedua sinyal tersebut dibandingkan secara internal untuk menghasilkan sinyal tegangan guna mengontrol jumlah penguatan penguat daya, sehingga arus kerja penguat daya tetap moderat, yang tidak hanya menghemat daya tetapi juga memperpanjang umur pakai penguat daya.
Status terkini rantai industri chip RF domestik
Di bidang chip frekuensi radio, pasar sebagian besar dimonopoli oleh raksasa luar negeri. Dalam hal chip frekuensi radio domestik, tidak ada perusahaan yang dapat secara mandiri mendukung model operasi IDM, terutama perusahaan desain Fabless; perusahaan domestik telah membentuk model operasi "soft IDM" melalui kolaborasi dalam desain, foundry, dan pengemasan.
Dari segi pengemasan chip RF, di satu sisi, frekuensi chip RF 5G meningkat, yang menyebabkan kabel penghubung dalam rangkaian memiliki dampak yang lebih besar pada kinerja rangkaian. Saat pengemasan, panjang kabel penghubung sinyal perlu dikurangi; di sisi lain, penguat daya, penguat noise rendah, sakelar, dan filter perlu dikemas ke dalam sebuah modul. Di satu sisi, hal ini mengurangi ukuran dan di sisi lain, memudahkan produsen terminal hilir untuk menggunakannya.Untuk mengurangi parasitisme parameter RF, teknologi pengemasan Flip-Chip, Fan-In, dan Fan-Out perlu digunakan.
Ketika Flip-Chip dikemas dengan proses Fan-In dan Fan-Out, tidak diperlukan koneksi sinyal melalui kawat pengikat emas, yang mengurangi efek listrik parasit yang disebabkan oleh kawat pengikat emas dan meningkatkan kinerja RF chip. Di era 5G, Flip-Chip/Fan-In/Fan-Out berkinerja tinggi yang dikombinasikan dengan teknologi pengemasan Sip akan menjadi tren pengemasan masa depan.
Konten ini berasal dari Internet/menyaringSitus web ini hanya menyediakan pencetakan ulang. Pandangan, pendirian, teknologi, dll. dari artikel ini tidak ada hubungannya dengan situs web ini. Jika ada pelanggaran, silakan hubungi kami untuk menghapusnya!
Rekomendasi Terkait
